Устройство безопасного приземления вертолёта при аварии Российский патент 2023 года по МПК B64C25/56 B64D25/00 

Изобретение относится к области авиации, а именно к устройствам обеспечения безопасного приземления вертолета при аварии.

Аварии вертолетов происходят в основном по причине остановки главного двигателя, ошибок пилота или столкновением с препятствиями при ограниченной видимости в тумане или ночью.

При отказе главного двигателя и падении вертолета с большой высоты, поток воздуха проходит через зону винта и приводит его лопасти во вращение. Происходит авторотация лопастей и замедление скорости падения вертолета подобно парашютированию. Опытный пилот, регулируя закрылками лопастей может снизить скорость падения вертолета до безопасной и спасти пассажиров, экипаж и саму машину. При отказе двигателя на высоте менее 100 метров, лопасти вертолета не успевают раскрутиться в авторотации до скорости парашютирования и самолет камнем падает на землю, что приводит к травмам пассажиров и экипажа, не совместимыми с жизнью, а также разрушению вертолета.

Известно устройство обеспечения безопасной посадки вертолета при остановке двигателя, содержащее запасной пневмодвигатель для кратковременной раскрутки лопастей в режим пилотирования(патент RU 2731828, МПК В64С 27/04. 2019 г. ).Устройство сложно, так как имеет, кроме пневмодвигателя, емкости для сжатого воздуха или реагентов, при реакции которых выделяется объем газа, необходимый для работы пневмодвигателя. Устройство также содержит много узлов, для обеспечения запуска двигателя и ненадежно, так как пневмодвигателю при падении вертолета с высоты 30-50 метров окажется слишком мало времени до штатной раскрутки лопастей.

Известно также устройство обеспечения безопасной посадки вертолета при остановке двигателя, в котором на концах лопастей установлены стартовые реактивные двигатели для кратковременной раскрутки лопастей винта до штатной скорости пилотирования (патент RU 2333135, МПК В64С 27/04. 2008 г. Устройство имеет недостатки первого аналога, а также проблемы в пожарной безопасности. При остановке двигателя вертолета на большой высоте, топлива стартовым двигателям не хватит для продолжения вращения лопастей у земли и трагический результат неизбежен, а при остановке главного двигателя на малой высоте, лопасти продолжат вращаться и после приземления вертолета, мешая эвакуации пассажиров и летного состава. Кроме этого, не исключено возгорание горючих предметов и топлива при ударе вертолета о землю при его наклонах. Вертолет в этом случае вспыхнет факелом, и никого спасти не удастся.

Наиболее близким аналогом является изобретение, в котором заявлено средство обеспечения безопасности при падении вертолета, содержащее парашют, размещенный в пустотелом цилиндре, расположенным в полости вала трансмиссии, на котором установлен несущий винт вертолета, а также закрепленные снизу фюзеляжа реактивные тормозные двигатели и надувные мешки(патент RU 2284284, МПК В64С 27/00; В64С 25/56. 2001 г. )

Недостаток указанного средства обеспечения безопасного приземления вертолета при аварии состоит в сложности конструкции винта вертолета при размещении его на валу трансмиссии парашюта. Кроме этого, парашюты не успевают раскрыться при падении вертолета с небольшой высоты. Закрепленные снизу фюзеляжа реактивные тормозные двигатели и надувные мешки, мало эффективны, так как при большой высоте падения вертолета используют топливо задолго до падения, а при аварии на малой высоте продолжают работать в момент его приземления, вызывая возгорание горючих предметов в зоне посадки. В надувных мешках воздух находится в замкнутом объеме и при ударе о землю при падении вертолета возникнет эффект отскока подобно мячу, и ударная нагрузка от столкновения с землей перейдет на пассажиров и экипаж.

Технической задачей изобретения является создание простой конструкции обеспечения безопасного приземления вертолета при падении с любых, особенно, малых высот, максимального сохранения жизней людей и уменьшение разрушения вертолета при падении.

Техническая задача решается тем, что устройство безопасного приземления вертолета при аварии, содержит, закрепленное снизу на фюзеляже вертолета средство замедления скорости его падания. Указанное средство выполнено в виде юбки из эластичного, например, резинокордного материала. Верхнее и нижнее отверстия юбки закрыты соответственно крышкой и дном, а боковая поверхность снабжена дроссельными отверстиями для выхода воздуха при ее сжатии при опоре на землю. Дно юбки в разжатом состоянии находится ниже опорных колес вертолета.

