Защитный шлем летчика Российский патент 2020 года по МПК G21F3/00 A42B3/04 A42B3/18 B64D10/00 

Изобретение относится к индивидуальным средствам защиты экипажа воздушного судна, а именно к защитным шлемам летчика, предназначенным для защиты глаз членов экипажа легкомоторной, транспортной, дальней и истребительной авиации от радиоактивного облучения, и может быть использовано, например, при выполнении летными экипажами специальных задач в зоне радиоактивного излучения.

Известен защитный шлем летчика (пат. РФ №2010746, авторы Курочкин М.И., Клюшкин С.И., Дергунов Н.И., Солдатенко А.А.), содержащий смотровой щиток, закрепленный на жесткой части шлема посредством левого и правого узлов крепления, состоящих из кронштейнов, закрепленных на смотровом щитке, кулачков, выполненных за одно целое с осями и закрепленных на жесткой части шлема, штырей-фиксаторов, винтовых цилиндрических пружин и запорной рукоятки, при этом каждый узел крепления снабжен промежуточным элементом-упором, установленным шарнирно на кронштейне и на оси кулачка, запорная рукоятка выполнена с выступом-упором и установлена на штыре-фиксаторе, закрепленном на левом кронштейне, винтовые цилиндрические пружины установлены соответственно между запорной рукояткой и промежуточным элементом-упором левого узла крепления и между кронштейном и промежуточным элементом-упором правого узла крепления, при этом шарниры, соединяющие кронштейны с промежуточными элементами-упорами, расположены выше шарниров, соединяющих промежуточные элементы-упоры с осями кулачков.

Недостатком такого защитного шлема является отсутствие защиты глаз летчика от ионизирующего излучения, что ограничивает область применения такого шлема, а именно не позволяет летному экипажу выполнять специальные задачи, связанные с действиями в условиях радиоактивного заражения, при котором наиболее опасным фактором для человека является γ-излучение, способное разрушать молекулы тела человека за счет ионизации их атомов. Наиболее уязвимым органом человека, который при облучении γ-излучением поражается в первую очередь, является хрусталик глаза.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности, достигаемому техническому результату и принятым авторами за прототип является защитный шлем летчика ЗШ-5А (Авиационное оборудование (Самолет Су-25К) / С.А. Бевераки, Я.М. Кашин, В.В. Скалецкий, Ю.Н. Тонкошкуров, под общ. ред. Кашина Я.М.; - Краснодар: изд-во филиал ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», 2011), содержащий каску, светофильтр с подвижными кронштейнами крепления, телефонные наушники с регулировочным кронштейном, компенсатор натяга, пиромеханизм автоматического опускания светофильтра, замок крепления маски и подбородочный ремень.

Однако, область применения защитного шлема ЗШ-5А также ограничена ввиду того, что в нем также отсутствует защита глаз летчика от ионизирующего излучения.

Задачей предполагаемого изобретения является усовершенствование защитного шлема летчика, позволяющее улучшить его технические характеристики, а именно - повысить защитные свойства шлема за счет обеспечения возможности защиты глаз летчика от ионизирующего излучения.

Технический результат заявленного изобретения - снижение степени ионизирующего излучения на глаза летчика, обеспечение возможности автоматической защиты глаз летчика от ионизирующего излучения.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом защитном шлеме летчика, содержащем каску и светофильтр с подвижными кронштейнами крепления, лобную часть каски выполняют со смотровой щелью, закрытой спереди защитным стеклом, напротив которой под углом 45° к линии визирования устанавливают верхний преломляющий оптический элемент, а между глазами летчика и светофильтром параллельно линии визирования устанавливают нижний преломляющий оптический элемент, выполняемый с возможностью поворота и установки к линии визирования на угол 45°, при этом к внешней стороне нижнего преломляющего элемента прикрепляют свинцовую пластину, а между верхним и нижним преломляющими элементами закрепляют механизм переключения режимов, состоящий из блока питания, каркаса, датчика-анализатора ионизации, устанавливаемого в лобной части каски под защитным стеклом, блока включения защиты и втягивающего электромагнита. При этом блок включения защиты состоит из реле, содержащего обмотку управления, подключенную к выходу датчика-анализатора ионизации, и нормально разомкнутые контакты, параллельно которым подсоединены нормально разомкнутые контакты кнопки ручного включения рабочего режима.

