Быстродействующая парашютная система спасения летательного аппарата Российский патент 2023 года по МПК B64D17/72 B64D25/00 

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для спасения летательных аппаратов в аварийной ситуации, с помощью быстродействующих парашютных систем.

Из уровня техники известны различные системы спасения летательных аппаратов.

Например, устройства аналогичного назначения, где парашютная система принудительно вводится в действие с помощью силы, действующей со стороны быстро движущегося объекта, связанного с парашютной системой специальным звеном, типа ракеты, запущенного снаряда либо ввод осуществляется вытяжным парашютом. Так, в изобретении [Патент США №4607814, кл. B64D 17/72, опубликованный в 1986 году] представлена баллистическая спасательная система, которая содержит корпус, закрепленный на летательном аппарате, с размещенным в нем парашютом, и пусковую пиротехническую установку для снаряда массой 1 кг, соединенного с вершиной парашюта тросом.

Работает система следующим образом. При срабатывании пиротехнической системы, снаряд вылетает с большой скоростью, увлекая, через трос из корпуса, купол парашюта со стропами, после чего парашют наполняется набегающим потоком.

При достаточно высокой быстродейственности и компактности, недостатком этой и подобных ей систем является низкая их надежность, так как купол и стропы при выходе из корпуса движутся с большой скоростью, в непосредственной близости от частей конструкции летательного аппарата, который может быть разрушен и может совершать самые произвольные эволюции, то есть велика вероятность соприкосновения или зацепления купола парашюта и строп и, как следствие, частичное или полное разрушение парашюта.

Известное устройство для раскрытия парашюта [Заявка Великобритании, №2069425, кл. B64D 17/72, опубликованная в 1984 году] содержит корпус, содержащий свободно размещенный в нем контейнер (приемник парашюта), у основания которого располагается пиротехническое устройство, срабатывающее от механического ударника. Контейнер составляется из двух и более частей таким образом, что в собранном состоянии удерживается только стенками корпуса. Парашют, уложенный в контейнер, соединяется с летательным аппаратом мягким звеном, проходящим через специальные отверстия в дне контейнера и дне корпуса и размещенным в пространстве между ними.

При срабатывании пиротехнического устройства, в пространстве между дном корпуса и дном контейнера образуется избыточное давление, под воздействием которого контейнер с парашютом выбрасывается в пространство, где контейнер раскрывается и освобождает парашют, который в дальнейшем раскрывается под воздействием набегающего потока воздуха.

Устройство выполняет основные заявленные функции, однако недостатками описанного устройства является то, что его конструкция допускает раскрытие контейнера и движение незащищенного купола парашюта в непосредственной близости от частей конструкции летательного аппарата, что делает возможным повреждение купола в процессе наполнения, а, следовательно, существенно снижает надежность устройства, кроме того, при раскрытии контейнера купол парашюта со стропами оказывается в потоке в полностью свернутом состоянии, что может привести, как известно из практики парашютизма, к отказу парашюта в результате перехлеста купола стропами или частичному выворачиванию купола парашюта.

Более надежная система спасения летательного аппарата [Патент на изобретение ЕР, А1, 0336910, кл. B64D 17/80, опубликованный в 1989 году], содержащая контейнер для парашюта, метательное устройство и фал, причем контейнер состоит из крышки и корпуса, имеющих разъем и соединенных чекующим устройством, фал соединен с парашютом и летательным аппаратом и проходит через крышку контейнера, метательное устройство содержит источник энергии, направляющую и спусковой механизм.

Указанная система [Патент на изобретение ЕР, А1, 0336910, кл. B64D 17/80, опубликованный в 1989 году] удобна в эксплуатации, но недостатком системы является то обстоятельство, что в качестве источника энергии используется сжатый газ, находящийся в баллончике. Это обуславливает оснащение метательного устройства протяженным стволом, в котором перемещается поршень, взаимодействующий с контейнером, при этом для обеспечения необходимой скорости поршня ствол должен быть большой длины, кроме того, он расположен последовательно с контейнером, а направляющие для контейнера, как показано в данной заявке, увеличивают длину ствола. В результате система спасения приобретает значительную длину, что может создать трудности при ее размещении на летательном аппарате.

В патенте [Патент на изобретение RU 2111 899, кл. B64D 17/72, опубликованный 27.05.1998 года] представлена система спасения летательного аппарата, содержащая контейнер для парашюта, метательное устройство и фал, при этом контейнер выполнен удлиненной обтекаемой формы и состоит из крышки и корпуса, имеющих разъем и соединенных чекующим устройством, фал соединен с парашютом и летательным аппаратом и проходит через крышку контейнера, метательное устройство содержит источник энергии, выполненный в виде пиротехнического патрона, направляющую и спусковой механизм. Направляющая выполнена в виде трубы, охватывающей контейнер и закрепленной на стволе, в котором размещены источник энергии и спусковой механизм.

