МАНЕВРЕННЫЙ ВЫСОТНЫЙ САМОЛЕТ С БОРТОВОЙ КИСЛОРОДОДОБЫВАЮЩЕЙ УСТАНОВКОЙ И КИСЛОРОДНОЙ СИСТЕМОЙ КАТАПУЛЬТИРУЕМОГО КРЕСЛА ЭКИПАЖА Российский патент 2008 года по МПК B64D25/10 

Область техники.

Изобретение относится к авиации, а именно к системам жизнеобеспечения экипажей высотных летательных аппаратов, более конкретно к кислородным системам самолетов и катапультируемых кресел, и может быть использовано с целью повышения боеспособности и улучшения эксплуатационных характеристик при снижении массы маневренных самолетов: истребителей, штурмовиков, перехватчиков.

Уровень техники.

Известны кислородные системы, предназначенные для обеспечения пилотов скоростных высотных маневренных самолетов.

Известен высокоманевренный высотный самолет с кислородной системой катапультируемого кресла экипажа самолетостроительной фирмы «ОКБ Сухой». Самолет включает бортовой комплекс кислородного прибора, кресельную систему кислородного питания, бортовой запас газообразного кислорода (обычно в кислородных баллонах) и кислородные маски. Бортовой комплект кислородного оборудования используется в качестве аварийного средства питания экипажа кислородом в процессе снижения до безопасной высоты и кратковременно на высотах до практического потолка при катапультировании с автоматическим переключением на питание кислородом от блока кислородного оборудования кресла с баллонным кислородом. При этом кислородные баллоны соединены через кислородные приборы с кислородными масками и с камерами натяжного устройства высотно-компенсирующего костюма посредством последовательно соединенных кислородного вентиля, кислородного редуктора, автомата давления, регулятора подачи, причем полость низкого давления кислородного прибора соединена с корпусом индикатора. (См. патент РФ №2207968).

Вышеописанная система относится к так называемым баллонным системам, недостатками которых являются большая масса, ограниченный запас кислорода, не обеспечивающий весь полет в случае дозаправки самолета топливом в полете.

Известна безбалонная кислородная система самолета - система жизненной поддержки экипажа самолета, раскрытая в европейском патенте фирмы NORMALAIR-GARRETT (HOLDINGS) LIMITED (Великобритания) ЕР 0321140, кл. МКИ B64D 13/00, 1989 г.

Система содержит бортовую кислорододобывающую установку (БКДУ), на вход которой подается сжатый воздух от компрессора двигателя, а выход - сообщен через дыхательное клапанное устройство с дыхательным командным регулятором дыхательного автомата (кислородным прибором - КП) для подачи производимого обогащенного кислородом дыхательного газа, и герметичный запасной контейнер. Концентрация кислорода в производимом газе определяется датчиком концентрации газа, вырабатывающим сигнал для электронной управляющей системы (ЭУС). ЭУС вырабатывает сигналы для переключения управляющего клапана, управляющего подачей производимого газа к дыхательному автомату от БКДУ или от запасного контейнера. ЭУС вырабатывает также сигналы для зарядного клапана, обеспечивающего зарядку запасного контейнера от БКДУ. Дыхательный командный регулятор дыхательного автомата поставляет вырабатываемый газ от БКДУ или от запасного контейнера для смешивания с кабинным воздухом для выработки дыхательной смеси, соответствующей физиологическим требованиям во всех условиях эксплуатации, как в нормальном, так и в аварийном режимах, и особенно для обеспечения длительного дыхания на уровне моря от запасного контейнера, когда БКДУ не работает. Выход дыхательного автомата с помощью трубопровода подсоединен к дыхательной маске члена экипажа. Кроме того, система содержит устройство индикации.

Вышеупомянутая система предусматривает смешивание газа, полученного БКДУ с кабинным воздухом, что ухудшает ее характеристики. Кроме того, система не обеспечивает питание члена экипажа при катапультировании.

