КАТАПУЛЬТНОЕ КРЕСЛО Российский патент 2004 года по МПК B64D25/10 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к средствам спасения экипажа при аварии летательного аппарата.

Известно катапультное кресло, обеспечивающее спасение экипажа самолета в случае его аварии, содержащее сиденье, заголовник с размещенным в нем спасательным парашютом, стреляющий механизм, пороховой реактивный двигатель с двумя поворотными соплами и устройством изменения величины его результирующего вектора тяги и систему автоматического управления элементами кресла (см. описание к патенту РФ №2119878).

Это катапультное кресло рассчитано на применение его пилотами трех весовых поддиапазонов - поддиапазона минимальных масс, поддиапазона средних масс, поддиапазона больших масс. Выбор поддиапазона осуществляется самим пилотом с помощью трехпозиционного переключателя. Изменение тяги двухсоплового двигателя осуществляется за счет изменения угла установки сопел в процессе катапультирования с помощью устройства изменения величины результирующего вектора тяги.

В исходном состоянии сопла двигателя установлены под углом α_ср. (см. фиг.1), при котором обеспечивается необходимое значение результирующего вектора тяги R_рез.ср. для среднего поддиапазона масс летчиков.

При катапультировании летчика максимального поддиапазона масс устройство изменения величины результирующего вектора тяги уменьшает угол установки сопел до α_min, увеличивая при этом величину результирующей тяги, а при катапультировании летчика минимального поддиапазона масс увеличивает угол установки сопел до α_max, уменьшая при этом величину результирующей тяги.

Угол между вектором результирующей тяги и осью стреляющего механизма β (см. фиг.2) выбирается таким образом, чтобы возмущающий крутящий момент результирующей тяги относительно центра масс системы был минимальным для большинства летчиков.

Однако эллипсы рассеивания центра масс системы “кресло-летчик” различны для среднего, минимального и максимального поддиапазонов масс летчиков.

Недостатком описанного кресла является невозможность изменять угол β направления результирующего вектора тяги двигателя относительно оси стреляющего механизма для уменьшения возмущающего крутящего момента при работе двигателя.

Технической задачей изобретения является обеспечение приемлемых значений эксцентриситетов результирующей тяги двигателя путем изменения угла β результирующего вектора тяги двигателя относительно оси стреляющего механизма для трех поддиапазонов масс летчиков для уменьшения крутящего момента, возникающего при работе порохового реактивного двигателя.

Задача достигается тем, что известное катапультное кресло, содержащее сиденье, заголовник с размещенным в нем спасательным парашютом, стреляющий механизм, пороховой реактивный двигатель с двумя поворотными соплами и устройством изменения величины его результирующей тяги и систему автоматического управления элементами кресла, отличается тем, что оси поворота сопел порохового ракетного двигателя OS (см. фиг.3) лежат в плоскостях ПS, перпендикулярных векторам тяг, соответствующих среднему поддиалазону масс пилота, и образуют угол А с перпендикуляром к плоскости расположения тяг для среднего поддиапазона масс пилота так, что при реализации максимальной или минимальной результирующей тяги путем поворота сопел от положения, соответствующего среднему поддиапазону масс пилота соответственно на угол (α_ср-α_min) и (α_max-α_cp), одновременно происходит изменение направление результирующей тяги на угол β_max и β_min, исключающее появление значительных крутящих моментов, причем величина А при заданных значениях углов положения сопел для среднего, максимального и минимального поддиапазонов масс пилотов определяется потребным значением изменения направления результирующей тяги для максимального и минимального поддиапазона масс.

На фиг.1 показаны положения сопел для среднего, максимального и минимального поддиапазонов масс летчика, положения плоскостей IIS расположения осей поворотных сопел, система координат ОХ₂Y₂Z₂, связанная с положением сопел для среднего поддиапазона масс.

На фиг.2 - расположение вектора результирующей тяги порохового реактивного двигателя для различных поддиапазонов масс; О X₁ Y₁ Z₁ - система координат, связанная с креслом, ось OY₁ параллельна оси стреляющего механизма.

На фиг.3 - вид В; L - линия пересечения плоскости расположения оси поворота правого сопла с плоскостью ОХ₂Z₂.

На фиг.4 изображен вид кресла сбоку.

На фиг.5 - устройство изменения величины результирующей тяги порохового реактивного двигателя.

На фиг.6 - сечение А-А.

На фиг.7 - сечение Б-Б.

Катапультное кресло (см. фиг.4) имеет сиденье 1, заголовник 2 с размещенным в нем спасательным парашютом, систему автоматики 3, переключатель 4, стреляющий механизм 5, пороховой реактивный двигатель 6 с двумя установленными на осях 7 поворотными соплами 8 и устройством изменения величины результирующей тяги.

Устройство изменения величины результирующей тяги порохового реактивного двигателя (см. фиг.5, 6, 7) выполнено из силового цилиндра 9 с двусторонним поршнем 10, имеющим в средней части профилированный паз 11 (в силовом цилиндре перпендикулярно его продольной оси установлен шток 12 с закрепленным на нем и расположенным в профилированном пазу пальцем 13), двух двуплечих рычагов 14, одни концы плеч которых соединены со штоком посредством пальца, а другие посредством регулируемых тяг 15 - с поворотными соплами порохового реактивного двигателя, двух электрически связанных с системой автоматического управления элементами кресла электропиропатронов 16, рабочие полости которых соединены с рабочими полостями силового цилиндра.

