СИСТЕМА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ ГРУЗА К ВЕРТОЛЕТУ Российский патент 1994 года по МПК B64D1/22 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к оборудованию летательных аппаратов, предназначенных для транспортировки грузов на внешней подвеске и проведения строительно-монтажных работ.

Известна система внешней подвески груза к вертолету, включающая ориентирующую систему, обеспечивающую ориентацию и фиксацию монтируемого груза в азимутальном положении.

Однако такая система внешней подвески груза обладает рядом существенных недостатков:
фиксация груза по азимуту осуществляется только в двух положениях, отличающихся друг от друга на угол 180^о, что зачастую делает невозможным установку монтируемого груза в проектное положение из-за неблагоприятного направления ветра;
отсутствует демпфирование колебаний груза на внешней подвеске в продольной и поперечной плоскостях, а также крутильных колебаний.

Известна наиболее близкая к изобретению по технической сущности система внешней подвески груза к вертолету, включающая сопряженные с замком вертолета грузовые канаты с жестко закрепленной между ними траверсой, соединенной с ориентирующей системой, имеющей снабженный по окружности отверстиями фиксирующий элемент, под острым углом к плоскости которого прикреплены амортизаторы, соединяющие его с вертолетом. При этом фиксирующий элемент выполнен в виде диска, жестко закрепленного в средней части траверсы и шарнирно соединенного со стабилизирующей тягой, к свободному концу которой нижними концами прикреплены амортизаторы. К вертолету амортизаторы присоединены верхними концами посредством канатов, имеющих ослабленные участки.

К недостаткам известной системы внешней подвески следует отнести малый диапазон регулирования углов поворота траверсы, а значит и монтируемого груза, относительно стабилизирующей тяги при отсутствии возможности управления фиксатором в полете. На практике возможна установка траверсы относительно поперечной оси вертолета на углы 0 и ±22,5^о, что соответствует одному шагу отверстий, расположенных по окружности диска, жестко закрепленного в средней части траверсы. Установка траверсы на большие углы приводит к сильному перекосу системы внешней подвески при колебаниях груза и опасному сближению свободного конца стабилизирующей тяги с фюзеляжем вертолета.

Еще одним недостатком известной системы внешней подвески является то, что эффективная работа амортизаторов обеспечивается только в одном направлении при отклонении груза назад и не обеспечивается эффективность их работы при отклонении груза вперед, а также в поперечном направлении.

Описанная взаимосвязь элементов известной системы, в частности присоединение амортизаторов нижними концами к стабилизирующей тяге (и фиксирующего элементу), а верхними концами к вертолету приводит к необходимости в случае аварийного сброса груза сбрасывать с вертолета и всю систему. В результате этого может быть нарушена целостность и работоспособность известной системы. Кроме того, известная система трудоемка в изготовлении, установке и снятии с вертолета. Она не может быть использована совместно со штатной подвеской вертолета, поэтому каждая смена подвески вертолета сопряжена с большими затратами труда. При этом не обеспечивается надежный аварийный сброс, т. к. выполнение аварийного сброса связано с обрывом ослабленных по прочности участков канатов, которыми оснащен свободный конец стабилизирующей тяги. Обрыв ослабленных по прочности участков канатов происходит на значительном по величине плече относительно центра масс вертолета. Это может вызвать непрогнозируемые изменения угла наклона вертолета в продольной плоскости (угла тангажа), что особенно опасно при близком расположении наземных препятствий. С другой стороны, малая прочность ослабленных участков каната на практике часто приводит к их обрыву в штатной ситуации выполнения работ, что влечет за собой потерю работоспособности системы внешней подвески по фиксации монтируемого груза в заданном азимутальном положении.

Цель изобретения - повышение эффективности работы за счет улучшения эксплуатационных характеристик системы и повышения безопасности полетов.