Несмотря на высокое быстродействие и обеспечение ввода парашютной системы за пределами элементов конструкции летательного аппарата устройство, представленное в патенте [Патент на изобретение RU 2111899, кл. B64D 17/72, опубликованный 27.05.1998 года], принятом за наиболее близкий аналог, содержит излишне большое количество составных устройств и промежуточных этапов функционирования, предназначенных для предварительного поворота системы и придания ей необходимого исходного положения перед пуском, кроме того, необходимость использования ствола, расположенного до контейнера, приводит к увеличению габаритов системы спасения, что может создать трудности при размещении системы спасения, не выходя за обводы летательного аппарата. Все это сильно снижает уровень ее надежности и удобства в эксплуатации.

Решаемой технической задачей является обеспечение безопасности при возникновении аварийной ситуации во время полета летательного аппарата и повышения надежности системы его спасения.

Технический результат заключается в уменьшении габаритов системы спасения, а также в обеспечении необходимой ориентации системы спасения в исходном положении, перед запуском в аварийной ситуации без предварительных операций.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе спасения летательного аппарата, содержащей, как минимум, два парашюта и удлиненный контейнер для их укладки, со сплошной крышкой, с поперечным разъемом и его тарированной стяжкой, метательное устройство, доставляющее контейнер в зону ввода в действие парашютов при аварии, со своим спусковым механизмом, направляющей движение контейнера, источником энергии и стволом метательного устройства, и фал, взаимодействующий с крышкой контейнера, направляющей контейнера и соединяющий парашюты с подвесной системой летательного аппарата, причем сам контейнер расположен в направляющей контейнера, с закреплением его крышки к стволу метательного устройства, содержащего поршень и соединенного, с другой стороны, с корпусом спускового механизма, жестко закрепленного к элементу летательного аппарата, и оснащенная многокомпонентным средством установки в исходное положение для пуска, при этом крышка контейнера выполнена с центральным отверстием, ствол метательного устройства пропущен сквозь него и размещен вдоль центральной части контейнера, вплоть до его головной части, при этом ствол плотно охвачен направляющей ствола с возможностью ее перемещения вдоль ствола и прочно соединенной с крышкой контейнера, причем ствол состыкован с поршнем, расположенным в направляющей ствола и зафиксированным упругим элементом, с возможностью осевого смещения в сторону головной части контейнера, кроме этого направляющая ствола связана замками с контейнером и стволом метательного устройства в области головной части контейнера и поршня, причем сам контейнер просто надвинут на крышку, а фал, соединенный с парашютной системой, проходит через строго калиброванное отверстие в крышке контейнера и свободно выходит между крышкой контейнера и направляющей контейнера, соединяясь с подвесной системой летательного аппарата.

Система спасения летательного аппарата может содержать соединение фала с подвесной системой летательного аппарата с помощью автоматической отцепки, направляющая контейнера может иметь крепления к элементам конструкции летательного аппарата, фиксирующих расположение системы спасения относительно летательного аппарата, с ориентацией, необходимой для ее пуска, а ее парашютная система может включать в себя несколько последовательно вводимых парашютов: тормозной, основной и поддерживающий.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами:

Фиг. 1 - Общий вид летательного аппарата с размещенной в нем быстродействующей парашютной системой спасения перед применением;

Фиг. 2 - Состав и схема компоновки быстродействующей парашютной системы спасения;

Фиг. 3 - Быстродействующая парашютная системы спасения после ввода в действие. Быстродействующая парашютная система спасения содержит:

Удлиненной формы контейнер, состоящий из корпуса 1 (Фиг. 2), плотно вставленной в него крышкой 3 и упакованной в нем парашютной системой 2 (Фиг. 2), состоящей из нескольких парашютов (Фиг. 3). Контейнер 1 размещен в направляющей контейнера 4. Крышка контейнера 3 жестко скреплена с направляющей ствола 19.

Метательное устройство содержит спусковой механизм 6 (Фиг. 2), корпус которого скреплен с летательным аппаратом и фиксирует в себе источник энергии газогенерирующего устройства 5, выполненный, например, в виде пиротехнического патрона, ствол 20, жестко закрепленный к корпусу спускового механизма 6, направляющую ствола 19, плотно охватывающую ствол 20 и состыкованную с корпусом спускового механизма 6, а также направляющую контейнера 4. Направляющая контейнера 4 жестко закреплена 10 на элементе летательного аппарата. Ручка 8 (Фиг. 1, Фиг. 2) привода метательного устройства размещена в кабине пилота летательного аппарата и соединена с тягой 7 запуска спускового механизма 6.