Техническая задача решается также тем, что снизу крышки прикреплены зацепка, лазерный дальномер и уловитель в виде направленной раструбом вниз воронки, а сверху дна -электромагнитная защелка с фиксатором, расположенным с возможностью сцепления с зацепкой и вертикальный стержень, который входит в уловитель при сжатом состояния юбки. При этом электромагнитная защелка с фиксатором сблокирована с лазерным дальномером.

Техническая задача решается также тем, что юбка выполнена расклешенной и снабжена горизонтальными гофрами на боковой поверхности, а дно юбки снабжено окном для быстрого входа воздуха при переходе юбки в разжатое состояние, с заслонкой и хвостовиком, под дном юбки, удерживаемой пружиной кручения в поднятом положении. Внутри юбки размещена пружина сжатия, закрепленная концами соответственно на крышке и дне юбки.

Причинно- следственная связь новых признаков и достигаемого технического результата состоит в следующем:

-выполнение устройства в виде юбки из эластичного, например резинокордного материала, позволяет обеспечить прочность ее при падении вертолета, так как указанный материал обладает повышенной прочностью и применяется для изготовления покрышек колес транспортных средств;

-закрытие верхнего и нижнего отверстий юбки соответственно крышкой и дном обеспечило создание замкнутого объема воздуха в полости юбки подобно подушки безопасности, а снабжение ее боковой поверхности отверстий для дросселируемого выхода воздуха при опоре на землю, позволяет осуществлять мягкую посадку вертолета, как при обычном, так и аварийном приземлении;

- прикрепление снизу крышки зацепки, лазерного дальномера уловителя в виде направленной раструбом вниз воронки, а сверху дна - электромагнитной защелки с фиксатором, сблокированной с зацепкой в сжатом положении юбки и стержня, входящего в уловитель, позволяет обеспечить надежную фиксацию юбки в сжатом состоянии и автоматически по сигналу лазерного дальномера или вручную пилотом расфиксировать ее при аварии. При этом сжатие юбки происходит весом вертолета в наземном положении.

-выполнение юбки расклешенной, снабженной горизонтальными гофрами на боковой поверхности и расположенной внутри юбки пружиной сжатия, закрепленной концами соответственно на крышке и дне юбки, позволяет увеличить площадь контакта юбки с поверхностью земли, предупреждающее заваливание вертолета и осуществление быстрого перевода юбки в разжатое состояние;

- образование на дне юбки окна с заслонкой и хвостовиком, удерживаемом пружиной кручения в поднятом положении, позволяет создать быстрый приток воздуха в юбку при переводе ее в разжатое положение и исключить выход воздуха через окно при контакте дна юбки с поверхностью земли и переводе ее в сжатое состояние при посадке вертолета;.

-автоматический перевод юбки при аварии в разжатое состояние сблокированным с электромагнитной защелкой лазерным дальномером, позволяет обеспечить безопасное приземление вертолета на малых (30 метров) высотах;

- расположение дна юбки в разжатом состоянии ниже опорных колес вертолета, позволяет снизить скорость падения вертолета до касания его опорных колес с землей. Кроме этого, в результате авторотации лопастей и возникновения дополнительно большой парусности юбки в разжатом состоянии, резко снижается горизонтальную скорость полета вертолета практически до вертикальной его посадки.

Устройство безопасного приземления вертолета при аварии (далее устройство) поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема вертолета с упомянутым устройством при безаварийном полете и зафиксированном сжатом состоянии юбки; фиг. 2 - то же при аварийной посадке вертолета при разжатом состоянии юбки; фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 показано дно юбки с образованным на нем окном и поворотной заслонкой, удерживаемой пружиной кручения в открытом состоянии окна с хвостовиком расположенном под дном юбки и прямоугольной пружиной сжатия; фиг. 4 - вид Б фиг. 2 показана юбка в продольном разрезе при касании ее дном земли и начале перехода в сжатое состояние; фиг. 5 -показано сцепление фиксатора электромагнитной защелки с зацепкой, вход стержня в уловитель, закрытие окна заслонкой при завершении посадки вертолета на землю и фиксирование юбки в сжатом состоянии.

Устройство выполнено в виде расклешенной юбки 1 из эластичного, например, резинокордного материала, с горизонтальными гофрами 2 и дроссельными отверстыми 3. Сверху юбка 1 прикреплена к крышке 4 со сквозными отверстиями 5 для ее присоединения болтами к низу фюзеляжа вертолета. Снизу юбка 1 прикреплена к дну 6 с бортом 7 прижимными полосами 8 со сквозными отверстиями 9 для соединения крепежом. На крышке 4 юбки 1 закреплены уловитель 10 и зацепка 11 с лазерным дальномером 12, а на ее дне 6- стержень 13 и электромагнитная защелка 14 с фиксатором 15, сблокированная с указанным лазерным дальномером. На дне 6 юбки 1 также образовано окно 16, над которым укреплена удерживаемая пружиной кручения 17 поворотная заслонка 18, хвостовик 19 которой простирается под дно 6 юбки 1, в открытом положении окна 16, а внутри юбки 1 размещена прямоугольная пружина 20 сжатия, закрепленная на ее крышке 4 и дне 6.

