флюгирующий узел

заявляемый флюгирующий руль кирюшина относится к авиационной технике, а именно к средствам управления летательными аппаратами и может быть использован при создании пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов любых типов и размеров с регулируемыми поверхностями управления в виде флюгирующих рулей.

в специальной литературе есть упоминания флюгирующих рулей, однако в уровне техники не обнаружено предложенных в заявляемом техническом решении полностью флюгирующих рулей. в заявляемом техническом решении управление летательным аппаратом осуществляется полностью флюгирующими рулями, в дальнейшем называемыми флюгирующими рулями кирюшина, каждый из которых изменяет взаимное расположение своих элементов и свободно вращается вокруг оси крепления руля к фюзеляжу.

известно изобретение по патенту российской федерации JVь2O87381

(прототип), MпK-6: B64C13/28; 39/12, от 11.06.1993 г., опубликованному 20.08.1997г., в котором описан летательный аппарат по схеме «yткa» с флюгирующими рулями, где используется воздействие на рули через пружинный привод, создающий крутящий момент вдоль оси руля, что делает эти рули «пceвдoфлюгиpyющими», а руль представляет собой одну аэродинамическую плоскость.

недостатками прототипа являются: управление флюгирующими рулями производится не на всех углах атаки летательного аппарата; воздействие на руль через пружины ведет к смещению фокуса летательного аппарата ближе к центру масс, что снижает устойчивость летательного аппарата по сравнению с полностью флюгирующим рулем; использование пружинного привода может привести к возникновению вибрации летательного аппарата. основными недостатками являются, в частности, неполное флюгирование, сложность и громоздкость конструкции.

общими признаками прототипа и заявляемого технического решения является наличие флюгирования, хотя в прототипе оно ограничено узким диапазоном вращения руля, что связано с работой устройства воздействия на руль в виде пружинного привода.

отличия заявляемого технического решения от прототипа состоят в том, что устройство-прототип реализовано с помощью усовершенствованной традиционной схемы руля, без использования эффекта полного флюгирования и без применения полностью флюгирующих рулей. в заявляемом техническом решении флюгирование осуществлено во всем диапазоне вращения руля.

цель разработки заявляемого технического решения - создание флюгирующего руля, который позволит обеспечить эффективное управление летательным аппаратом на всех возможных углах атаки, в том числе закритических, кроме того, заявляемое устройство обеспечит безопасность вынужденной посадки при аварийном отказе двигателей.

технической задачей являлось создание подъемной силы на основной плоскости руля, зависящей только от величины воздействия на управляющую плоскость руля и не зависящей от угла атаки всего летательного аппарата.

поставленная цель достигается тем, что поворот управляющей плоскости может осуществляться любым известным способом воздействия на управляющую плоскость (механическим, электрическим, гидравлическим, реактивным), не создающим дополнительного крутящего момента вдоль оси крепления флюгирующего руля кирюшина к фюзеляжу летательного аппарата, что и является принципиальным отличием изобретения от традиционных устройств управления летательными аппаратами.

сущность заявляемого устройства состоит в том, что флюгирующий руль кирюшина состоит из двух аэродинамических плоскостей, изменяющих свое взаимное расположение, при этом основная плоскость свободно вращается на оси крепления к фюзеляжу, а управляющая плоскость присоединена шарнирами к основной плоскости, при этом возникает сила на оси крепления руля к фюзеляжу за счет создания угла атаки основной плоскости руля путем изменения угла атаки управляющей плоскости, то есть за счет изменения угла между хордой основной плоскости и хордой управляющей плоскости флюгирующего руля кирюшина.

сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами фиг.1 и фиг.2, где:

V-поток набегающего воздуха;

р-подъемная сила;

м-управляющий момент; Ml -управляющий момент левым рулем M2-yпpaвляющий момент правым рулем

1 - фюзеляж;

2 - флюгирующий руль кирюшина;

3 - основная плоскость;

4 - консоли с шарнирами;

5 - управляющая плоскость;

6 - рычаг привода.

летательный аппарат фиг.2 содержит фюзеляж 1 с двумя флюгирующими рулями кирюшина 2, свободно вращающимися на осях крепления к фюзеляжу и управляющими летательным аппаратом. флюгирующий руль кирюшина фиг.l состоит из основной плоскости 3, двух жестко прикрепленных к основной плоскости консолей 4, управляющей плоскости 5, которая вращается в шарнирах консолей за счет воздействия M на рычаг 6, отклоняющий управляющую плоскость, то есть путем изменения угла между хордой управляющей плоскости и хордой основной плоскости флюгирующего руля кирюшина.

техническим решением флюгирующего руля кирюшина может быть руль, состоящий из основной и вторичной плоскостей, изменяющих свое взаимное расположение. отклонение основной плоскости руля от нейтрального положения в набегающем потоке воздуха осуществляется путем изменения взаимного расположения его компонентов, а в частности за счет изменения положения вторичной плоскости и последующего изменения угла атаки основной плоскости руля.

заявляемое устройство работает следующим образом: пилот рычагами управления приводит в движение рулевые механизмы, воздействующие на рычаг привода 6, который отклоняет управляющую плоскость флюгирующего руля кирюшина 2, т.е. меняется угол между хордами основной и управляющей плоскостей. это изменит аэродинамическое качество руля 2, вызовет изменение подъемной силы P в набегающем потоке окружающего воздуха, которая, будучи приложенной, к оси крепления руля к фюзеляжу 1 , позволит управлять летательным аппаратом за счет изменения угла атаки или угла крена самого летательного аппарата. такое воздействие возможно при применении радиоуправляемых электроприводов, гидро- и пневмоприводов, которые не будут

создавать механический момент вдоль оси крепления флюrирующего руля 2 к фюзеляжу 1 летательного аппарата.

в данном случае показана схема летательного аппарата по схеме «yткa» с флюгирующими рулями кирюшина и расположением управляющей плоскости сзади основной.

техническим результатом применения заявляемого технического решения является устройство управления летательным аппаратом полностью флюгирующим рулем кирюшина, создание подъемной силы на основной плоскости которого зависит только от величины воздействия на управляющую плоскость руля и не зависит от угла атаки всего летательного аппарата. таким образом, обеспечивается эффективное управление летательным аппаратом на всех возможных углах атаки, в том числе закритических, путем создания оптимальной подъемной силы на руле, что позволит обеспечить устойчивый полет. кроме того, данное устройство управления летательным аппаратом обеспечит безопасность вынужденной посадки при аварийном отказе двигателей. эффективность предлагаемого технического решения будет особенно ощутима при создании малоразмерных пилотируемых и беспилотных аппаратов, когда посадку можно производить на больших углах атаки летательного аппарата и максимально эффективных углах атаки руля, что в свою очередь снижает посадочную скорость, повышает безопасность посадки, существенно снижает требования к размеру и качеству поверхности посадочной полосы.

из анализа уровня техники можно сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует критериям патентоспособности изобретения «нoвизнa», «изoбpeтaтeльcкий ypoвeнь» и ((промышленная применимость)).