СИСТЕМА ПАРАШЮТИРОВАНИЯ - 4 И СПОСОБ ЕЁ РАБОТЫ Российский патент 2016 года по МПК B64D17/80 

Изобретение относится к грузовым парашютным системам и предназначено для использования в системах спасения целиком летательных аппаратов или спасения частей летательных аппаратов.

Известны системы спасения самолетов с помощью одного или нескольких парашютов достаточной общей несущей способности, см., например, пат. России №№2018466, 2310585 и 2111899 (прототип). Иногда такие системы имеют рифление основного парашюта, чтобы избежать резкого рывка при открытии купола основного парашюта, который может угрожать его целостности, и приводит к неприятным перегрузкам экипажа при его наличии на спускаемом объекте.

Применяются, в основном, два способа раскрытия основного парашюта: либо основной парашют вместе с вытяжным выстреливаются из своего отсека с помощью пирозаряда, после чего основной парашют вытягивается из упаковочной капсулы вытяжным парашютом. При этом, если спускаемый груз имеет достаточно высокую поступательную скорость, то вытяжной парашют не оказывает заметного тормозящего действия на летательный аппарат или спускаемый груз.

Либо сначала выпускается вытяжной парашют, который некоторое время удерживается креплением к фюзеляжу самолета и в это время выполняет функцию тормозного, а затем выпускается основной парашют. В последнем варианте кроме основного парашюта может выпускаться еще и более быстродействующий (меньшего размера и потому более быстрораскрывающийся) тормозной парашют.

В обоих этих способах все парашюты расположены в районе центроплана или между центропланом и хвостовым оперением самолета. Такое расположение оптимально с точки зрения центровки, но вследствие большого выреза в фюзеляже ослабляет фюзеляж и несет в себе некоторый риск запутывания парашютов в киле и стабилизаторах хвостового оперения традиционной аэродинамической схемы с задним расположением горизонтального оперения (далее ЗГО).

Задача и технический результат изобретения - повышение прочности фюзеляжа и/или уменьшение его массы, исключение запутывания парашюта в ЗГО и повышение ремонтопригодности парашютной системы.

Для этого система парашютирования содержит основной купол, вытяжной парашют и тормозной парашют, однако система расположена в хвостовой части фюзеляжа в двух последовательно расположенных управляемых обтекателях - в первом по ходу движения расположены основной и тормозной парашюты, а во втором по ходу движения - вытяжной парашют, причем фалы основного парашюта проложены по поверхности фюзеляжа с помощью временного разрушаемого крепления и крепятся к трем точкам планера самолета.

При этом вытяжной парашют имеет пиротехническую катапульту, фал вытяжного парашюта имеет управляемое дополнительное промежуточное крепление, а в отсеке или в капсуле основного купола/куполов имеется дополнительный тормозной парашют.

Управляемое дополнительное промежуточное крепление фала вытяжного парашюта может быть выполнено различной конструкции, например в виде ответвления фала, снабженного пирорезаком.

Для некоторых целей (см. ниже) управляемое промежуточное крепление фала вытяжного парашюта имеет блокировку срабатывания.

Для снижения перегрузок при открытии основного купола он имеет рифление, снабженное пирорезаком.

Временным разрушаемым креплением фалов основного парашюта может быть крепление фалов лентой с липким слоем, лентой с клеевым слоем или фиксация фалов в желобах фюзеляжа и центроплана разрушающейся шпаклевкой.

Для повышения ремонтопригодности и ускорения работ по подготовке к следующему вылету первый по ходу движения обтекатель может иметь разъемное, например, болтовое крепление к фюзеляжу.

Система парашютирования может работать тремя следующими способами:

СПОСОБ 1. Штатное раскрытие в аварийной ситуации. То есть при невозможности самолета, вертолета или беспилотника продолжать безопасный управляемый полет летчик (оператор беспилотника) приводит систему в действие и она выполняет запрограммированные операции по последовательному раскрытию выпускного, а затем сразу или с задержкой - раскрытию основного и тормозного парашютов, а затем открытие рифления основного купола (у вертолета при этом должны быть отделены лопасти несущего, а желательно - и хвостового винта, или последний может быть сброшен целиком), а после приземления производится отцепка всех парашютов системы.

СПОСОБ 2. Управляемое раскрытие. То есть при невозможности по каким-то причинам посадки с помощью шасси на полностью работоспособном и управляемом летательном аппарате при израсходовании топлива или при выполнении программы полета (для беспилотных аппаратов) летчиком или оператором выполняются пилотажные действия, облегчающие введение в действие основного парашюта. Такими действиями могут быть: набор безопасной высоты или наоборот - снижение (для более точного попадания в посадочную область) до безопасной высоты над предполагаемым местом посадки, снижение скорости и кабрирование. Оптимальным пространственным положением самолета при таком режиме является средняя фаза кабрирования. Особенностью алгоритма работы системы является то, что время срабатывания управляемого дополнительного промежуточного крепления фала вытяжного парашюта для более точного попадания в область предполагаемого приземления может быть уменьшено, в частности, до нуля.

СПОСОБ 3. Торможение самолета на пробеге при недостаточной длине взлетно-посадочной полосы (ВПП). То есть, если летчик или оператор беспилотника видит, что ему не хватает длины ВПП, то он может выпустить вытяжной парашют без срабатывания основного парашюта. Особенностью данного способа является то, что дополнительное промежуточное крепление фала вытяжного парашюта блокируется и срабатывания остальных элементов системы не производится. А после посадки и проверки состояния вытяжного парашюта он закладывается обратно в соответствующий обтекатель.