Ствол газогенерирующего устройства 19 проходит по центру контейнера 1 (Фиг. 2) и крайним торцом состыкован с поршнем 17, размещенным в направляющей ствола 19. Поршень 17 плотно прижат к упругому элементу 14, смонтированному на конструктивных элементах головной части контейнера 15, с возможностью перемещения в осевом направлении в сторону головной части контейнера. В зоне стыка ствола 20 с поршнем 17 смонтирован замок 18 (не показан) фиксации ствола 20 с направляющей ствола 19, а в зоне крайнего торца направляющей ствола 19 смонтирован замок 16 (не показан) фиксации направляющей ствола 19 с конструктивными элементами головной части контейнера 14, т.е. с контейнером 1 целиком.

Фал 9 (Фиг. 2) уложен в свободном пространстве между направляющей 4 и крышкой контейнера 3 и проходит в калиброванное отверстие крышки 3, внутрь контейнера, соединяясь с парашютной системой. Хвостовая часть 11 фала 9 выходит между направляющей 4 и контейнером 1 и соединена с подвесной системой летательного аппарата 12 (конструкция не показана). При этом, фал 9 соединен с подвесной системой 12 через автоотцепку 13 (конструкция не показана).

В режиме штатного полета летательного аппарата предлагаемая система спасения размещается в его специальном отсеке 25 (Фиг. 1), который задает необходимую ориентацию направляющей контейнера 4 и обеспечивает выброс контейнера 1 с парашютом в пространство, свободное от элементов конструкции летательного аппарата.

При возникновении аварийной ситуации устройство функционирует таким образом.

Пилот задействует ручку привода метательного механизма 8 (Фиг. 1, Фиг. 2), что приводит к срабатыванию элементов газогенерирующего устройства, спускового механизма (не показано) и источника энергии 5, выполненного, например, в виде пиротехнического патрона (Фиг. 2). В ствол метательного устройства 20, с большой скоростью, поступают газы от сработавшего источника энергии 5, давление в стволе резко возрастает, на поршень 17 действует ударный импульс, заставляя его сдвинуться и передать импульс силы, сжимая упругий элемент 14, на направляющую ствола 19, упираясь в ее выдвинутые элементы, и на головную часть контейнера 15. Поршень 17, сдвигаясь, открывает также замок 18, освобождая направляющую ствола 19 от крепления к стволу метательного устройства 20, и открывает замок 16, освобождая контейнер от крепления к направляющей ствола 19.

Головная часть контейнера 1 и направляющая ствола 19, под действием полученного импульса, начинают двигаться с большой скоростью, увлекая за собой уложенную парашютную систему 2, подталкиваемую крышкой контейнера 3, и вылетают из направляющей 4 и из отсека 25 (Фиг. 1) в поток воздуха, разворачивая сложенный фал 9 (Фиг. 2). При вытягивании фала 9 на полную длину (Фиг. 3), в том числе, и его части, размещенной в контейнере, движение крышки контейнера 3 и жестко соединенной с ней направляющей ствола 19, относительно фала 9, прекращается. Практически сразу после полного вытягивания фала 9, происходит вытягивание подвесной системы летательного аппарата 12 и начало торможения движения летательного аппарата парашютной системой. При использовании каскадной схемы парашютной системы, состоящей из нескольких, последовательно вводимых парашютов, после полного вытягивания фала 9, происходит вытягивание и наполнение тормозного парашюта 22, фал 21 которого соединен с коушем основного парашюта 23 (Фиг. 3). Затем продолжается движение контейнера 1 и вытягивание основного парашюта 23 в поток воздуха. После полного вытягивания основного парашюта 23 (Фиг. 3) происходит сход контейнера 1 с парашютной системы 2 и его автономный полет.

С целью исключения запутывания, перехлестов и выворачивания различных элементов парашютной системы, после полного вытягивания основного парашюта, может осуществляться ввод поддерживающего парашюта 24. При сходе контейнера 1 происходит раскрытие основного парашюта 23, снижение летательного аппарата с парашютной системой до площадки посадки, посадка и, в целях исключения протаскивания летательного аппарата с экипажем и пассажирами, отсоединение парашютной системы от летательного аппарата с помощью автоматической отцепки 13.