Поставленная цель достигается тем, что в системе внешней подвески груза к вертолету, включающей сопряженные с замком вертолета грузовые канаты с жестко закрепленной между ними траверсой, соединенной с ориентирующей системой, имеющей снабженный по окружности отверстиями фиксирующий элемент, под острым углом к плоскости которого прикреплены амортизаторы, соединяющие его с вертолетом, согласно изобретению фиксирующий элемент выполнен в виде кольца и соединен с концами траверсы с возможностью рассоединения при аварийном сбросе груза, при этом амортизаторы прикреплены верхними концами непосредственно к фиксирующему элементу по касательной к нему в горизонтальной плоскости, а концы траверсы снабжены штырями, находящимися во взаимодействии с отверстиями фиксирующего элемента.

Выполнение фиксирующего элемента в виде кольца, соединение фиксирующего элемента с концами траверсы, обеспечение их рассоединения в случае аварийного сброса груза, прикрепление амортизаторов верхними концами по касательной к фиксирующему элементу в горизонтальной плоскости - признаки, отличающие заявляемое техническое решение по прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "новизна".

Предложенная совокупность признаков является новой и приводит к появлению у объекта нового свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой системы; на фиг. 2 - то же, вид сверху (вертолет не показан); на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 1.

Система внешней подвески груза к вертолету включает в себя вертолет 1, соединенный с бортовым замком 2 наконечник 3, ниже которого крепится треугольное звено 4, а далее грузовые канаты 5 с грузодержателями 6, например крюками или электрозамками. К грузодержателям 6 с помощью стропов 7 крепится монтируемый груз 8. Между грузовыми канатами 5 жестко закреплена траверса 9, которая штырями 10 фиксируется в отверстиях фиксирующего элемента 11, выполненного в форме кольца. К боковой поверхности фиксирующего элемента 11 по касательной к нему в горизонтальной плоскости прикреплены верхние концы амортизаторов 12, нижние концы которых крепятся к узлам фюзеляжа вертолета. При этом амортизаторы 12 с плоскостью фиксирующего элемента 11 образуют острый угол α, что обеспечивает надежную фиксацию траверсы 9 к фиксирующему элементу. Параллельно амортизаторам 12 закреплены ограничительные канаты 13, имеющие длину, ограничивающую подъем фиксирующего элемента в случае аварийного сброса груза до соприкосновения с фюзеляжем вертолета. Фиксирующий элемент 11, амортизаторы 12 и ограничительные канаты 13 составляют ориентирующую систему.

Предлагаемая система внешней подвески груза к вертолету работает следующим образом.

На вертолете 1 устанавливают ориентирующую систему, для чего фиксирующий элемент 11 с помощью амортизаторов 12 крепят к узлам фюзеляжа вертолета 1. Параллельно амортизаторам 12 крепят ограничительные канаты 13. Далее заранее собранную грузонесущую систему в составе наконечника 3, треугольного звена 4, грузовых канатов 5 с грузодержателями 6 и жестко закрепленной между грузовыми канатами 5 траверсы 9 вводят внутрь фиксирующего элемента 11 с помощью бортовой лебедки (не показана), подтягивают грузонесущую систему вверх, соединяя наконечник 3 с замком 2. В процессе подтягивания траверсу 9 ориентируют в заранее выбранном азимутальном положении и в заключительной стадии вводят штыри 10 траверсы 9 в отверстия фиксирующего элемента 11. При этом амортизаторы 12 образуют острый угол с плоскостью фиксирующего элемента 11, таким образом прижимают фиксирующий элемент 11 к траверсе 9.

После зависания вертолета 1 над монтируемым грузом 8 с помощью стропов 7 производят подцепку груза к грузодержателям 6. Далее вертолет 1 натягивает грузовые канаты 5, поднимает монтируемый груз 8 и транспортирует его к месту монтажа. Возникающие при этом продольно-поперечные и крутильные (по азимуту) колебания монтируемого груза 8 воспринимаются амортизаторами 12, а в случае возникновения продольных колебаний и ограничительными канатами 13. За счет фиксирующих свойств амортизаторов 12 происходит затухание колебаний груза. Передние ограничительные канаты 13 вступают в работу и при достижении вертолетом 1 максимальной для данного монтируемого груза скорости его транспортировки.

