RU2081788C1 - Attachment unit of aerodynamic control surfaces - Google Patents

Abstract

FIELD: aeronautical engineering; attachment units of aerodynamic control surfaces, ailerons, for example. SUBSTANCE: attachment unit is made in form of link mechanism consisting of two forming members 1 and 2 one of which belongs to lifting surface 3 and other belongs to control surface 4 connected by overlapping flexible members, made in form of stripes 5 for example whose line of conjugation is axis of rotation of link mechanism. Forming members 1 and 2 are so constructed that axis of rotation of link mechanism is movable relative to surface of forming member within range of turn control surface, i. e. within ± 30 deg, as a rule. Forming members may be provided with grooves to receive flexible members. According to one version, flexible members are made in form of threads and/or part of two-ply fabric warp. EFFECT: increased area of aerodynamic balance at deflection of surface; reduced mass. 4 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к узлам навески аэродинамических поверхностей управления, например, элеронов. The invention relates to aeronautical engineering, namely to nodes of a hinge of aerodynamic control surfaces, for example, ailerons.

Известен узел навески поверхности управления эларона или закрылка [1] Для приведения элерона или закрылка самолета на его нижней поверхности установлен рычаг. На расположенной около крыла кромке рычага находятся верхние и нижние оси. Верхняя ось соединена через рычаг с фиксированной осью шарнира, расположенного около задней кромки крыла. Нижняя ось имеет степень свободы в вертикальной плоскости, в результате чего закрылок или элерон может смещаться вниз и поворачиваться относительно верхней оси при смещении вверх. Known node hitch control surface of the Elaron or flap [1] To bring the aileron or flap of the aircraft on its lower surface is a lever. On the edge of the lever located near the wing there are upper and lower axles. The upper axis is connected via a lever to the fixed axis of the hinge located near the trailing edge of the wing. The lower axis has a degree of freedom in the vertical plane, as a result of which the flap or aileron can shift down and rotate relative to the upper axis when shifted up.

Смещение оси вращения поверхности управления достигается сложной кинематикой, наличие большого числа элементов снижает надежность конструкции. The displacement of the axis of rotation of the control surface is achieved by complex kinematics, the presence of a large number of elements reduces the reliability of the design.

Известен также узел крепления элерона, включающий кронштейн с окном, закрепленный на силовой нервюре крыла, пластины с втулками для внешней обоймы подшипника, винты крепления пластин и стопорящие винты [2 прототип]
Данная конструкция не позволяет регулировать уровень аэродинамической компенсации, что при больших углах поворота управляющей поверхности, требует приложения больших усилий и, как следствие, приводит к увеличению массы элементов управления.Also known is the attachment unit of the aileron, including a bracket with a window mounted on the power rib of the wing, plates with bushings for the outer race of the bearing, screws for fastening the plates and locking screws [2 prototype]
This design does not allow you to adjust the level of aerodynamic compensation, which at large angles of rotation of the control surface, requires great effort and, as a result, leads to an increase in the mass of controls.

Доступ к подшипникам узлов навески затруднен и в случае засорения подшипников требует вскрытия основной конструкции управляющего элемента или оборудования его специальными люками доступа к подшипнику для его замены. Access to the bearings of the hitch assemblies is difficult and in case of clogging of the bearings it requires opening the main structure of the control element or equipment with special access hatches for the bearing to replace it.

Технической задачей изобретения является снижение веса конструкции, повышения ее ресурса, снижение усилия управляющего привода, улучшение характеристик ремонтопригодности узла навески. An object of the invention is to reduce the weight of the structure, increase its resource, reduce the efforts of the control drive, improve the maintainability of the hitch assembly.

