Результат интеллектуальной деятельности: ВЕРТОЛЕТ

Изобретение относится к области авиации, в частности к оборудованию вертолетов спасательными средствами, и может быть использовано для аварийной посадки вертолета на воду при его эксплуатации над водной поверхностью.

Известен вертолет с вспомогательной поплавковой системой для приводнения на поверхность моря. С каждой стороны вертолета установлены надувные оболочки, которые соединены расположенными в нижней части фюзеляжа опорным устройством. Опорное устройство имеет брусья, расположенные между соответствующими концами надувных поплавков, подпирающие определенные участки вертолета с помощью ориентирующих элементов, которые имеют приспособления для соединения с фюзеляжем. Оболочки разделены на отдельные камеры. (Патент США 4451016. Вспомогательная поплавковая система. МКИ В 64 С 25/56; НКИ 244-107. - Т. 1042, 5, 29.05.84). Недостатком известного технического решения является громоздкость навешиваемого устройства, что значительно увеличивает вес вертолета и снижает его аэродинамические характеристики, требующие дополнительную мощность.

Известен вертолет с контейнерами для придания плавучести, которые содержат надувные плавучие мешки с обеих сторон вертолета, которые прикреплены к промежуточному конструктивному элементу фюзеляжа и посадочным лыжам. Конструктивный элемент образует укрытие надувного устройства и на нем расположена защищающая от воздействия окружающей среды оболочка, которая раскрывается при накачивании мешка. (Заявка ЕПВ (ЕР) 0193265. Плавательное устройство летательного аппарата. МКИ 4 В 64 С 25/56. - 36, 03.09.86). Недостатком известного технического решения является сложность конструкции навешиваемого устройства.

Известен вертолет с системой приводнения, применяемой в аварийных ситуациях на воде, который содержит надувные поплавки, газосвязанные с автономными аккумуляторами давления. Аккумуляторы давления с закрепленными на них поплавками установлены на корпусе вертолета с возможностью вращения вокруг своей продольной оси. (Патент RU 2089453. Система приводнения летательного аппарата. МКИ 6 В 64 С 25/54. - Бюл. 25, 10.09.97). Недостатком известного технического решения является громоздкость навешиваемых конструкций поплавков, что значительно увеличивает вес вертолета и снижает его аэродинамические характеристики, а последнее требует дополнительную мощность.

Известен вертолет с надувными поплавками для аварийного приводнения, который содержит два основных поплавка, имеющих форму, близкую к тору, прикрепленных к основным опорам шасси позади центра тяжести вертолета и установленных с развалом 10-25^o, и два носовых поплавка, закрепленных в носовой нижней части вертолета, имеющих форму, близкую к цилиндру или усеченному конусу с полусферическими донышками, и систему сжатого газа. Оболочки поплавков выполнены из эластичной ткани и имеют перегородки, разделяющие их на герметичные отсеки. Оболочки задних поплавков уложены в каркасы и закрыты чехлами. (Патент RU 2001843. Система надувных поплавков для аварийного приводнения вертолета. МПК В 64 D 1/00. - Бюл. 39-40, 30.10.92). Данное изобретение принято за прототип.

