ВЕРТОЛЕТ Российский патент 2000 года по МПК B64C27/04 B64D45/04 

Техническое решение относится к средствам для посадки вертолета, которые совмещены с вертолетом и обеспечивают его посадку при возникновении аварийной ситуации.

Известны вертолеты, которые содержат корпус с двигателем, винт с лопастями и втулкой для изменения наклона лопастей, опорное устройство для посадки (Учебник элементарной физики под редакцией Ландсберга, том 1, стр. 415 - 416). Все вертолеты имеют точно такую конструкцию, поэтому все аналоги одинаковы.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является геликоптер по а. с. СССР N 1307, 31.05.28, содержащий корпус, винт и спасательный парашют.

Недостатками вертолета являются:
- возможность разрушения винта при полете в горных районах, где наблюдаются восходящие потоки воздушной массы, что приводит к броскам и нежелательным контактам с местностью с разрушением винта и аварией, с гибелью экипажа и груза, который может быть экологически опасным (аналогичная ситуация возникает при посадке и сильном ветре);
- полет вертолета осуществляется, в основном, на низких высотах, что не позволяет воспользоваться индивидуальными средствами спасения при аварийной ситуации;
- для спуска вертолета при аварии нельзя использовать парашют, т.к. он не успеет раскрыться из-за малой высоты, а также из-за того, что лопасти перекрывают всю верхнюю область, и это обстоятельство не позволяет разместить там стропы парашюта.

Целью технического решения является устранение указанных недостатков, а именно защита винта при силовом контакте его со сторонним объектом, а также спуск вертолета при возникновении аварийной ситуации и малой высоте его движения.

Технический результат достигается тем, что винт заключен в сетчатый короб, который закреплен на корпусе ниже винта, а на верхней поверхности короба размещен парашют, соединенный с ракетой гибким тросом, при этом ракета соединена с парашютом ниже центра ее масс и возможностью поворота относительно оси, которая размещена выше центра масс и перпендикулярно оси ракеты, расположенной параллельно валу винта, при этом возможность поворота ракеты осуществлена тем, что она размещена в направляющей, которая расположена за хвостовой оконечностью корпуса, а ось вращения направляющей размещена выше совместного центра масс направляющей с ракетой, при этом соединение троса с ракетой и парашютом осуществлено через верхнюю часть направляющей, причем тросс закреплен на ракете ниже центра ее масс и соединен с парашютом через разрушаемый захват троса, размещенный на оси направляющей.

На чертежах представлен вертолет в упрощенном изображении в виде конструктивной схемы, которая дает полное представление о возможности исполнения устройства по данному техническому решению.

На фиг. 1 представлен вид сбоку вертолета; на фиг. 2 - установка ракеты; на фиг. 3 - изометрия короба без винта.

Вертолет содержит корпус 1, опорное устройство 2, винт 3 с лопастями и втулкой для изменения угла наклона лопастей, а также двигатель внутри корпуса 1. Все элементы, не имеющие отношения к данному техническому решению, условно не показаны. Винт 3 заключен в короб 4, который изготовлен из радиальных штанг 5 с откосами 6 для повышения прочности и жесткости короба 4. Короб выполнен фактически сетчатым с расчетной прочностью и жесткостью, так как все его элементы по размерам малы (примерно на два порядка) по сравнению с активной площадью винта в плане. Над валом (центром вращения винта 3) закреплен парашют 7 (его устройство условно не показано, т.к. не имеет отличий). Центр купола парашюта 7 соединен тросом 8 на упорах 9, которые обеспечивают гарантированный зазор между стабилизирующим винтом 10 и тросом 8. За хвостовой оконечностью корпуса 1 поворотно расположена направляющая 11 с ракетой 12, оси которых совпадают и параллельны валу винта 3. Центр масс (ЦС1) ракеты 12 и направляющей 11 размещен ниже оси 13, на которой может вращаться направляющая 11 с ракетой 12. Центр масс ракеты (ЦМ2 выше центра масс ЦМ1 с учетом выгорания топлива. Трос 8 закреплен на стабилизаторе 14 ракеты 12, т. е. ниже центра масс ЦМ2 и ЦМ1. Далее тросс 8 выводится через открытую верхнюю часть направляющей 11 к захвату 15. Ракета 12 имеет электрический детонатор (условно не показан и широко известен еще по "Катюшам" времен ВОВ).

