УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ГРУЗОВ НА ЛЕТАТЕЛЬНОМ АППАРАТЕ И ИХ ДЕСАНТИРОВАНИЯ С НЕГО Российский патент 2007 года по МПК B64D1/08 

Изобретение относится к оборудованию летательных аппаратов, а именно к средствам размещения грузов на летательном аппарате (ЛА) и их десантирования с ЛА.

Наиболее эффективно изобретение может использоваться для беспарашютного десантирования сыпучих грузов на небольших высотах полета с борта транспортных самолетов, например, типа Ил-76.

Известны различные устройства и приспособления для десантирования грузов с ЛА.

Известно подъемное устройство в виде продольных балок на потолке грузового отсека самолета, служащее для перемещения грузовых упаковок из бункеров хранения на позицию десантирования, расположенную над грузовой рампой. (патент US № 3371891, по кл. B64D 1/08, 1968)

Устройство обеспечивает последовательное отделение грузов, связанных тросами, не требуя спусковых желобов и традиционных роликовых дорожек.

Известно устройство для размещения на ЛА и десантирования штучных грузов (мин или снарядов), включающее средства выталкивания грузов из паллет, где эти грузы хранятся в лотках, средства отделения грузов от лотков при десантировании и средства соединения паллет друг с другом и с самолетом (патент US № 4161301 по кл. B64D 1/08, 1979)

Известно устройство для хранения и десантирования грузов с борта ЛА или иного транспортного средства, в котором грузы уложены на модульной конструкции, собранной из поддонов (паллет), имеющих отсоединяемые приспособления для связи с транспортным средством. (WO №8805398, по кл. B64D 1/08, 1988)

В известном изобретении грузы фиксируют (стяжками) в лотках на поддонах, с возможностью перемещения грузов под действием силы тяжести, после освобождения лотков от связей с поддонами, на позицию десантирования, где эти грузы, в свою очередь, отделяют приспособлениями от связи с лотками и сбрасывают, например, с самолета.

Вышеописанные устройства наиболее подходят для десантирования индивидуальных и достаточно крупных грузов, но их нельзя использовать в случае сыпучих и мелких грузов в мешочной и подобной ей таре.

Известна упаковка для использования в средствах бесплатформенного десантирования мелких и сыпучих грузов, таких как продовольствие, медикаменты, строительные материалы и т.п. (патент RU №2014248 по кл. B64D 1/08 1994)

Известная конструкция для сохранения груза (пакета) при приземлении состоит из внешней упаковочной оболочки в виде усеченной пирамиды, амортизационной, грузовой оболочек и тарировочных связей (разрывных шнуров, тесьмы).

Недостатком известной конструкции является ее сложность и дороговизна (ее целесообразно применять для небольших партий десантируемых грузов).

Следует также отметить, что ряд известных устройств беспарашютного десантирования допускает безвозвратную потерю поддонов и подобных им средств, что при выполнении большого числа полетов заметно снижает экономичность такого метода десантирования.

Наиболее близким по технической сущности решением к предлагаемому является устройство для размещения грузов на летательном аппарате и их десантирования с него, содержащее поддоны для укладывания грузов, которые размещены на роликовых дорожках и установлены в боковых направляющих грузового отсека с возможностью перемещения под действием горизонтальной составляющей силы тяжести и/или инерционной силы вдоль продольной оси летательного аппарата, средства обеспечения фиксации укладок грузов на поддонах, приспособления для фиксации поддонов от продольного перемещения, дающие, при их открытии, возможность перемещения поддонов с грузами на позицию десантирования, а также средство для фиксации поддонов перед позицией десантирования и емкость для накопления поддонов после десантирования с них груза (патент RU №2093424 по кл. B64D 1/08, 1997)

Десантирование грузов в известной конструкции происходит за счет сил, возникающих при кабрировании ЛА (с углом 10°-12°).

В этом известном устройстве каждое средство обеспечения фиксации укладок грузов на поддонах выполнено в виде сетки, образованной кольцевой и радиальными гибкими тягами, причем один конец каждой радиальной тяги соединен с кольцевой гибкой тягой, а другой ее конец выполнен в виде петли, соединенный с помощью шпильки с другой петлей, закрепленной на поддоне, при этом над поддонами установлена направляющая, соединенная с помощью гибкого фала со всеми шпильками для обеспечения извлечения их из петель перед позицией десантирования.

Известное устройство позволяет многократно использовать поддоны и сетку для крепления грузов, что снижает стоимость десантирования грузов.