Заявляемое катапультное кресло рассчитано на три весовые категории пилотов и работает следующим образом.

При посадке в кресло пилот устанавливает переключатель 4 в одно из трех положений в зависимости от своей массы.

Рассмотрим вариант, когда переключатель установлен в среднем положении из расчета на поддиапазон средних масс пилотов.

В случае аварийной ситуации, т.е. при подаче пилотом команды на катапультирование, срабатывает пирозаряд стреляющего механизма 5, и давление газа из рабочей полости пирозаряда поступает в полость стреляющего механизма 5. При этом, поскольку переключатель 4 установлен в положение поддиапазона средних масс пилотов, команда от переключателя в систему автоматического управления элементами кресла на изменение режима работы порохового реактивного двигателя 6 не поступает и электропиропатроны 16 не срабатывают.

Затем, после срабатывания стреляющего механизма, включается пороховой реактивный двигатель 6, и газ, выходя из его рабочей полости через сопла 8, обеспечивает увеличение скорости отброса кресла от аварийного летательного аппарата.

Если переключатель 4 установить в положение, соответствующее максимальному весу пилота (поддиапазон максимальных масс пилотов), то это будет соответствовать максимальной величине нагрузки, действующей на кресло при катапультировании, и кресло работает следующим образом.

При подаче команды на включение стреляющего механизма срабатывает первый электропиропатрон 16 устройства изменения величины результирующей тяги порохового реактивного двигателя (см. фиг.6) и давление его газа, поступая в правую рабочую полость цилиндра 9, перемещает поршень 10 в крайнее положение, при этом палец 13, скользя по пазу 11, переводит шток 12 в верхнее положение. Поднимаясь, шток 12 посредством рычагов 14 и тяг 15 поворачивает сопла на угол (α_ср-α_min), что увеличивает до максимальной величины результирующую тягу порохового реактивного двигателя. В этом случае за счет того, что оси сопел расположены под углом А к нормали к плоскости средних тяг, при уменьшении угла α_ср на α_min происходит одновременное изменение направления вектора результирующей тяги вниз на угол β_max, что уменьшает крутящий момент от тяги двигателя при его максимальной тяге.

При установке переключателя 4 в положение, соответствующее минимальному весу пилота (поддиапазон минимальных масс пилотов), величина нагрузки, действующая на кресло, при катапультировании будет минимальной, и кресло будет работать следующим образом.

Команда на катапультирование вызывает срабатывание левого электропиропатрона 16 (см. фиг.6) и давление его газа, поступая в левую рабочую полость цилиндра 9, перемещает поршень 10 в крайнее правое положение, при этом палец 13, скользя по пазу 11, переводит шток 12 в нижнее положение. Опускаясь, шток 12 посредством рычагов 14 и тяг 15 раздвигает сопла на угол α_max-α_ср, что уменьшает до минимума величину результирующей тяги порохового двигателя 6.

В этом случае направление вектора тяги поворачивается вверх на угол β_min, что уменьшает крутящий момент при минимальной массе.

Предлагаемое техническое решение позволяет решить поставленную задачу, т.е. уменьшить возмущающие крутящие моменты от тяги двигателя.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к средствам спасения экипажа при аварии летательного аппарата. Кресло имеет сиденье, заголовник с размещенным в нем спасательным парашютом, стреляющий механизм, пороховой реактивный двигатель с двумя поворотными соплами и устройством изменения величины его результирующей тяги и систему автоматического управления элементами кресла. Оси поворота сопел порохового реактивного двигателя лежат в плоскостях, перпендикулярных векторам тяг, соответствующих среднему поддиапазону масс пилота, и образуют угол А с перпендикуляром к плоскости расположения тяг для среднего поддиапазона масс пилота. При реализации максимальной или минимальной результирующей тяги путем поворота сопел от положения, соответствующего среднему поддиапазону масс, одновременно происходит изменение направления результирующей тяги, исключающей появления значительных крутящих моментов при работе порохового реактивного двигателя. Технический результат - обеспечение приемлемых значений эксцентриситетов результирующей тяги путем изменения угла результирующего вектора тяги, что позволяет уменьшить возмущающие крутящие моменты от тяги двигателя. 7 ил.

Катапультное кресло, содержащее сиденье, заголовник с размещенным в нем спасательным парашютом, стреляющий механизм, пороховой реактивный двигатель с двумя поворотными соплами и устройством изменения величины его результирующей тяги и систему автоматического управления элементами кресла, отличающееся тем, что оси поворота сопел порохового реактивного двигателя лежат в плоскостях, перпендикулярных векторам тяг, соответствующих среднему поддиапазону масс пилота, и образуют угол А с перпендикуляром к плоскости расположения тяг для среднего поддиапазона масс так, что при реализации максимальной или минимальной результирующей тяги путем поворота сопел от положения, соответствующего среднему поддиапазону масс, одновременно происходит изменение направления результирующей тяги, исключающей появление значительных крутящих моментов, причем величина угла А при заданных значениях углов положения сопел для среднего, максимального и минимального поддиапазонов масс пилотов определяется потребным значением изменения направления результирующей тяги для максимального и минимального поддиапазонов масс.