Известна безбалонная кислородная система самолета фирмы Carleton Life Support Systems Inc., устанавливаемая на самолетах F-14, F-15, F-16, F/A-18 и др. Система включает концентратор кислорода (БКДУ), сообщенный с компрессором двигателя и вырабатывающий обогащенную кислородом дыхательную смесь, кабинное клапанное устройство, кислородный регулятор, связанный трубопроводом с кислородной маской члена экипажа, к которому также подсоединен трубопровод кислородной системы катапультируемого кресла, выполненной в виде кислородного баллона, установленного на боковой поверхности катапультируемого кресла.

Система также снабжена устройством индикации, вырабатывающим предупреждающий сигнал о снижении давления в кислородной системе. (Смотри рекламное описание F-16 OBOGS фирмы Carleton Life Support Systems Inc., Авиасалон в Ле-Бурже, 2004г.).

Недостатком известной системы является то, что КСКК требует постоянного ухода и заправки баллона кислородом. Недостаточный запас кислорода в баллоне ограничивает дальность полета из-за необходимости снабжения экипажа от аварийного питания кислородом от КСКК ввиду возможного отказа БКДУ, что снижает боеспособность самолета. Более того, боеспособность самолета ограничивается также отсутствием кислородных заправочных станций на значительной части аэродромов. Кроме того, затруднено обслуживание самолета ввиду необходимости постоянного контроля давления кислорода в баллоне КСКК.

Кроме того, кислородный баллон, установленный на боковой поверхности катапультируемого кресла, затрудняет катапультирование из-за увеличения габаритов кресла.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является разработка такой конструкции кислородной системы самолета и катапультируемого кресла, которая обеспечивала бы повышение боеспособности и боеготовности высокоманевренных высотных самолетов за счет снятия ограничений по заправке кислорода, повышения надежности обеспечения члена экипажа кислородом в аварийных ситуациях.

Кроме того, конструкция должна быть проста в обслуживании.

Согласно изобретению поставленная задача достигается тем, что в маневренном высотном самолете с бортовой кислорододобывающей установкой и кислородной системой катапультируемого кресла экипажа, содержащем силовую установку, взлетно-посадочное устройство, системы и органы управления, планер с герметичной кабиной для экипажа, катапультируемое кресло, кислородную систему, включающую бортовую кислорододобывающую установку и кислородный прибор (КП), аварийную кислородную систему катапультного кресла (КСКК), размещенную на катапультируемом кресле, включающую автономный источник кислорода, связанный с кислородным прибором трубопроводом через объединенный разъем коммуникаций, и систему включения КСКК, КСКК снабжена химическим генератором кислорода, выполненным в виде корпуса с размещенным в нем кислородогенерирующим составом, снабженного выходным штуцером и пусковым устройством, при этом генератор кислорода установлен в отсеке, выполненном в сиденье и снабженном защитным кожухом, теплозащитным чехлом, а трубопровод, связывающий генератор кислорода с объединенным разъемом коммуникаций, снабжен предохранительным клапаном.

Такое выполнение КСКК позволяет снять с самолета ограничения по заправке кислорода и за счет этого снять с самолета ограничения по кислороду, повысить боеспособность и боеготовность самолета и упростить его эксплуатацию.

Перечень фигур на чертежах

Изобретение поясняется чертежами, на которых:

- Фиг.1 показывает общий вид катапультируемого кресла;

- Фиг.2 показывает вид на сидение катапультного кресла со снятой подушкой.

Осуществление изобретения

В соответствии с изобретением маневренный высотный самолет с кислородной системой с бортовой кислорододобывающей установкой (БКДУ) и кислородной системой катапультируемого кресла экипажа (КСКК) содержит силовую установку, взлетно-посадочное устройство, системы и органы управления, планер с герметичной кабиной для экипажа, катапультируемое кресло, кислородную систему, включающую БКДУ и кислородный прибор (КП), аварийную кислородную систему катапультного кресла (КСКК), размещенную на катапультируемом кресле, включающую автономный источник кислорода, связанный с кислородным прибором трубопроводом через объединенный разъем коммуникаций, и систему включения КСКК. Кроме того, самолет содержит и другие известные системы и оборудование, необходимые для его функционирования.