Втягивающий электромагнит состоит из управляющей обмотки, подключенной к выходу блока включения защиты и отрицательному электроду блока питания, и стального стержня-якоря, к задней стороне которого прикреплена своим передним концом возвратная пружина, которая своим задним концом прикреплена к задней стенке втягивающего электромагнита, а к передней стороне стального стержня-якоря жестко прикрепляют фиксатор, установливаемый в нижней части каркаса с возможностью скольжения, при этом к передней нижней части каркаса жестко прикрепляют штангу, к нижней части которой прикрепляют с возможностью поворота относительно нее посредством шарнира нижний преломляющий оптический элемент со свинцовой пластиной, а к передней части свинцовой пластины прикрепляют пружину ее первым концом, а ее вторым концом прикрепляют к каркасу.

Верхний и нижний преломляющие оптические элементы выполняют в виде зеркал или призм.

Предлагаемое изобретение, выполняя функцию защитного шлема, как и прототип, в отличие от него имеет расширенную область применения за счет улучшенных технических характеристик, обеспечивающих возможность защиты глаз летчика от ионизирующего излучения.

Защита глаз летчика от ионизирующего излучения достигается путем снижения степени ионизирующего излучения на глаза летчика за счет того, что лобную часть каски выполняют со смотровой щелью, закрытой спереди защитным стеклом, напротив которой под углом 45° к линии визирования устанавливают верхний преломляющий оптический элемент, а между глазами летчика и светофильтром параллельно линии визирования устанавливают нижний преломляющий оптический элемент, выполняемый с возможностью поворота и установки к линии визирования на угол 45°, при этом к внешней стороне нижнего преломляющего элемента прикрепляют свинцовую пластину, а между верхним и нижним преломляющими элементами закрепляют механизм переключения режимов, состоящий из блока питания, каркаса, датчика-анализатора ионизации, устанавливаемого в лобной части каски под защитным стеклом, блока включения защиты и втягивающего электромагнита. При этом блок включения защиты состоит из реле, содержащего обмотку управления, подключенную к выходу датчика-анализатора ионизации, и нормально разомкнутые контакты, параллельно которым подсоединены нормально разомкнутые контакты кнопки ручного включения рабочего режима.

Установка в лобной части каски под защитным стеклом датчика-анализатора ионизации и выполнение блока включения защиты из реле с обмоткой управления, подключенной к выходу датчика-анализатора ионизации, и нормально разомкнутых контактов, параллельно которым подсоединены нормально разомкнутые контакты кнопки ручного включения рабочего режима позволяют автоматически перевести защитный шлем летчика в рабочий режим, при котором глаза летчика защищены от ионизирующего излучения.

Выполнение механизма переключения режимов из блока питания, каркаса, датчика-анализатора ионизации, установленного в лобной части каски под защитным стеклом, блока включения защиты и втягивающего электромагнита

На фиг. 1 представлен предлагаемый защитный шлем летчика (вид спереди, режим дежурный), на фиг. 2 - защитный шлем летчика (вид сбоку, режим дежурный), на фиг. 3 - механизм переключения режимов (режим дежурный), на фиг. 4 - защитный шлем летчика (вид сбоку, режим рабочий), на фиг. 5 - механизм переключения режимов (режим рабочий), на фиг. 6 - электрическая схема механизма переключения режимов.

Защитный шлем летчика содержит каску 1 и светофильтр 2 с подвижными кронштейнами крепления 12. Лобная часть каски 1 выполнена со смотровой щелью 20, закрытой спереди защитным стеклом 9, напротив которой под углом 45° к линии визирования 8 установлен верхний преломляющий оптический элемент 10. Между глазами летчика и светофильтром 2 параллельно линии визирования 8 установлен нижний преломляющий оптический элемент 4, выполненный с возможностью поворота и установки к линии визирования 8 на угол 45°. К внешней стороне нижнего преломляющего элемента 4 прикреплена свинцовая пластина 3. Между верхним 10 и нижним 4 преломляющими элементами закреплен механизм переключения режимов, состоящий из блока питания 11, каркаса 5, датчика-анализатора ионизации 7, установленного в лобной части каски 1 под защитным стеклом 9, блока включения защиты 6 и втягивающего электромагнита 13.

Блок включения защиты 6 состоит из реле 24, содержащего обмотку управления 25, подключенную к выходу датчика-анализатора ионизации 7, и нормально разомкнутые контакты 26, параллельно которым подсоединены нормально разомкнутые контакты кнопки 23 ручного включения рабочего режима.