Недостатками известного технического решения, принятого за прототип, являются отсутствие средств, гарантирующих надежность аварийного приводнения, и длительный цикл расчехления уложенных поплавков перед надувом при громоздкой конструкции устройств для выполнения этой операции, а также возможность повреждения оболочек в надутом положении.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности аварийного приводнения вертолета.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является возможность управления надувом, контроль работоспособности системы сжатого газа, упрощение конструкции расчехления поплавков, причем при их надуве, сокращение времени надува, улучшение эксплуатационных характеристик системы аварийного приводнения.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном вертолете, содержащем фюзеляж с кабиной пилотов в носовой части, подвесные топливные баки, основные опоры шасси, две пары передних и задних надувных поплавков с оболочками из эластичной ткани, разделенных перегородками на герметичные отсеки, причем баллонеты передних поплавков выполнены в виде цилиндра или усеченного конуса с полусферическими торцами и закреплены снизу носовой части фюзеляжа, а задних - близкими к тору, последние установлены на основных опорах шасси с помощью каркасов, а также чехлы, закрывающие уложенные в ложементы каркаса оболочки задних поплавков и систему сжатого газа, согласно предложенному техническому решению:
на нем установлены газовые баллоны высокого давления с зарядно-выпускными блоками, последние соединены трубопроводами с отсеками оболочек, при этом устройства управления зарядно-выпускными блоками электрически связаны с установленным в кабине пилотов пультом управления надувом поплавков основной и дублирующей цепями, который соединен с включателем надува поплавков;
пульт управления надувом поплавков сопряжен с коммутирующим устройством, входы которого соединены с устройствами управления зарядно-выпускных блоков;
включатель надува поплавков установлен на ручке "шаг-газ";
над включателем надува поплавков установлен откидной колпачок, соединенный с корпусом включателя с одной стороны шарниром и страховочной контровкой с другой;
на зарядно-выпускных блоках установлены измерители давления газа в баллонах;
система сжатого газа заполнена гелием, причем с объемом и давлением, эквивалентными объему и давлению в баллонетах, требуемыми для приводнения вертолета;
выпускные каналы зарядно-выпускных блоков и трубопроводы подвода газа к оболочкам поплавков выполнены сечением, прямо пропорциональным объему баллонетов и обратно пропорциональным давлению газа в газовых баллонах и критическому времени аварийного приводнения вертолета;
газовые баллоны размещены снизу фюзеляжа в двух контейнерах на расстоянии друг от друга симметрично продольной оси фюзеляжа;
в каждом контейнере размещены три баллона, один из которых выполнен с меньшей емкостью и соединен трубопроводом с одной оболочкой переднего поплавка, а две пары других объединены между собой одним коллектором, последний соединен параллельными трубопроводами с оболочками задних поплавков;
контейнеры закрыты снизу съемными крышками, в каждой из которых выполнены окна для контроля давления газа в каждом баллоне по указателю измерителя давления;
газовые баллоны установлены на ложементах и закреплены стяжными лентами, охватывающими баллоны в продольном и поперечном направлениях;
контейнеры с баллонами подвешены к фюзеляжу на кронштейнах с помощью двух пар шарнирных узлов, один из которых включает штангу, установленную в отверстия, выполненные в кронштейнах крепления подвесных топливных баков, а другой - трубу, установленную на днище фюзеляжа с помощью дополнительных кронштейнов;
зарядно-выпускные блоки и оболочки поплавков соединены с трубопроводами с помощью гибких подводок;
на корпусах передних поплавков установлены чехлы из полужесткого материала, которые соединены с корпусом с помощью шнура;
каркасы задних поплавков, содержащие балку, ложемент и силовые диски, снабженные проушинами для закрепления силовыми лентами, смонтированы на втулке, установленной на полуоси основной опоры шасси, для чего полуоси выполнены длиной, большей на величину элементов крепления втулки на полуоси;
разъем чехла заднего поплавка выполнен по контуру откидного клапана с возможностью защиты надуваемой оболочки от повреждения конструкцией шасси;
в чехле заднего поплавка концентрично полуоси выполнен круговой вырез с отверстиями на периферии, с помощью которых чехол соединен с балкой посредством шнура и отверстий, выполненных на торце балки, образуя дополнительное разъемное соединение;
разъемные соединения чехлов выполнены посредством шнуров с допустимым усилием разрыва, равным усилию оболочки, создаваемого при наполнении поплавка газом;
силовые ленты закреплены на силовых дисках кольцом, размещенным в проушинах дисков и петлях силовых лент;
на входах газа в отсеки надувных поплавков установлены обратные клапаны.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного вертолета, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На фиг.1 представлен общий вид вертолета, оснащенный системой аварийного приводнения; на фиг.2 - вид на фюзеляж вертолета снизу; на фиг.3 - узел установки контейнера с газовыми баллонами, разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - узел установки задних поплавков, вид сбоку по стрелке Б на фиг.2; на фиг.5 - разъемное соединение чехла заднего поплавка, вид по стрелке В на фиг.4; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.4; на фиг.7 - разрез Д-Д на фиг.6; на фиг.8 - пневмоэлектрическая схема системы аварийного приводнения.