Заявленное техническое решение, при простоте конструкции, ее устойчивости к переменным нагрузкам при различных эволюциях летательного аппарата, оптимальному составу компонентов и компактности, благодаря совокупности своих существенных признаков, отраженных в формуле изобретения, а именно: размещение ствола метательного устройства внутри контейнера таким образом, что он проходит сквозь центральный вырез в крышке до головной части контейнера, стыкуясь с поршнем, зафиксированным в направляющей ствола упругим элементом, смонтированным на головной части корпуса контейнера, фиксация направляющей ствола замками со стволом метательного устройства и контейнером и жесткое скрепление ее с крышкой контейнера, сочленение корпуса контейнера с крышкой, без жесткого соединения, заменяя это на совершенно иное конструктивное построение передачи импульса от источника энергии, а именно жестким креплением крышки контейнера с направляющей ствола, что одновременно исключает потерю части ударного импульса на разъединение крышки с контейнером, а прохождение фала через специальное калиброванное отверстие в крышке контейнера и свободный его выход между крышкой контейнера и направляющей контейнера, для соединения с подвесной системой летательного аппарата, устраняет его излишние перегибы и задиры, позволяет кардинально сократить габаритные размеры системы спасения, значительно повысить ее устойчивость к разнонаправленным нагрузкам, в положении до ввода в действие, повысить устойчивость вывода контейнера в зону раскрытия парашютов, а также увеличить общую надежность функционирования системы спасения в целом.

Соединение фала с подвесной системой летательного аппарата с помощью автоматической отцепки позволит обеспечить высокую безопасность для членов экипажа и пассажиров и избежать повреждений летательного аппарата после его посадки. Многоточечное крепление элементов системы спасения в разных плоскостях позволит повысить ее жесткость и фиксировать ориентацию, необходимую для ее надежного и точного пуска, а применение поддерживающего парашюта улучшит параметры раскрываемости основного парашюта.

Заявленная в качестве изобретения быстродействующая парашютная система спасения летательного аппарата прошла полный цикл испытаний и готова к промышленному выпуску, для использования в различных условиях с различными летательными аппаратами.

Изобретение относится к области парашютной техники и может быть использовано как средство спасения пассажиров и экипажа в составе летательного аппарата. Быстродействующая парашютная система спасения летательного аппарата содержит парашютную систему, удлиненный контейнер для укладки парашютной системы, метательное устройство со своим спусковым механизмом, направляющей контейнера, источником энергии, стволом метательного устройства, и фал, соединяющий парашюты с подвесной системой летательного аппарата. Контейнер расположен в направляющей контейнера. Метательное устройство содержит поршень, соединенный с корпусом спускового механизма. Крышка контейнера выполнена с центральным отверстием, ствол метательного устройства пропущен сквозь него и размещен вдоль центральной части контейнера. Ствол плотно охвачен направляющей ствола с возможностью ее перемещения вдоль ствола и состыкован с поршнем, расположенным в направляющей ствола и зафиксированным упругим элементом. Фал соединен с парашютной системой и с подвесной системой летательного аппарата. Обеспечивается повышение надежности спасения летательного аппарата с экипажем и пассажирами в аварийной ситуации, улучшение эксплуатационных характеристик парашютной системы спасения. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Быстродействующая парашютная система спасения летательного аппарата, содержащая как минимум два парашюта и удлиненный контейнер для их укладки со сплошной крышкой с поперечным разъемом и его тарированной стяжкой, метательное устройство, доставляющее контейнер в зону ввода в действие парашютов при аварии со своим спусковым механизмом, направляющей движения контейнера, источником энергии и стволом метательного устройства, и фал, взаимодействующий с крышкой контейнера, направляющей контейнера и соединяющий парашюты с подвесной системой летательного аппарата, причем сам контейнер расположен в направляющей контейнера с закреплением его крышки к стволу метательного устройства, содержащего поршень и соединенного с другой стороны с корпусом спускового механизма, жестко закрепленного к элементу летательного аппарата, и оснащенная многокомпонентным средством установки в исходное положение для пуска, отличающаяся тем, что крышка контейнера выполнена с центральным отверстием, ствол метательного устройства пропущен сквозь него и размещен вдоль центральной части контейнера, вплоть до его головной части, при этом ствол плотно охвачен направляющей ствола с возможностью ее перемещения вдоль ствола и прочно соединенной с крышкой контейнера, причем ствол состыкован с поршнем, расположенным в направляющей ствола и зафиксированным упругим элементом, с возможностью осевого смещения в сторону головной части контейнера, кроме этого направляющая ствола связана замками с контейнером и стволом метательного устройства в области головной части контейнера и поршня, причем сам контейнер просто надвинут на крышку, а фал, соединенный с парашютной системой, проходит через строго калиброванное отверстие в крышке контейнера и свободно выходит между крышкой контейнера и направляющей контейнера, соединяясь с подвесной системой летательного аппарата.

2. Система спасения летательного аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что фал соединен с подвесной системой летательного аппарата с помощью автоматической отцепки.

3. Система спасения летательного аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что направляющая контейнера имеет крепления к элементам конструкции летательного аппарата, фиксирующие расположение системы спасения относительно летательного аппарата с ориентацией, необходимой для пуска.

4. Система спасения летательного аппарата по п. 1, отличающаяся тем, что в ней используют несколько последовательно вводимых в действие парашютов: тормозной, основной и поддерживающий.