Узел навески аэродинамических поверхностей управления выполнен в виде шарнирного механизма, образованного двумя формообразующими элементами, один из которых принадлежит несущей поверхности, а другой поверхности управления, соединенными перехлестом гибких элементов, например, в виде полос с образованием линии сопряжения, являющейся осью вращения шарнирного механизма. Формообразующие элементы таким образом, что ось вращения шарнирного механизма имеет возможность перемещения относительно поверхности формообразующего элемента в диапазоне поворота управляющей поверхности, как правило ±30^o. Под гибкие элементы могут быть выполнены канавки. Гибкие элементы могут быть выполнены в виде нитей и/или части, например, основы ткани двухслойного типа.The hitch assembly of the aerodynamic control surfaces is made in the form of a hinge mechanism formed by two forming elements, one of which belongs to the bearing surface, and the other of the control surface connected by an overlap of flexible elements, for example, in the form of strips with the formation of the interface line, which is the axis of rotation of the hinge mechanism. The forming elements in such a way that the axis of rotation of the hinge mechanism has the ability to move relative to the surface of the forming element in the rotation range of the control surface, usually ± 30 ^o . Under the flexible elements can be made grooves. Flexible elements can be made in the form of threads and / or parts, for example, warp of a two-layer type of fabric.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен узел навески аэродинамических поверхностей управления, общий вид, на фиг.2 вид в плане фиг. 1, на фиг.3 разрез А-А фиг.2, на фиг.4 формообразующие элементы с канавками, выполненными под соединяющие их гибкие элементы, на фиг.5 вид А-А фиг.4, на фиг.6 представлен вариант конструктивного выполнения гибких элементов в виде нитей, на фиг.7 вариант конструктивного выполнения гибких элементов в виде ткани двухслойного типа, на фиг.8 представлена схема узла навески в динамике, на фиг.9 показана величина смещения мгновенной оси вращения, на фиг.10 вариант установки узла навески, на фиг.11 -вариант натяжения узла навески. The invention is illustrated by drawings, where FIG. 1 shows a sample assembly of aerodynamic control surfaces, general view, FIG. 2 a plan view of FIG. 1, in Fig. 3, section A-A of Fig. 2, in Fig. 4 forming elements with grooves made for flexible elements connecting them, in Fig. 5, view A-A of Fig. 4, Fig. 6 shows an embodiment flexible elements in the form of threads, in Fig. 7 an embodiment of the construction of flexible elements in the form of a fabric of a two-layer type, in Fig. 8, a diagram of the linkage assembly in dynamics is shown, in Fig. 9 shows the offset value of the instantaneous axis of rotation, in Fig. 10 is an installation option of the assembly hinges, in Fig.11 is an option for tensioning the hitch assembly.

Узел навески аэродинамических поверхностей выполнен в виде шарнирного механизма, образованного двумя формообразующими элементами 1, 2. Формообразующий элемент 1 принадлежит несущей поверхности 3, например, крылу, формообразующий элемент 2 принадлежит поверхности управления 4, например, элерону. Формообразующие элементы 1, 2 соединены между собой перехлестом гибких элементов в виде полос 5. Соединение формообразующих элементов может быть осуществлено гибкими элементами в виде нитей 6 или системой гибких элементов в виде основных нитей ткани двухслойного типа 7. Гибкие элементы могут быть расположены в канавках 8 формообразующих элементов 1, 2. Площадь аэродинамической компенсации, определяемая расстоянием от оси вращения до передней кромки управляющей поверхности, регулируется при изменении угла поворота за счет смещения мгновенной оси вращения 9. Величина смещения δ зависит от геометрии формообразующей поверхности элементов (обозначим ее ф) и от угла поворота a Следовательно, d = f(φ,α) С увеличением α увеличивается и d т.е. увеличивается площадь аэродинамической компенсации, что ведет к уменьшению усилия на привод. Для удобства сборки формообразующий элемент 1 может быть установлен в специальное гнездо 10 на крыле и зафиксирован как показано на фиг. 10. Этот вариант удобен также для осуществления натяжения полос 5 с целью избежания люфта шарнира, например, с помощью стяжного устройства 11. The hitch assembly of the aerodynamic surfaces is made in the form of a hinge mechanism formed by two forming elements 1, 2. The forming element 1 belongs to the bearing surface 3, for example, to the wing, the forming element 2 belongs to the control surface 4, for example, an aileron. Forming elements 1, 2 are interconnected by overlapping of flexible elements in the form of strips 5. The connection of forming elements can be carried out by flexible elements in the form of threads 6 or by a system of flexible elements in the form of warp threads of a two-layer type 7. Flexible elements can be located in grooves 8 of forming elements 1, 2. The area of aerodynamic compensation, determined by the distance from the axis of rotation to the leading edge of the control surface, is adjusted when the angle of rotation is changed due to the displacement of instant axis of rotation 9. The magnitude of the displacement δ depends on the geometry of the forming surface of the elements (we denote it by f) and on the angle of rotation a Therefore, d = f (φ, α) As α increases, so does d; the area of aerodynamic compensation increases, which leads to a decrease in the force on the drive. For ease of assembly, the forming element 1 can be installed in a special slot 10 on the wing and fixed as shown in FIG. 10. This option is also convenient for tensioning the strips 5 in order to avoid hinge play, for example, using a clamping device 11.