На прилагаемом эскизе изображена данная парашютная система, где: 1 - самолет с V-образным хвостовым оперением 2 и центропланом 3. К задней части фюзеляжа крепится первый обтекатель 4, в котором расположены основной и тормозной парашюты, а в его задней части, в свою очередь, имеется сбрасываемый или раскрывающийся второй обтекатель 5, в котором расположен вытяжной парашют. По поверхности фюзеляжа и обтекателя проложены и прикреплены липкой лентой фалы 6, крепящиеся к планеру самолета в районе центроплана.

Работает система парашютирования следующим образом:

1 СТАДИЯ. Открытие обтекателя 5 и сброс вытяжного парашюта, парашют раскрывается и надувается за счет набегающего потока воздуха. Скорость самолета резко снижается.

2 СТАДИЯ. После снижения скорости до безопасной по условиям допустимой перегрузки для открытия основного парашюта и после окончания болтанки, возникшей при раскрытии вытяжного парашюта, то есть через заданное время (примерно 4 сек) с помощью электрического, механического или пиротехнического реле времени срабатывает управляемое дополнительное промежуточное крепление фала вытяжного парашюта, и он вытаскивает основной парашют и одновременно вытаскивает тормозной парашют. Наличие последнего объясняется тем, что в период времени от открытия управляемого промежуточного крепления до первого (зарифленного) открытия основного парашюта проходит достаточно большой промежуток времени, а вытяжной парашют при этом не оказывает тормозящего действия на самолет, так как вытягивает достаточно длинные фал и стропы основного парашюта. Если бы не было этого тормозного парашюта, то самолет при неуправляемом падении за это время набирал бы вертикальную составляющую вектора скорости с ускорением 9,8 м/сек*сек, то есть примерно 35 км/час, и снова разогнался бы до скорости, неприемлемой для открытия основного парашюта.

Под действием тормозного парашюта происходит дальнейшее снижение скорости.

3 СТАДИЯ. После полного вытягивания фала и строп основного парашюта последний частично раскрывается до зарифленного положения. Скорость самолета резко падает.

4 СТАДИЯ. После снижения скорости самолета до приемлемого уровня срабатывает пирорезак системы рифления и основной парашют раскрывается полностью. Скорость снижения уменьшается до расчетного значения и происходит стабилизация процесса снижения.

5 СТАДИЯ. Отцепка парашютной системы для предупреждения волочения самолета по земле ветром. Отцепка может производиться автоматически по датчику расстояния до земли (например, тросу с грузом) или вручную летчиком или оператором беспилотника.

Для подготовки к следующему полету следует уложить все парашюты и закрыть обтекатель 5. При повреждении любого обтекателя или просто для ускорения подготовки к следующему вылету обтекатель 4 может быть быстро заменен аналогичным обтекателем с заранее уложенным парашютом.

Группа изобретений относится к спасательным парашютным системам. Система парашютирования содержит купол/куполы основного парашюта, вытяжной и тормозной парашюты. Парашютная система расположена в хвостовой части фюзеляжа в двух последовательно расположенных управляемых обтекателях. Фалы основного парашюта проложены по поверхности фюзеляжа с помощью временного разрушаемого крепления и крепятся к трем точкам планера самолета. Фал вытяжного парашюта имеет управляемое дополнительное промежуточное крепление. В отсеке или в капсуле основного купола/куполов имеется дополнительный тормозной парашют. Управляемое дополнительное промежуточное крепление фала вытяжного парашюта выполнено в виде ответвления фала, снабженного пирорезаком, и имеет блокировку срабатывания. Основной купол имеет рифление, снабженное пирорезаком. Группа изобретений направлена на исключение запутывания в заднем горизонтальном оперении. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система парашютирования, содержащая купол/куполы основного парашюта, вытяжной парашют и тормозной парашют, отличающаяся тем, что парашютная система расположена в хвостовой части фюзеляжа в двух последовательно расположенных управляемых обтекателях - в первом по ходу движения расположены основной и тормозной парашюты, а во втором по ходу движения - вытяжной парашют, причем фалы основного парашюта расположены по поверхности фюзеляжа с помощью временного разрушаемого крепления и крепятся к трем точкам планера самолета.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что фал вытяжного парашюта имеет управляемое дополнительное промежуточное крепление, а в отсеке или в капсуле основного купола/куполов имеется дополнительный тормозной парашют.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что управляемое дополнительное промежуточное крепление фала вытяжного парашюта выполнено в виде ответвления фала, снабженного пирорезаком.

4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что управляемое промежуточное крепление фала вытяжного парашюта имеет блокировку срабатывания.

5. Система до п. 1, отличающаяся тем, что основной купол имеет рифление, снабженное пирорезаком.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что временным разрушаемым креплением фалов основного парашюта может быть крепление фалов лентой с липким слоем, лентой с клеевым слоем, или фиксация фалов в желобах фюзеляжа и центроплана разрушающейся шпаклевкой.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что первый по ходу движения обтекатель имеет разъемное, например болтовое крепление к фюзеляжу.

8. Способ работы системы парашютирования, заключающийся в том, что производится отделение и наполнение вытяжного парашюта, затем через заданное время происходит отсоединение управляемого дополнительного крепления промежуточного фала, что приводит к вытягиванию вытяжным парашютом тормозного парашюта и капсулы основного парашюта с раскрытием последнего полностью или до зарифленного состояния, затем через заданное время происходит полное раскрытие основного парашюта, а после приземления производится отцепка всех парашютов системы.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что производится отстрел вытяжного парашюта, а дополнительное промежуточное крепление фала вытяжного парашюта блокируется и срабатывания остальных элементов системы не производится.