УСТРОЙСТВО ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ ЖИДКИХ ДОБАВОК В ВЕРТОЛЕТНОЕ ВОДОСЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2008 года по МПК B64D1/16 A62C13/78 B65D1/32 

Описание патента на изобретение RU2314974C2

Предлагаемое изобретение относится к авиационной охране лесов от пожаров, в частности к борьбе с лесными пожарами с воздуха способом прямого тушения кромки лесных пожаров с вертолетов водными растворами огнетушащих химических составов или способом прокладки ими широких противопожарных заградительных полос.

Известно, что с целью тушения лесных пожаров огнетушащими растворами с воздуха эти растворы в Канаде и США предварительно приготовляют на земле и заправляют ими стационарные или передвижные баки большой емкости (Арцыбашев Е.С. Тушение лесных пожаров с воздуха в Канаде и США. Изд-во ЦБНТИ лесхоз, М.: 1977, 28 с.). Вертолеты, оборудованные водосливными устройствами, забирают огнетушащие растворы из этих баков в режиме висения.

Недостатком способа предварительного приготовления огнетушащих растворов на земле является низкая производительность вертолетов-танкеров, занятых тушением лесных пожаров с воздуха, т.к. для каждой заправки емкостей растворами они должны возвращаться на аэродром.

Организация временного пункта приготовления огнетушащего раствора у ближайшего к пожару водоема не решает полностью задачу из-за сравнительно редкой сети лесных водоемов, а также значительных затрат летного времени на доставку химического состава и специального оборудования для приготовления огнетушащего раствора и заправки им емкости вертолетного сливного устройства (ВСУ).

Известно устройство для забора, транспортировки и слива жидкости (SU 701067 А2), как дополнительное изобретение к основному патенту №565465, состоящее из жесткого бачка с дозатором и поплавком и кольцевой трубы с отводными патрубками, установленными внутри емкости ВСУ. Дозатор снабжен приводом в виде троса и управляется вручную из кабины вертолета. Для подачи очередной порции жидкой добавки в ВСУ трос управления дозатором вытягивается до упора. Устройство работает по принципу поплавкового клапана. Монтаж жесткой кольцевой трубы с бачком, дозатором и поплавком на мягкой емкости ВСУ требует больших затрат времени и труда, делает конструкцию ВСУ громоздкой, вызывает дополнительное аэродинамическое сопротивление набегающему потоку воздуха при транспортировке ее вертолетом, не обеспечивает получение однородного по концентрации огнетушащего раствора в емкости ВСУ, т.к. жидкая добавка сливается на поверхность воды в ВСУ без давления, а часть ее сдувается набегающим потоком воздуха.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является система подачи смачивателя СПС-1, устанавливаемая на вертолет типа Ми-8, оснащенный водосливным устройством типа ВСУ. ("Временная инструкция по применению системы подачи добавок на вертолетах типа Ми-8", СПД-0007-00 ИЭ, 2000 г., разработчик - OOO "Серверт"). В комплект опытного образца системы входят: бак для концентрата смачивателя емкостью 200 л, устанавливаемый на сварной раме в грузовой кабине вертолета на месте снятого дополнительного топливного бака, шаровой кран с электроприводом, бак-дозатор емкостью 20 л, уровнемер, система труб, кранов и рукавов и блок коммутации с органами управления СПС-1. Концентрат смачивателя по сигналу с пульта управления на электроклапан сливается из бака в бак-дозатор, затем по рукаву, закрепленному на ленточной стропе, в емкость ВСУ после заполнения ее водой в режиме висения вертолета.

Недостатком СПС-1 является то, что она требует значительного времени на предварительный демонтаж дополнительного топливного бака из грузовой кабины вертолета и на монтаж бака для смачивателя; конструкция СПС-1 занимает полезную площадь грузовой кабины вертолета и ограничивает время пребывания его в воздухе (из-за снятого топливного бака) в 1,5 раза. Свободный слив концентрата смачивателя по рукаву в емкость ВСУ не обеспечивает его равномерное перемешивание в массе воды, частично сдувается набегающим потоком воздуха и в результате огнетушащий раствор, сливаемый на очаг пожара или на трассу противопожарной заградительной полосы, не обладает ожидаемым огнетушащим эффектом. Стоимость системы СПС-1 и ее установки на борту вертолета превышает стоимость ВСУ.