Вертолет с системой аварийного приводнения содержит фюзеляж 1 с кабиной пилотов 2 в носовой части 3, подвесные топливные баки 4, шасси, включающие основные опоры 5 и переднюю стойку 6, передние надувные поплавки 7, закрепленные на днище носовой части 3, задние надувные поплавки 8, установленные на полуосях 9 основных опор шасси, и два контейнера 10 с газовыми баллонами (фиг.1). Контейнеры закреплены на днище центральной части фюзеляжа 1 на расстоянии друг от друга симметрично продольной оси 11. В каждом контейнере размещены газовые баллоны 12 и 13 высокого давления с зарядно-выпускными блоками 14: один баллон 12 с меньшей емкостью соединен трубопроводом 15 с одной оболочкой переднего поплавка 7, а две пары баллонов 13 объединены между собой коллектором 16, последний соединен параллельными трубопроводами 17 с оболочками задних поплавков 8 (фиг.2). Зарядно-выпускные блоки 14 газовых баллонов 12 и 13 и оболочки поплавков 7 и 8 соединены с трубопроводами 15 и 17 и коллектором 16 гибкими подводками 18. Газовые баллоны 12 и 13 заполнены гелием, причем объемом и давлением, по крайней мере, не меньшими объему и давлению в баллонетах. Выпускные каналы зарядно-выпускных блоков и трубопроводы подвода газа к оболочкам поплавков выполнены диаметром, прямо пропорциональным объему баллонетов и обратно пропорциональным давлению газа в баллонах и критическому времени аварийного приводнения вертолета. Баллоны 12 и 13 установлены в контейнерах 10 на ложементах 19 и закреплены стяжными лентами 20 и 21, охватывающими газовые баллоны соответственно в продольном и поперечном направлениях (фиг. 3). Контейнеры 10 закрыты снизу съемными крышками 22, в которых выполнены окна для контроля давления газа в каждом баллоне. Контейнеры 10 с баллонами 12 и 13 подвешены к фюзеляжу 1 на кронштейнах 23 с помощью двух пар шарнирных узлов, один из которых включает штангу 24, установленную в отверстия, выполненные в кронштейнах 25 подвески топливных баков 4, а другой - трубу 26, установленную на днище фюзеляжа 1 с помощью дополнительных кронштейнов 27. На корпусах передних поплавков 7 установлены чехлы из полужесткого материала, которые соединены с корпусом поплавка с помощью шнура. Оболочка заднего поплавка 8 уложена в ложемент 28, закреплена на полуоси 9 основной опоры 5 шасси и закрыта чехлом 29, в котором концентрично полуоси 9 выполнен круговой вырез 30 с отверстиями 31 на периферии (фиг. 4). Разъем чехла заднего поплавка 8 выполнен по контуру откидного клапана 32 с возможностью защиты надуваемой оболочки от повреждения конструкцией шасси. Разъемное соединение чехла 29 и клапана 32 выполнено посредством шнура 33 (фиг.5). Каркасы задних поплавков 8 содержат балку 34, ложемент 28 и силовые диски 35, снабженные проушинами 36 (фиг.6). Посредством шнура 37 и отверстий 38, выполненных на торце балки 34, чехол соединен с балкой, образуя дополнительное разъемное соединение. Разъемные соединения чехлов выполнены посредством шнуров, имеющих допустимое усилие разрыва, равное усилию оболочки, создаваемому наполнением газа. Каркасы смонтированы на втулке 39, установленной на полуоси 9 основной опоры 5 шасси, для чего полуоси 9 выполнены длиной, большей на величину втулки 39. Силовые ленты 40 крепятся в проушинах 36 силовых дисков 35 с помощью кольца 41, установленного в отверстия проушин 36 и петлях силовых лент (фиг.7). Баллонеты передних 7 и задних 8 поплавков разделены соответственно на отсеки 42 и 43 (фиг.8). На входах в отсеки поплавков установлены обратные клапаны 44. Зарядно-выпускные блоки 14 баллонов 12 и 13 оснащены измерителями давления 45 и устройствами управления 46, последние содержат три электрических входа А, В и С, из которых входы А и В - для основной 47 и дублирующий 48 цепей управления и С - для цепи сопряжения с входом в коммутирующее устройство 49. В кабине пилотов установлен пульт управления 50 надувом поплавков, который сопряжен с коммутирующим устройством 49. Цепи управления 47 и 48 соединены с включателем 51, установленным на ручке "шаг-газ". Над включателем 51 надува поплавков установлен откидной колпачок, соединенный с корпусом включателя с одной стороны шарниром и страховочной контровкой с другой.