Втягивающий электромагнит 13 состоит из управляющей обмотки 15, подключенной к выходу блока включения защиты 6 и отрицательному электроду блока питания 11, и стального стержня-якоря 16, к задней стороне которого прикреплена своим передним концом возвратная пружина 14, которая своим задним концом прикреплена к задней стенке втягивающего электромагнита 13. К передней стороне стального стержня-якоря 16 жестко прикреплен фиксатор 17, установленный в нижней части каркаса 5 с возможностью скольжения. К передней нижней части каркаса 5 жестко прикреплена штанга 19, к нижней части которой прикреплен с возможностью поворота относительно нее посредством шарнира 21 нижний преломляющий оптический элемент 4 со свинцовой пластиной 3. К передней части свинцовой пластины 3 своим первым концом прикреплена пружина 22, которая своим вторым концом прикреплена к каркасу 5.

Верхний 10 и нижний 4 преломляющие оптические элементы могут быть выполнены в виде зеркал или призм.

Защитный шлем летчика может эксплуатироваться в двух режимах: дежурном и рабочем.

Эксплуатация в дежурном режиме (фиг. 1-3) осуществляется при нахождении воздушного судна в незараженной зоне (когда ионизирующее γ-излучение не превышает допустимого (порогового) уровня. При этом светофильтр 2 с подвижными кронштейнами крепления 12 может находиться как в открытом (верхнем) (фиг. 2), так и в закрытом (нижнем) (фиг. 1) положении. Управляющая обмотка 15 втягивающего электромагнита 13 обесточена. Стальной стержень-якорь 16 с прикрепленным к его передней стороне фиксатором 17, установленным с возможностью скольжения в нижней части каркаса 5, к передней нижней части которого жестко прикреплена штанга 19, находится в крайнем переднем положении. Нижний преломляющий оптический элемент 4 со свинцовой пластиной 3, прикрепленной к его внешней стороне, установленный между глазами летчика и светофильтром 2, зафиксирован фиксатором 17 параллельно линии визирования 8. Пружина 22 находится в растянутом состоянии. Линия визирования совпадает с линией зрения.

Перевод защитного шлема летчика из режима «дежурный» в режим «рабочий» может осуществляться автоматическим или вручную.

Перевод защитного шлема летчика из режима «дежурный» в режим «рабочий» вручную осуществляется следующим образом. Перед выполнением специального задания, связанного с возможностью попадания воздушного судна в зону повышенного ионизирующего γ-излучения, летчик нажимает кнопку 23 ручного включения рабочего режима. При этом напряжение блока питания 11 прикладывается к управляющей обмотке 15 втягивающего электромагнита 13. Под действием этого напряжения электрический ток протекает по цепи: «плюс» блока питания 11, замкнутые нормально разомкнутые контакты кнопки 23 ручного включения рабочего режима, управляющая обмотка 15 втягивающего электромагнита 13, «минус» блока питания 11. Протекание электрического тока по управляющей обмотке 15 втягивающего электромагнита 13 приводит к возникновению магнитного потока, который втягивает стальной стержень-якорь 16 с прикрепленным к его передней стороне фиксатором 17. В результате этого стальной стернжень-якорь 16 с прикрепленным к его передней стороне фиксатором 17 занимают крайнее заднее положение. Нижний преломляющий оптический элемент 4 со свинцовой пластиной 3, прикрепленный к штанге 19, освобождается от фиксатора 17 и под действием силы упругости сжимающейся пружины 22 поворачивается посредством шарнира 21 и устанавливается к линии визирования 8 под углом 45°. При этом глаз летчика закрывается от ионизирующего γ-излучения свинцовой пластиной 3, а линия визирования (оптический луч) проходит через выполненную в лобной части каски 1 смотровую щель 20, закрытую спереди защитным стеклом 9, преломляется верхним преломляющим оптическим элементом 10, отражается от него поворачиваясь на угол 90°, и попадает на нижний преломляющий оптический элемент 4, который вновь преломляет его. Линия визирования (оптический луч), отражается от нижнего преломляющего элемента 4, поворачиваясь на угол 90°, в результате чего совпадает с линией зрения. При этом ионизирующее γ-излучение от верхнего преломляющего оптического элекмента не отражается, а глаз летчика закрыт от ионизирующего γ-излучения свинцовой пластиной 3.

Перевод защитного шлема летчика из режима «дежурный» в режим «рабочий» автоматически осуществляется следующим образом. При попадании воздушного судна в зону, в которой ионизирующее γ-излучение превышает допустимый уровень, срабатывает датчик-анализатор ионизации 7, при этом с его выхода напряжение подается на обмотку управления 25 реле 24 блока включения защиты 6. Под действием этого напряжения по обмотке управления 25 реле 24 блока включения защиты 6 протекает электрический ток, создающий магнитный поток, под действием которого нормально разомкнутые контакты 26 реле 24 замыкаются. При этом напряжение блока питания 11 прикладывается к управляющей обмотке 15 втягивающего электромагнита 13. Под действием этого напряжения электрический ток протекает по цепи: «плюс» блока питания 11, замкнутые нормально разомкнутые контакты 26 реле 24, управляющая обмотка 15 втягивающего электромагнита 13, «минус» блока питания 11. Далее перевод нижнего преломляющего оптического элемента 4 со свинцовой пластиной 3 устанавливается к линии визирования 8 под углом 45° и защита глаз летчика от ионизирующего излучения осуществляется, как описано выше.