Однако недостатками данного устройства размещения и десантирования грузов являются:

- сложность конструктивного выполнения средства обеспечения фиксации укладок грузов на поддонах;

- возможность, после отсоединения сетки крепления грузов на поддоне в момент десантирования, падения отдельных мешков с грузом из укладки перед накопителями поддонов, что может воспрепятствовать сбрасыванию грузов с последующих поддонов;

- сложность фиксации поддонов перед позицией десантирования (наличие четырех эластичных гибких тяг по каждому борту), которые необходимо пересоединять с освободившихся поддонов после сбрасывания грузов на поддоны, с которых должны сбрасываться грузы в следующем заходе ЛА. Эта операция усложняет действия экипажа в полете, требует особого внимания и значительного времени, что в целом увеличивает полетное время и, соответственно, стоимость доставки груза;

- ограниченная емкость накопителей, т.к. она рассчитана на 4 поддона по каждому борту, что снижает максимальное количество сбрасываемого груза за один заход ЛА и не позволяет сократить требуемое число заходов на десантирование и общее полетное время.

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются создание устройства, в котором обеспечивалось бы упрощение конструкций средств для фиксации поддонов перед позицией десантирования и средств для размещения грузов на ЛА и их десантирования с ЛА, повышение надежности и удобства эксплуатации этих средств, следствием чего явилось бы повышение экономической эффективности беспарашютного десантирования грузов.

Технический результат в предлагаемом изобретение достигают созданием устройства для размещения грузов на летательном аппарате и их десантирования с него, содержащего поддоны для укладывания грузов, которые размещены на роликовых дорожках и установлены в боковых направляющих грузового отсека с возможностью перемещения под действием горизонтальной составляющей силы тяжести и/или инерционной силы вдоль продольной оси летательного аппарата, средства обеспечения фиксации укладок грузов на поддонах, приспособления для фиксации поддонов от продольного перемещения, дающие, при их открытии, возможность перемещения поддонов с грузами на позицию десантирования, а также средство для фиксации поддонов перед позицией десантирования и емкость для накопления поддонов после десантирования с них груза, которое согласно изобретению снабжено средством увеличения объема емкости накопителя, при этом средство для фиксации поддонов перед позицией десантирования выполнено в виде единой эластичной гибкой тяги, размещенной вдоль продольной оси летательного аппарата, оба конца которой соединены с летательным аппаратом, при этом место соединения одного конца этой тяги расположено в передней части грузового отсека, а другого - после перегиба тяги перед позицией десантирования, в задней части грузового отсека, причем для соединения с поддонами на данной тяге размещены свободно перемещающиеся кольца.

Изобретение характеризуется тем, что средство увеличения объема емкости накопителя выполнено в виде наклонных подставок, установленных на рампе и размещенных под роликовыми дорожками.

Изобретение характеризуется тем, что количество перемещающихся колец равно количеству поддонов, размещаемых вдоль продольной оси летательного аппарата.

Указание на "инерционную силу" для перемещения грузов на позицию десантирования предусматривает возможность совершения ЛА соответствующих маневров (в частности, с ускорением за счет форсажа двигателей при кабрировании) во время сброса грузов.

Предложенное средство для фиксации поддонов перед позицией десантирования, вместо четырех гибких тяг по прототипу, позволяет присоединить все поддоны к одной тормозной тяге еще на этапе их размещения в ЛА перед укладыванием на них грузов.

Изобретение характеризуется тем, что в нем каждое из указанных средств обеспечения фиксации укладок грузов на поддонах содержит по меньшей мере пару продольных стяжек, опоясывающих укладку в вертикальных плоскостях, соединенных друг с другом поверх укладки и разобщенных друг от друга снизу укладки, при этом стяжки выполнены в виде двух замкнутых гибких связей, размещаемых в плоскостях, параллельных продольной оси летательного аппарата.

Для предотвращения поперечного смещения и расползания укладок в их нижней части на поддонах выполнены выступающие элементы.

В приведенной выше совокупности признаков термин "укладка" обозначает пакет, стопку, кипу, штабель и т.д. - в зависимости от типа укладываемых на поддоне грузов.

Согласно изобретению средства обеспечения фиксации укладок грузов на поддонах - в виде опоясывающих укладку двух или более стяжек (лент или тяг) - не имеют связи с поддонами и другими элементами конструкции ЛА (по крайней мере, к моменту десантирования) и разобщены друг от друга снизу укладки.

Такая упрощенная, по сравнению с сеткой прототипа, конструкция данных средств возможна потому, что сила трения грузовой укладки о поверхность поддона примерно вдвое превышает силу, действующую на груз при кабрировании ЛА (10-12°) во время десантирования груза, что обеспечивает устойчивое положение укладки на поддоне в продольном направлении до момента торможения поддона перед позицией десантирования. Устойчивому положению укладки в поперечном направлении способствуют выступающие элементы (продольные ребра жесткости) поддонов.