Цель предлагаемого изобретения - получение более однородного по концентрации огнетушащего раствора в емкости ВСУ, оснащенной устройством дозированной подачи жидких добавок, и повышение безопасности полетов с порожней емкостью ВСУ.

На фиг.1 схематически изображено устройство дозированной подачи жидких добавок в ВСУ. Устройство включает в себя пульт управления с таймером - 1, электрокабель - 2, переходник - 3, мягкую емкость для жидких добавок - 4, короткий шланг - 5, электроклапан - 6, длинный шланг - 7. Элементы ВСУ: ленточная стропа - 8, механизм управления ВСУ - 9, мягкая емкость ВСУ - 10. На фиг.2 дана схема внешнего вида мягкой емкости для дозированной подачи жидких добавок в ВСУ. На фиг.3 и 4 показано распределение относительной деформации силовой оболочки мягкой емкости в окружном и продольном направлениях соответственно.

В предлагаемом изобретении жесткий бак для жидких добавок заменен на мягкую емкость (фиг.2) из водонепроницаемой ткани, которая вынесена из грузовой кабины вертолета и закреплена на внешней подвеске выше замка водосливного устройства ВСУ. Дозированный слив жидких добавок из мягкой емкости в емкость ВСУ осуществляется по рукаву при помощи электроклапана, управляемого с пульта дистанционного управления из кабины вертолета. Пульт дистанционного управления содержит программируемый таймер и совмещен с пультом управления водосливным устройством ВСУ. При таком техническом решении жидкая добавка сливается в ВСУ из мягкой емкости устройства под избыточным (сверх гидростатического) давлением за счет упругих деформаций, возникающих при обжатии емкости ленточным каркасом внешней оболочки (фиг.3 и 4).

Для оценки параметров напряженно-деформируемого состояния силовой каркасированной оболочки использовался известный подход, который заключается в замене упругого материала набором материальных точек известной массы, соединенных упругими связями [Постнов В.А. Численные методы расчета судовых конструкций. - М.: Судостроение, 1977].

В результате проведенных расчетов были определены относительные деформации в силовой оболочке, возникающие в окружном и продольном направлениях при подвешивании к ней груза.

На фиг.3 и 4 показаны в процентах максимальные относительные деформации силовой оболочки в окружном (eps1) и продольном (eps2) направлениях. Исходя из этих расчетов было оценено избыточное давление жидкости в мягкой емкости, представленное в табл.1.

Таблица 1Избыточное давление в емкости для жидких добавок за счет обжатия ее ленточным каркасом силовой оболочкиМасса воды в ВСУ, кг1500200030005000Избыточное (сверх гидростатического) давление жидкости за счет обжатия емкости ленточным каркасом силовой оболочки, атм0,0570,0930,1680,315

Замена жесткого бака для жидких добавок на мягкую емкость и размещение ее на внешней подвеске вертолета упростило конструкцию дозирующего устройства, снизило его массу в сравнении с приведенными выше конструкциями в 3 раза и в 4 раза снизило стоимость.

При закреплении мягкой емкости для жидких добавок на внешней подвеске отпадает необходимость демонтировать дополнительный топливный бак из грузовой кабины вертолета, что увеличивает продолжительность полета вертолета при одной заправке топливом почти в 1,5 раза и делает всю систему дозирующего устройства автономной от конструкции вертолета.

Мягкая емкость для жидких добавок имеет форму эллипсоида и в заполненном состоянии обеспечивает минимальное аэродинамическое сопротивление при транспортировке ее вертолетом.

Размещение мягкой емкости с массой жидкой добавки на внешней подвеске стабилизирует вертикальное положение подвески, исключает захлестывание порожней емкости ВСУ на хвостовую балку вертолета и тем самым обеспечивает большую безопасность полетов при тушении лесных пожаров с воздуха.