Гибкие элементы, соединяющие перехлестом формообразующие поверхности, могут быть выполнены из полос металла, полос тканей, в виде отдельных чередующихся нитей, жгутов, рассчитанных таким образом, чтобы при эксплуатации они не переходили зоны пластических деформаций материалов, из которых они выполнены. Flexible elements connecting the forming surfaces with overlap can be made of metal strips, fabric strips, in the form of separate alternating threads, bundles, designed so that during operation they do not cross the plastic deformation zones of the materials from which they are made.

Увеличение угла поворота управляющей поверхности происходит при перемещении оси вращения ее, что обеспечивает увеличение площади компенсации. При этом необходимое усилие на ручку управления уменьшается. An increase in the angle of rotation of the control surface occurs when the axis of rotation is moved, which ensures an increase in the compensation area. In this case, the necessary effort on the control handle is reduced.

Геометрия формообразующих поверхностей определяет зависимость смещения оси вращения относительно угла поворота таким образом, чтобы не допустить критического увеличения площади компенсации. The geometry of the forming surfaces determines the dependence of the displacement of the axis of rotation relative to the angle of rotation in such a way as to prevent a critical increase in the compensation area.

Возможность регулирования натяжения гибких элементов обеспечивает исключение люфта узла навески аэродинамических поверхностей. The ability to control the tension of flexible elements ensures the exclusion of backlash of the hitch assembly of aerodynamic surfaces.

Конструктивное решение узла навески аэродинамических поверхностей технологично, облегчена сборка, так как возможно заранее смонтировать узел навески и вставить его в гнездо несущей поверхности. The constructive solution of the hinge assembly of aerodynamic surfaces is technologically advanced, the assembly is facilitated, since it is possible to pre-mount the hitch assembly and insert it into the socket of the bearing surface.

За счет свободного доступа к узлу навески существенно облегчена ремонтоспособность его, а также эксплуатация, например, после каждого полета можно провести послеполетный осмотр, что способствует увеличению ресурса. Due to free access to the hitch assembly, its maintainability is significantly facilitated, as well as operation, for example, after each flight, post-flight inspection can be carried out, which helps to increase the resource.

По сравнению с прототипом узел навески аэродинамических поверхностей управления заявляемой конструкции обеспечивает увеличение площади аэродинамической компенсации, позволяет снизить вес конструкции. Узел навески технологичен, обладает повышенными характеристиками ремонтопригодности, имеет свободный доступ, облегчающий его эксплуатацию и, как следствие, обладает повышенным ресурсом. Compared with the prototype, the node mount aerodynamic control surfaces of the claimed design provides an increase in the area of aerodynamic compensation, reduces the weight of the structure. The hitch assembly is technological, has improved maintainability characteristics, has easy access, facilitating its operation and, as a result, has an increased resource.

Claims (4)

1. Узел навески преимущественно аэродинамических поверхностей управления, содержащий шарнирный механизм, отличающийся тем, что шарнирный механизм образован двумя формообразующими элементами, один из которых принадлежит несущей поверхности, а другой поверхности управления, соединенными перехлестом гибких элементов, например, в виде полос с образованием линии сопряжения, являющейся осью вращения шарнирного механизма. 1. A hinge assembly of predominantly aerodynamic control surfaces, comprising a hinge mechanism, characterized in that the hinge mechanism is formed by two forming elements, one of which belongs to the bearing surface, and the other of the control surface, connected by an overlap of flexible elements, for example, in the form of strips with the formation of the interface line , which is the axis of rotation of the articulated mechanism. 2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что формообразующие элементы выполнены так, что ось вращения шарнирного механизма имеет возможность перемещения относительно поверхности формообразующего элемента в диапазоне поворота управляющей поверхности как правило ±30^o.2. The node according to p. 1, characterized in that the forming elements are made so that the axis of rotation of the hinge mechanism has the ability to move relative to the surface of the forming element in the rotation range of the control surface is usually ± 30 ^o . 3. Узел по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на формообразущих элементах выполнены канавки под гибкие элементы. 3. The node according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that on the forming elements made grooves for flexible elements. 4. Узел по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что гибкие элементы выполнены в виде нитей и/или являются частью, например, основой ткани двухслойного типа. 4. The node according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the flexible elements are made in the form of threads and / or are part of, for example, the basis of a two-layer fabric type.

Images