Для предотвращения смещения укладки грузов относительно поддона в других фазах полета дополнительно используют штатные цепи ЛА для фиксации груза в отсеке, которые снимают непосредственно перед десантированием группы грузов.

Предложенные средства для фиксации укладок обеспечивают также их надежное, после сброса, разделение на отдельные грузовые единицы (предпочтительно мешки с грузом), что гарантирует их сохранность при приземлении.

Существо предлагаемого изобретения поясняется нижеследующим детальным описанием примера его выполнения и чертежами, где

фиг.1 - грузовой поддон предлагаемого устройства (вид сверху);

фиг.2 - то же (вид снизу);

фиг.3 - приспособление для крепления грузов на поддоне (вид спереди);

фиг.4 - то же (вид сверху);

фиг.5 - средство для фиксации поддонов на позиции десантирования;

фиг.6 - схема загрузки самолета поддонами с грузом;

фиг.7 - вид А-А на фигуре 6;

фиг.8 - напольное оборудование грузового отсека самолета (вид в плане);

фиг.9 - напольное оборудование грузовой рампы с поддонами в накопителе (вид в плане);

фиг.10 - вид В-В на фиг.8;

фиг.11 - пример приспособления для фиксации поддонов от продольного перемещения;

фиг.12 - вид С-С на фиг.11.

Устройство для размещения и десантирования грузов содержит поддоны 1 (фиг.1-5) для укладывания на них грузов 2. Каждый поддон 1 изготавливается предпочтительно из фанеры толщиной 18 мм и имеет на своей верхней стороне выступающие элементы, например три продольных ребра жесткости 3, изготавливаемых из фанеры той же толщины. На одной поперечной стороне поддона 1 выполнены два отверстия 4, в которых закреплены концы гибкой тяги 5, имеющей на другом конце карабин 6. На нижней стороне поддона 1 закреплены две металлические полосы 7.

Устройство включает в свой состав (фиг.4) средства 8 обеспечения фиксации укладок грузов на поддонах. Каждое такое средство 8 содержит, по меньшей мере, пару стяжек 9 (замкнутых гибких связей: тяг, лент, тросов и т.п.), опоясывающих укладку в вертикальных или близких к ним плоскостях (в момент загрузки самолета) и соединенных друг с другом поверх укладки, например, одной поперечной гибкой связью 10. Стяжки, предпочтительно, размещаются в плоскостях, параллельных или близких к параллельным продольной оси самолета.

В состав устройства входят приспособления для фиксации поддонов от продольного перемещения, дающие, при их открытии, возможность перемещения поддонов с грузами на позицию десантирования. На фиг.7-10 показано соответствующее напольное оборудование, предназначенное для размещения поддонов 1 с грузом 2 в грузовом отсеке самолета и обеспечения их направленного перемещения вдоль отсека при погрузке и десантировании. Оборудование является легкосъемным и содержит (фиг.8) центральные 11 и боковые 12 направляющие рельсы, на которых с помощью скалок 13 смонтированы роликовые дорожки 14 для качения по ним поддонов.

Верхние полки и вертикальные стенки обоих параллельных рельсов 11 и 12 служат направляющими для поддонов 1 при их движении вдоль грузового отсека при погрузке и десантировании грузов, а в полете удерживают поддоны с грузом от бокового и вертикального перемещений.

В передней по направлению полета части направляющих рельсов 11, 12 закреплены два упора 15 для ограничения движения первых по загрузке поддонов 1 в сторону кабины экипажа. На концах направляющих рельсов у начала грузового отсека и на рампе установлены ловители 16 (фиг.8-9), обеспечивающие надежный заход поддонов 1 в направляющие рельсы 11 и 12 при движении поддонов из грузового отсека на рампу и обратно.

В устройство входят отсоединяемые приспособления 17, размещенные на боковых направляющих рельсах 12, предназначенные для фиксации поддонов от продольного перемещения в направляющих рельсах 11, 12. В качестве приспособлений 17 могут быть использованы замки крепления поддонов, пример одного из которых дан на фиг.11. Замки могут открываться с помощью фалов 16.

В устройство входит также средство для фиксации поддонов 1 перед позицией десантирования, обеспечивающее поступление поддонов 1 в накопители 18 (фиг.5, 9), расположенные за роликовыми дорожками 14 на краю рампы.