В стояночном положении вертолета, в результате опоры дном 6 на поверхность земли, преодолев сопротивление пружины 20 сжатия и пружины кручения 17 при повороте хвостовика 19 вверх, юбка 1 переводится в сжатое состоянии и закрытое положение окна 16 поворотной заслонкой 118. Стержень 13 входит в уловитель 10 и удерживает дно 6 в горизонтальном положении, обеспечивая точное сцепление фиксатора 15 электромагнитной защелки 14 с зацепкой 11, при этом лазерный дальномер 12 пилот отключает. При угрозе аварии пилот включает лазерный дальномер 12 с определением для него порога аварийной высоты полета, сблокированный с электромагнитной защелкой 14, который при обычной или аварийной посадке вертолета на высоте меньше заданного порога высоты автоматически выводит фиксатор 15 электромагнитной защелки 14 из сцепления с зацепкой 11. Юбка 1 под действием разжима гофр 2 и пружины сжатия 20, а также массы ее дна 6 быстро опускается, при этом наружный воздух через отверстия 3 и открытое пружиной 19 заслонкой 18 окно 16 быстро заполняет внутреннее пространство юбки и юбка 1 опускается на землю, Хвостовик 19 опирается на землю и поворачивает заслонку 18, перекрывая окно 16. Воздух дросселировано выходит только через отверстия 3. Юбка 1 сжимается, скорость падения вертолета уменьшается и юбка 1, функционально являясь подушкой безопасности, способствует осуществлению мягкой посадки и уменьшает вероятность травмирования и гибели пассажиров и экипажа, а также способствует сохранению материальной части вертолета.

Применение изобретения позволит многократно уменьшить количество аварий вертолетов.

Изобретение относится к области авиации, в частности к устройствам, обеспечивающим аварийную посадку вертолетов. Устройство безопасного приземления вертолета при аварии закреплено снизу на фюзеляже вертолета и выполнено в виде расклешенной юбки (1) из эластичного резинокордного материала. На боковой поверхности юбки (1) образованы гофры (2) и дроссельные отверстия (3). Верхнее и нижнее отверстия юбки (1) закрыты соответственно крышкой (4) и дном (5), которое в разжатом состоянии юбки (1) находится ниже опорных колес вертолета. Снизу крышки (4) прикреплены уловитель (10), зацепка {11) и лазерный дальномер (12). Сверху дна (6) прикреплены электромагнитная защелка (14) с фиксатором (15) сжатого состояния юбки (1), сблокированная с лазерным дальномером (12), а также вертикальный стержень (13), который входит в уловитель (10), а зацепка (17) сцепляется с фиксатором (15) в сжатом положении юбки (1). Дно (6) снабжено окном (16) с заслонкой (18), снабженной хвостовиком (19), простирающимся под дном (6) юбки (1). Внутри юбки (1) размещена пружина (20), закрепленная концами на крышке (4) и дне (6) юбки (1). Обеспечивается безопасное приземление вертолета при падении с любых, особенно малых высот, максимальное сохранение жизни людей и уменьшение разрушения вертолета. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство безопасного приземления вертолета при аварии, включающее закрепленное снизу на фюзеляже вертолета средство замедления скорости его падения, отличающееся тем, что указанное средство выполнено в виде юбки из эластичного, например резино-кордового, материала, верхнее и нижнее отверстия которой закрыты соответственно крышкой и дном, а боковая поверхность снабжена дроссельными отверстиями для выхода воздуха при ее сжатии во время контакта с землей, при этом дно юбки в разжатом состоянии находится ниже опорных колес вертолета.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что снизу крышки прикреплены уловитель в виде направленной раструбом вниз воронки, зацепка и лазерный дальномер, а сверху дна - электромагнитная защелка с фиксатором, сблокированная с лазерным дальномером, и вертикальный стержень, входящий в уловитель, а фиксатор - в сцепление с зацепкой при сжатом положении юбки.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что юбка выполнена расклешенной и снабжена горизонтальными гофрами на боковой поверхности, а ее дно снабжено окном для входа воздуха с подпружиненной заслонкой, снабженной хвостовиком, расположенным под дном юбки.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутри юбки размещена пружина сжатия, закрепленная концами на крышке и дне.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что пружина сжатия выполнена прямоугольной формы.