Катапультируемое кресло (см. Фиг.1) включает собственно кресло 1 и сиденье 2 с подушкой. В частности, кресло содержит объединенный разъем коммуникаций (ОРК) 3, предназначенный также для соединения защитного снаряжения летчика и радиосвязного оборудования с бортовыми системами, а также для установки кислородного прибора КП (на чертеже не показанного), рычажный механизм 4, связанный тягой 5 с пусковым устройством и рукояткой «аварийный кислород» 6.

Кислородная система катапультного кресла (Фиг.2) состоит из чашки сиденья 7, на которой смонтированы:

генератор кислорода 8 со штуцером, шланг 9, соединяющий штуцер генератора кислорода со штуцером выхода 10, трубопровод, соединяющий штуцер выхода 10 с ОРК, система включения КСКК. Генератор кислорода 8 установлен в отсеке 11, выполненном в чаше сиденья 7 и снабженном защитным кожухом 12 и теплозащитным чехлом из огнестойкой ткани 13.

Объединенный разъем коммуникаций ОРК - установлен на кронштейне сиденья слева по полету и Генератор кислорода выполнен в виде цилиндрической емкости, в которой имеется брикет из специального вещества - кислородогенерирующего состава, при «горении» которого выделяется кислород.

Для включения генератора кислорода в работу служит пусковое устройство, которое состоит из капсюля-воспламенителя, установленного на генераторе кислорода, и затвора. Затвор представляет собой цилиндрический корпус, в котором имеется подпружиненный боек. Во взведенном положении боек удерживается чекой.

Самолет снабжен системой включения КСКК, содержащей рычажный механизм 4 и механизм включения, связанные с пусковым устройством, рукояткой «аварийный кислород» и электрическим приводом.

Механизм включения КСКК, расположенный во внутренней полости сиденья, состоит из корпуса, в котором размещен подпружиненный шток. К одному концу штока прикреплен трос, соединенный с рукояткой «аварийный кислород» 6, ко второму - шнур с чекой пускового устройства (на черт. не показано).

Включение генератора кислорода производится при выдергивании чеки либо вручную рукояткой «аварийный кислород» 31, либо автоматически при воздействии на механизм включения поворачивающимся коромыслом рычажного механизма 4.

Коромысло приводится в действие также при катапультировании тягой 5, связанной с фалом притяга ног.

Кроме того, кресло снабжено электропиромеханизмом, взаимодействующим с рычажным механизмом 4, который срабатывает и включает КСКК по сигналу от бортовой системы при отказе бортовой кислорододобывающей установки (БКДУ) на высоте 8 км.

Для контроля за состоянием генератора кислорода на его корпусе нанесена полоса из белой термочувствительной краски. При срабатывании генератора краска меняет цвет на темный.

Контроль за состоянием генератора кислорода и положением чеки затвора осуществляется через окно, выполненное в сиденье.

Штуцер выхода 10 состоит из корпуса, в котором установлены запорный клапан и предохранительный клапан (на черт. не показано).

Запорный клапан препятствует попаданию окружающего воздуха во внутреннюю полость генератора. Предохранительный клапан защищает корпус генератора, шланг и трубопровод от разрушения при нерасчетном повышении давления.

Во время полета кислородная система катапультного кресла находится в выключенном состоянии.

Включение системы в работу при катапультировании происходит автоматически. При катапультировании, во время движения кресла в направляющих рельсах, трос, один конец которого прикреплен к полу кабины самолета, а второй - к кольцу замка объединенного разъема коммуникаций, натянется и откроет цанговый замок разъема. Нижняя колодка разъема, отделившись от верхней, отсоединит все шланги и электрожгут бортового оборудования от кресла. Клапаны в штуцерах колодок объединенного разъема коммуникаций закроются.

В момент движения кресла в направляющих выбирается слабина фала притяга ног и через тягу 5 (см. Фиг.1) приводится в действие коромысло рычажного механизма 4, которое, поворачиваясь вокруг оси, перемещает подпружиненный шток с тросом и чекой. Чека освободит боек затвора пускового устройства и тем самым включит в работу генератор кислорода.

Кислород из генератора кислорода по шлангу поступит к штуцеру выхода, откроет запорный клапан, по трубопроводу через ОКР поступит в кислородный прибор и далее на дыхание в кислородную маску.

Включение системы в работу происходит также в случае отказа кислородной системы самолета, в частности при отказе БКДУ, самолета вручную или автоматически.