Данное средство (фиг.8-9) выполнено в виде эластичной гибкой тяги 19, один конец которой подсоединен к швартовочному узлу 20 на полу самолета, а другой конец тяги 19, протянутый до накопителя 18 и после перегиба обратно, подсоединен к швартовочному узлу 21. Место перегиба гибкой тяги 19 находится перед накопителем 18 на расстоянии, которое обеспечивает торможение поддона 1 в накопителе 18 и, после его освобождения, прижатие к торцу роликовой дорожки 14.

На каждой гибкой тяге 19 левого и правого бортов размещено по тринадцать колец 22, к которым с помощью карабинов 6 подсоединяются поддоны 1. Гибкие тяги 19 изготавливаются из капроновой ленты.

В средство для фиксации поддонов 1 в накопителе 18 входит наклонная подставка 23 (фиг.5), которая крепится под роликовой дорожкой 14. Подставка увеличивает высоту порога накопителя 18 и, соответственно, его емкость, выполняя функцию упора при обратном движении поддона I после сбрасывания с него пакета груза 2 за счет натяжения гибкой тяги 19.

Устройство также содержит штатные цепи 24 для дополнительного крепления поддонов с грузами к полу самолета до выполнения захода на десантирование и наклоняемую грузовую рампу 25 (фиг.6).

В процессе эксплуатации предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед загрузкой самолета в нем размещают все поддоны 1. Для этого каждый поддон 1 устанавливают на рампе 25 на роликовую дорожку 14 между направляющими рельсами 11, 12 непосредственно перед накопителем 18, а затем вручную продвигают его в грузовой отсек самолета до упора и фиксируют одним из приспособлений 17. Таким образом, в самолете размещается по каждому борту по 12 поддонов в грузовой отсеке и по одному поддону на рампе.

Каждый поддон 1, находящийся в самолете, загружают грузом в мешках (или сетках) массой 1250-1500 кг, предварительно положив на поддон две тяги 9 по линии роликовой дорожки 14, симметрично распределив концы тяг 9 относительно середины поддона 1. После того, как мешки уложены на поддон 1, их стопка стягивается продольными тягами 9, которые связываются узлами. Затем тяги 9 соединяются между собой поверх стопки короткой тягой 10, чем обеспечивается устойчивость стопки грузов 2 в поперечном направлении.

После загрузки всех поддонов 1 грузами 2 штурман определяет количество поддонов, с которых сбрасывается груз, в каждом заходе самолета исходя из емкости накопителя 18 и протяженности зоны приема грузов 2 в районе десантирования. Каждая группа поддонов 1 с грузами 2 в одном заходе самолета на десантирование крепится к полу самолета с помощью штатных цепей 24.

К приспособлению 17 первого, в порядке сбрасывания, поддона подсоединяется фал 26 (фиг.11) для открытия оператором вручную замка при сбрасывании грузов. Приспособления 17 следующих в этой серии поддонов подсоединяются фалами (не показаны), каждый к впереди стоящему по выходу из грузового отсека поддону. Затем закрывают люк грузового отсека самолета.

На прямом участке полета к зоне десантирования по команде штурмана открывается рампа и оператор снимает цепь 24 крепления поддонов 1 с грузом 2 первой серии со стороны рампы.

При подлете к району десантирования в расчетной точке командир самолета по команде штурмана переводит самолет из горизонтального полета в режим кабрирования с углом в 10°-12°. По команде штурмана операторы по левому и правому бортам открывают с помощью фалов 26 приспособления 17 первых по выходу поддонов 1, и они начинают перемещаться под действием составляющей силы тяжести (и, возможно, инерции).

Открытие приспособлений 17 следующих в данной серии поддонов 1 происходит после натяжения фалов, соединяющих приспособления 17 этих поддонов 1 с первыми по выходу поддонами 1, при начале движения последних.

В момент схода поддона 1 со стопкой грузов 2 с последнего ролика роликовой дорожки 14 происходит натяжение гибкой тяги 19, что приводит к торможению поддона 1, который "проваливается" в накопитель 18, а стопка грузов 2 сбрасывается с самолета. Свободный поддон 1 под действием силы натяжения гибкой тяги 19 движется в обратном направлении, упирается в торец наклонной подставки 23 (фиг.5) роликовой дорожки 14 и остается в накопителе 18.

Сброс укладок грузов 2 со следующих поддонов 1 происходит аналогичным образом. Накопление поддонов 1 происходит в накопителе 18.

Для компенсации угла наклона подставок 23 под роликовую дорожку 14 на рампе 25 (фиг.5) эта рампа, при открывании перед десантированием, опускается ниже на необходимый угол.