Вертолет с системой аварийного приводнения (АПВ) работает следующим образом.

Перед вылетом пилот проверяет работоспособность системы АПВ на вертолете. Для этого через окна в крышке 22 контейнера 10 по указателям измерителей давления 45 оценивает величину давления газа в баллонах 12 и 13. Затем с пульта управления 50, расположенного в кабине пилотов 2, система АПВ подключается к бортовой электросети вертолета и проводится контроль работоспособности зарядно-выпускных блоков 14 на баллонах 11 и 12. С помощью коммутирующего устройства 49 последовательно опрашиваются входы С устройств управления 46. В случае отсутствия дефектов на пульте 50 включается сигнал "Надув исправен". Контроль готовности работы зарядно-выпусных устройств 14 может, при необходимости, проводится в полете. После проверки работоспособности системы АПВ последняя обесточивается. При аварийной ситуации над водной поверхностью и потере вертолетом высоты пилот включает с пульта управления 50 электропитание системы АПВ, затем с помощью включателя 51, установленного на ручке "шаг-газ", подает сигнал на выполнение надува поплавков 7 и 8, для чего срывает страховочную контровку на предохранительном колпачке, открывает включатель 51. При поступлении сигнала по цепям управления 47 и 48 от пульта 50 поступает электропитание на входы А и В устройств управления 46 и происходит включение надува поплавков 7 и 8. При этом на пульте 50 появляется световой сигнал "Надув поплавков". После срабатывания зарядно-выпускных блоков 14 открываются их выпускные каналы и происходит адиабатическое расширение газа. Использование гелия исключает закупорку проходных сечений системы сжатого газа. Газ от баллонов 12 по гибкой подводке 18 и трубопроводам 15 поступает через обратные клапаны 44 в отсеки 42 передних поплавков 7. От баллонов 13 газ поступает в коллектор 16, состоящий из гибких подводок 18 и трубопроводов 17, и через обратные клапаны 44 - в отсеки 43 основных поплавков 8. Обратные клапаны 44 предотвращают перетекание газа между отсеками. По мере наполнения газом отсеков 42 и 43 поплавков 7 и 8 давление внутри их создает усилие, под действием которого происходит разрыв крепежных шнуров на разъемных соединениях передних поплавков 7 и задних поплавков 8, при этом оболочки поплавков 7 и 8 освобождаются от чехлов и происходит наполнение баллонетов. Заполненные баллонеты поплавков 8 удерживаются на каркасах шнурами и силовыми лентами 40, закрепленными в проушинах 35 силовых дисков 36 с помощью кольца 41. Угловое расположение лент 40 по окружности тора баллонета поплавка 8 имеет смещение в сторону наиболее нагруженного сектора. При расчехлении задних поплавков 8 откидные клапаны 32 чехлов 29 отклоняются от баллонетов вниз и защищают надуваемые оболочки от повреждения выступающими деталями шасси.

По данному изобретению разработана конструкторская документация, изготовлен и испытан опытный образец. Техническая документация подготовлена к серийному выпуску изделия.