Действует вертолет при аварийной ситуации следующим образом:
при потере устойчивости и управления вертолет начинает неконтролируемо падать с вращением относительно любой его оси. При вращении вертолета ось ракеты 12 с направляющей 11 будет всегда находится вертикально из-за размещения центра масс, а тросс 8 может скручиваться без захлеста, т.к. захват размещен на геометрической оси 13. При переходе нормального положения, когда вертолет займет положение, как он представлен на фиг. 1, подают сигнал на детонатор ракеты 11 (сигнал может быть подан через проводную линию) и она взлетает вертикально. Происходит разрушение захвата 15 от рывка, и ракета тросом вытягивает парашют 7 на всю длину. Далее ракета может отрываться, но может и догорать до расхода топлива. При падении вертолета купол парашюта занимает рабочее положение за счет набегающего потока воздушной массы, скорость резко падает при одновременном выравнивании положения вертолета в пространстве и происходит плавное касание вертолета при любой форме посадочной поверхности и сохранение винта в целостности. Парашют 7 может быть собран и использован многоразово с установкой новой ракеты.

Замечания к использованию технического решения.

1. Максимальные массы существующих вертолетов не более 50 тонн, что соизмеримо с массой десантных танков, поэтому техническая задача корректна и решаема.

2. Развертывание парашюта займет не более 1 секунды с учетом реакции оператора. За это время вертолет при свободном падении пролетит около 5 метров. Это позволяет предотвратить аварию с гибелью экипажа и груза при высоте более 10 метров (с запасом). Причем все доработки можно осуществить на действующих вертолетах.

3. Для повышения скорости развертывания купола парашюта можно предусмотреть газовый баллон внутри купола, который открывается от рывка троса 8 после вывода парашюта на всю длину троса 8 с инерционным бойком разрушения баллона (условно не показан).

4. Оценим потери активной площади винта за счет штанг. Пусть диаметр лопастей винта при вращении будет 10 метров, а штанги пусть имеют диаметр 10 мм, их 6 штук на каждой стороне. Тогда отношение площадей составит:

5. Высота короба 4 должна позволять свободно размещаться лопастям при их деформации от нагрузки при вращении и свободном провисании под собственной массой.

Таким образом, достигаются все поставленные цели, которые были сформулированы выше.

Изобретение относится к области авиации, в частности к средствам для аварийной посадки вертолета. Вертолет содержит корпус, винт и парашют. Винт заключен в охватывающий его сетчатый короб. Короб закреплен на корпусе вертолета ниже винта. Парашют размещен на верхней поверхности короба и соединен гибким тросом с ракетой ниже центра ее масс. Ось ракеты размещена в плоскости, параллельной валу винта. Такое выполнение вертолета обеспечит спуск вертолета при возникновении аварийной ситуации. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Вертолет, содержащий корпус, винт и парашют, отличающийся тем, что винт заключен в охватывающий его сетчатый короб, который закреплен на корпусе ниже винта, при этом парашют, размещенный на верхней поверхности короба, соединен гибким тросом с ракетой ниже центра ее масс, а ось ракеты размещена в плоскости, параллельной валу винта. 2. Вертолет по п.1, отличающийся тем, что ракета имеет возможность поворота, обеспеченную тем, что она размещена в направляющей, расположенной за хвостовой оконечностью корпуса вертолета, ось вращения которой расположена выше совместного центра масс ракеты и направляющей, при этом трос выведен через верхнюю открытую часть направляющей к разрушаемому после воздействия ракеты при натяжении троса захвату троса.