Похожие патенты RU2314974C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ И ВЕРТОЛЕТНОЕ УСТРОЙСТВО КОМБИНИРОВАННОГО ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ЛЕСНЫХ МАССИВОВ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ (ВАРИАНТЫ) 2008
  • Куприн Геннадий Николаевич
RU2394724C2
ВОДОСЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО 2023
  • Судаков Александр Григорьевич
  • Судакова Светлана Александровна
RU2814897C1
Способ предотвращения и тушения крупномасштабных лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров быстротвердеющей пеной и устройство для его осуществления 2019
  • Куприн Геннадий Николаевич
  • Куприн Денис Сергеевич
RU2701419C1
Устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос 2019
  • Куприн Геннадий Николаевич
  • Куприн Денис Сергеевич
  • Колыхалов Дмитрий Геннадьевич
  • Деревякин Владимир Александрович
  • Милёхин Юрий Михайлович
  • Кононов Борис Владимирович
RU2701614C1
Устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос воздушно-механической пеной 2019
  • Куприн Геннадий Николаевич
  • Куприн Денис Сергеевич
  • Колыхалов Дмитрий Геннадьевич
RU2701409C1
Устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос быстротвердеющей пеной 2019
  • Куприн Геннадий Николаевич
  • Куприн Денис Сергеевич
  • Колыхалов Дмитрий Геннадьевич
RU2701402C1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ, ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ И ТУШЕНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ АТМОСФЕРНЫМ АЗОТОМ С ПОМОЩЬЮ ВЕРТОЛЕТА 2020
  • Белозеров Валерий Владимирович
  • Ворошилов Игорь Валерьевич
  • Зимовнов Олег Владимирович
  • Никулин Михаил Александрович
  • Обухов Павел Серафимович
  • Белозеров Владимир Валерьевич
RU2730906C1
Способ обнаружения и тушения пожаров сельхозугодий, степных и лесных массивов атмосферным азотом 2020
  • Белозеров Валерий Владимирович
  • Ворошилов Игорь Валерьевич
  • Денисов Алексей Николаевич
  • Зубков Сергей Геннадьевич
  • Никулин Михаил Александрович
  • Топольский Николай Григорьевич
  • Белозеров Владимир Валерьевич
RU2766070C2
СПОСОБ ТУШЕНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ И ВОДОСЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО 2010
  • Забегаев Владимир Иванович
RU2444389C1
ПРОТИВОПОЖАРНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ 2010
  • Шуликов Константин Владимирович
RU2483981C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 314 974 C2

Реферат патента 2008 года УСТРОЙСТВО ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ ЖИДКИХ ДОБАВОК В ВЕРТОЛЕТНОЕ ВОДОСЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к оборудованию летательных аппаратов для тушения пожаров водными растворами. Устройство дозированной подачи жидких добавок в вертолетное водосливное устройство (ВСУ) содержит мягкую емкость, которая закреплена на внешней подвеске выше замка ВСУ, шланг для подачи добавок из емкости в ВСУ и дозатор в виде клапана с пультом дистанционного управления и кабельной сетью. Мягкая емкость выполнена в форме эллипсоида и имеет ленточный каркас, предназначенный для обжатия мягкой емкости. Дозирование жидких добавок осуществляется из кабины вертолета программируемым таймером пульта дистанционного управления, связанным кабелем с электроклапаном, установленным в нижнем конце мягкой емкости. Пульт дистанционного управления электроклапаном совмещен с пультом дистанционного управления ВСУ. Изобретение направлено на упрощение конструкции, снижение массы и повышение безопасности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 314 974 C2

1. Устройство дозированной подачи жидких добавок к вертолетному сливному устройству (ВСУ), содержащее емкость для жидких добавок, элементы крепления, шланги, дозатор с электроклапаном дистанционного управления, отличающееся тем, что, с целью обеспечения постоянного уровня столба жидкости и равномерной ее подачи в ВСУ, емкость выполнена мягкой в форме эллипсоида с возможностью создания в ней упругой деформации обжимом ленточного каркаса силовой оболочки под весом наполненного водой ВСУ, причем дозирование жидких добавок осуществляется электроклапаном, связанным с программируемым таймером пульта управления.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью стабилизации внешней подвески вертолета при полете с порожней емкостью ВСУ, мягкая емкость для жидких добавок закреплена над замком ВСУ.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мягкая емкость для жидких добавок размещена на внешней подвеске вертолета для автономности устройства дозированной подачи от конструкции вертолета.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2314974C2

Топка с несколькими решетками для твердого топлива 1918
  • Арбатский И.В.
SU8A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И СЛИВА ЖИДКОСТИ 2004
  • Гончаренко Леонид Федорович
  • Гончаренко О.Л.
  • Гончаренко Анна Леонидовна
RU2247060C1
US 4474245 A, 02.10.1984
WO 2004033047 A1, 22.04.2004.

RU 2 314 974 C2

Авторы

Арцыбашев Евгений Степанович

Гусев Виталий Георгиевич

Иванов Константин Алексеевич

Кабацкий Анатолий Яковлевич

Судаков Александр Георгиевич

Даты

2008-01-20Публикация

2005-04-11Подача