Перевод защитного шлема летчика из режима «рабочий» в режим «дежурный» осуществляется летчиком вручную.

При снижении ионизирующего γ-излучения напряжение с выхода датчика-анализатора ионизации 7 на обмотку управления 25 реле 24 блока включения защиты 6 не поступает. Поэтому электрический ток через нормально разомкнутые контакты 26 реле 24 не протекает. Кнопка 21 ручного включения рабочего режима не нажата, поэтому через ее нормально разомкнутые контакты электрический ток также не протекает. Поэтому управляющая обмотка 15 втягивающего электромагнита 13 обесточена. Под действием силы упругости возвратной пружины 14 стальной стержень-якорь 16 с фиксатором 17 устанавливается в исходное положение - крайнее переднее. Летчик нажимает заднюю часть свинцовой пластины 4 вверх, преодолевая силу упругости пружины 22 и защелкивает нижний преломляющий элемент 4 на фиксатор 17. Нижний преломляющий оптический элемент 4 фиксируется фиксатором 17 параллельно линии визирования 8. Линия визирования совпадает с линией зрения.

Защитный шлем летчика содержит каску, светофильтр с подвижными кронштейнами крепления. Лобная часть каски выполнена со смотровой щелью, закрытой спереди защитным стеклом, напротив которой под углом 45° к линии визирования установлен верхний преломляющий оптический элемент, а между глазами летчика и светофильтром параллельно линии визирования установлен нижний преломляющий оптический элемент, выполненный с возможностью поворота и установки к линии визирования на угол 45°, при этом к внешней стороне нижнего преломляющего элемента прикреплена свинцовая пластина, а между верхним и нижним преломляющими элементами закреплен механизм переключения режимов, состоящий из блока питания, каркаса, датчика-анализатора ионизации, установленного в лобной части каски под защитным стеклом, блока включения защиты и втягивающего электромагнита. Обеспечивается снижение степени ионизирующего излучения на глаза летчика, обеспечение возможности автоматической защиты глаз летчика от ионизирующего излучения. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Защитный шлем летчика, содержащий каску и светофильтр с подвижными кронштейнами крепления, отличающийся тем, что лобная часть каски выполнена со смотровой щелью, закрытой спереди защитным стеклом, напротив которой под углом 45° к линии визирования установлен верхний преломляющий оптический элемент, а между глазами летчика и светофильтром параллельно линии визирования установлен нижний преломляющий оптический элемент, выполненный с возможностью поворота и установки к линии визирования на угол 45°, при этом к внешней стороне нижнего преломляющего элемента прикреплена свинцовая пластина, а между верхним и нижним преломляющими элементами закреплен механизм переключения режимов, состоящий из блока питания, каркаса, датчика-анализатора ионизации, установленного в лобной части каски под защитным стеклом, блока включения защиты и втягивающего электромагнита.

2. Защитный шлем летчика по п. 1, отличающийся тем, что блок включения защиты состоит из реле, содержащего обмотку управления, подключенную к выходу датчика-анализатора ионизации, и нормально разомкнутые контакты, параллельно которым подсоединены нормально разомкнутые контакты кнопки ручного включения рабочего режима.

3. Защитный шлем летчика по п. 1, отличающийся тем, что втягивающий электромагнит состоит из управляющей обмотки, подключенной к выходу блока включения защиты и отрицательному электроду блока питания, и стального стержня-якоря, к задней стороне которого прикреплена своим передним концом возвратная пружина, которая своим задним концом прикреплена к задней стенке втягивающего электромагнита, а к передней стороне стального стержня-якоря жестко прикреплен фиксатор, установленный в нижней части каркаса с возможностью скольжения, при этом к передней нижней части каркаса жестко прикреплена штанга, к нижней части которой прикреплен с возможностью поворота относительно нее посредством шарнира нижний преломляющий оптический элемент со свинцовой пластиной, а к передней части свинцовой пластины своим первым концом прикреплена пружина, которая своим вторым концом прикреплена к каркасу.

4. Защитный шлем летчика по п. 1, отличающийся тем, что верхний и нижний преломляющие оптические элементы выполнены в виде зеркал или призм.