Сброшенная с поддона 1 укладка распадается на отдельные грузы 2 (например, мешки), поскольку стяжки 9, не будучи связаны друг с другом снизу, расходятся и более не удерживают грузы в укладке. Этому способствует и скоростной напор воздуха. Грузы 2, по сравнению с их компактной стопкой или пакетом, более эффективно "парашютируют" и испытывают меньшие ударные нагрузки при приземлении (т.к. в укладке верхние мешки создавали бы дополнительную нагрузку на нижние).

После сброса первой серии грузов 2 с поддонов 1 оператор закрывает люк грузового отсека, поддоны 1 убираются из накопителя 18 и закрепляются вертикально к бортам самолета.

Последующую серию поддонов 1 с грузами 2 освобождают от дополнительных цепей 24, перекатывают к рампе, фиксируют их приспособлениями 17 и подсоединяют к ним фалы раскрытия, как для предыдущей серии грузов.

Сбрасывание грузов 2 с последующих поддонов 1 происходит аналогично сбрасыванию грузов 2 первой серии.

Таким образом, предлагаемое устройство отличает простота конструкции, значительное сокращение времени крепления грузов на поддоне и, в итоге, времени загрузки ЛА. Исключается необходимость пересоединения тяг к поддонам в полете после каждого захода самолета на десантирование грузов, облегчается и повышается надежность работы экипажа, сокращается полетное время.

Предлагаемое устройство позволяет увеличить емкость накопителя поддонов и, как следствие, требуемое максимально возможное количество сбрасываемого груза за один заход ЛА, а также возможность увеличить толщину и, значит, прочность поддонов. Этим увеличивается ресурс поддонов и возможность выполнения большего числа перевозок, чем снижается стоимость доставки грузов.

Изобретение было опробовано и выявлено, что оно может быть эффективно реализовано на ЛА, в качестве которого выступает, например, транспортный самолет Ил-76, десантирующий грузы с высот 200-250 м на скоростях полета 280-300 км/ч. Грузами были различные сыпучие вещества (зерно, крупы и др.) в тройных мешках или другие грузы в таре, обеспечивающей их сохранность при приземлении.

Изобретение относится к средствам для размещения грузов на летательном аппарате (ЛА) и их десантирования. Устройство снабжено средством увеличения объема емкости накопителя поддонов, средством для фиксации поддонов перед позицией десантирования в виде эластичной гибкой единой тяги, размещенной вдоль продольной оси ЛА. Место соединения одного конца указанной тяги расположено в передней части грузового отсека, а другого - после перегиба тяги перед позицией десантирования, в задней части грузового отсека. Для соединения с поддонами на тяге размещены свободно перемещающиеся кольца. Изобретение обеспечивает упрощение фиксации поддонов. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для размещения грузов на летательном аппарате и их десантирования с него, содержащее поддоны для укладывания грузов, которые размещены на роликовых дорожках и установлены в боковых направляющих грузового отсека с возможностью перемещения под действием горизонтальной составляющей силы тяжести и/или инерционной силы вдоль продольной оси летательного аппарата, средства обеспечения фиксации укладок грузов на поддонах, приспособления для фиксации поддонов от продольного перемещения, дающие, при их открытии, возможность перемещения поддонов с грузами на позицию десантирования, а также средство для фиксации поддонов перед позицией десантирования и емкость накопителя поддонов после десантирования с них груза, отличающееся тем, что оно снабжено средством увеличения объема емкости накопителя поддонов, при этом средство для фиксации поддонов перед позицией десантирования выполнено в виде единой эластичной гибкой тяги, размещенной вдоль продольной оси летательного аппарата, оба конца которой соединены с летательным аппаратом, при этом место соединения одного конца этой тяги расположено в передней части грузового отсека, а другого - после перегиба тяги перед позицией десантирования, в задней части грузового отсека, причем для соединения с поддонами на данной тяге размещены свободно перемещающиеся кольца.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство увеличения объема емкости накопителя выполнено в виде наклонных подставок, установленных на рампе и размещенных под роликовыми дорожками.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество перемещающихся колец равно количеству поддонов, размещаемых вдоль продольной оси летательного аппарата.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем каждое из указанных средств обеспечения фиксации укладок грузов на поддонах содержит по меньшей мере пару продольных стяжек, опоясывающих укладку в вертикальных плоскостях, соединенных друг с другом поверх укладки и разобщенных друг от друга снизу укладки, при этом стяжки выполнены в виде двух замкнутых гибких связей, размещаемых в плоскостях, параллельных продольной оси летательного аппарата.5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что на поддонах выполнены выступающие элементы для предотвращения поперечного смещения и расползания укладок в их нижней части.