Кислородная система катапультного кресла предусматривает ручное включение блока в работу в случае возникновения аварийной ситуации в бортовой кислородной системе. При вытягивании ручки «аварийный кислород» 6 произойдет перемещение троса, штока, чеки и включение в работу генератора кислорода.

При включении КСКК по электрокоманде от бортовой автоматики, коромысло рычажного механизма 4 приводится в действие электропиромеханизмом. Далее система работает как указано выше.

Кислородная система катапультного кресла является аварийным источником кислорода для обеспечения кислородного питания членов экипажа:

- при разгерметизации кабины с понижением в ней барометрического давления до уровня, соответствующего «высоте в кабине» более 8 километров;

- при отказе БКДУ;

- при катапультировании с последующим спуском на парашюте.

Электрокоманда на автоматическое включение КСКК выдается бортовой системой при получении сигнала «кислород-отказ» на «высоте в кабине» более 8000 м. На «высоте в кабине» более 10 км автоматическое включение КСКК осуществляется без ожидания сигнала «кислород-отказ».

Кислородная система катапультного кресла КСКК 2 обеспечивает как ручное, так и автоматическое включение.

КСКК применяется в составе кислородной системы и в сочетании с кислородным прибором КП и обеспечивает питание летчика кислородом:

- при катапультировании на высотах до 12 км и снижении по графику спуска катапультного кресла;

- при аварийном снижении в разгерметизированной кабине самолета с высоты 12 км до 4 км (или при отказе бортового кислородного оборудования) в течение не менее 5 мин.

Выполнение маневренного высотного самолета с кислородной системой катапультируемого кресла экипажа в сочетании с кислорододобывающей установкой в соответствии с изобретением позволяет:

- упростить эксплуатацию его за счет снятия необходимости постоянной дозаправки источника кислорода;

- снять ограничения по кислороду по дальности, по времени в зависимости от местоположения заправочных станций;

- повысить боеготовность.

За счет этого обеспечивается повышение боеспособности самолета.

Изобретение относится к кислородным системам самолетов и катапультируемых кресел. Маневренный высотный самолет с бортовой кислорододобывающей установкой и кислородной системой катапультируемого кресла экипажа содержаит силовую установку, взлетно-посадочное устройство, системы и органы управления, планер с герметичной кабиной для экипажа, катапультируемое кресло, кислородную систему, включающую бортовую кислорододобывающую установку и кислородный прибор, аварийную кислородную систему катапультного кресла, размещенную на катапультируемом кресле, включающую систему включения кислородной системы катапультируемого кресла и автономный источник кислорода, связанный с кислородным прибором трубопроводом через объединенный разъем коммуникаций и установленный в отсеке, снабженном кожухом (12) и выполненном в сиденье. Кислородная система катапультируемого кресла снабжена химическим генератором кислорода (8), выполненным с выходным штуцером и пусковым устройством. Отсек в сиденье снабжен теплозащитным чехлом (13). Трубопровод, связывающий генератор кислорода с объединенным разъемом коммуникаций, снабжен предохранительным клапаном. Изобретение повышает надежность обеспечения члена экипажа кислородом в аварийных ситуациях. 2 ил.

Маневренный высотный самолет с бортовой кислорододобывающей установкой и кислородной системой катапультируемого кресла экипажа, содержащий силовую установку, взлетно-посадочное устройство, системы и органы управления, планер с герметичной кабиной для экипажа, катапультируемое кресло, кислородную систему, включающую бортовую кислорододобывающую установку и кислородный прибор, аварийную кислородную систему катапультного кресла, размещенную на катапультируемом кресле, включающую систему включения кислородной системы катапультируемого кресла и автономный источник кислорода, связанный с кислородным прибором трубопроводом через объединенный разъем коммуникаций, и установленный в отсеке, снабженном кожухом и выполненном в сиденье, отличающийся тем, что кислородная система катапультируемого кресла снабжена химическим генератором кислорода, выполненным с выходным штуцером и пусковым устройством, при этом отсек в сиденье снабжен теплозащитным чехлом, а трубопровод, связывающий генератор кислорода с объединенным разъемом коммуникаций, снабжен предохранительным клапаном.