После выполнения монтажа вертолет 1 снижается до момента ослабления грузовых канатов 5 и с помощью грузодержателей 6 производят отцепку стропов 7.

В случае возникновения необходимости аварийного сброса монтируемого груза 8 путем срабатывания замка 2 сбрасывают грузонесущую систему вместе с грузом. При этом в момент сброса груза штыри 10 траверсы 9 выходят из зацепления с отверстиями фиксирующего элемента 11. Амортизаторы 12, а в заключительной стадии и ограничительные канаты 13 исключают соприкосновение фиксирующего элемента 11 с фюзеляжем вертолета 1 после аварийного сброса груза.

После посадки вертолета 1 в случае необходимости с помощью бортовой лебедки опускают грузонесущую систему до момента выхода штырей 10 траверсы 9 из отверстий фиксирующего элемента 11, поворачивают траверсу 9 в новое азимутальное положение и в обратном порядке приводят систему внешней подвески в рабочее положение.

Предлагаемая система внешней подвески груза к вертолету более эффективна в работе, т.к. обеспечивает азимутальную фиксацию груза в любом необходимом положении (±360^оС), что исключает простои вертолета при неблагоприятном направлении ветра. За счет совмещения стабилизирующего и фиксирующего элементов в одном, выполненном в виде кольца, система имеет меньшую материалоемкость и более удобна в эксплуатации, особенно при установке и снятии с вертолета. Расположение амортизаторов по касательной к кольцу обеспечивает наибольшую величину момента сопротивления при крутильных колебаниях груза при любой его фиксации по азимуту, что способствует быстрому гашению колебаний груза и повышению производительности всей системы. Предложенная взаимосвязь элементов системы повышает безопасность полетов при аварийном сбросе груза, т.к. на вертолете остается часть системы (кольцо с амортизаторами), отсоединение которой от сбрасываемой части (траверсы с канатами) происходит по специально предусмотренным парам скольжения (без их разрушения). При этом обеспечивается полная сохранность наиболее трудоемкой в изготовлении части системы (кольца с амортизаторами), закрепленной на вертолете. Кроме того, при необходимости использования на вертолете штатной (одноканатной) внешней подвески груза трудозатраты на замену предлагаемой подвески минимальны, т. к. осуществляют только сброс траверсы с канатами (как при аварийном сбросе), а сквозь прикрепленное к вертолету кольцо подцепляют штатный канат. При этом, как показали летные испытания, оставшаяся на вертолете часть предлагаемой системы не препятствует выполнению полетов на всех режимах со штатной подвеской.

Все указанные особенности предлагаемой системы улучшают ее эксплуатационные характеристики и делают ее более технологичной в эксплуатации.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к оборудованию летательных аппаратов, предназначенных для транспортировки грузов на внешней подвеске и проведения строительно-монтажных работ. К вертолету посредством бортового замка присоединены грузовые канаты с грузодержателями, к которым крепится груз. Между грузовыми канатами жестко закреплена траверса, соединенная с ориентирующей системой, включающей фиксирующий элемент, выполненный в форме кольца. По окружности последнего выполнены отверстия, находящиеся во взаимодействии со штырями, расположенными на концах траверсы. По касательной к фиксирующему элементу присоединены верхними концами амортизаторы, нижние концы которых закреплены на вертолете. Амортизаторы образуют с плоскостью фиксирующего элемента острый угол. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. СИСТЕМА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ ГРУЗА К ВЕРТОЛЕТУ, включающая сопряженные с замком вертолета грузовые канаты с жестко закрепленной между ними траверсой, соединенной с ориентирующей системой, имеющей снабженный по окружности отверстиями фиксирующий элемент, под острым углом к плоскости которого прикреплены амортизаторы, соединяющие его с вертолетом, отличающаяся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде кольца и соединен с концами траверсы с возможностью рассоединения при аварийном сбросе груза, при этом амортизаторы прикреплены верхними концами непосредственно к фиксирующему элементу по касательной к нему в горизонтальной плоскости. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что концы траверсы снабжены штырями, находящимися во взаимодействии с отверстиями фиксирующего элемента.