Энергопоглощающее кресло вертолета

 

Изобретение относжсй к вертолётной технике, в частности к энергопоглощающим средствам спасения пилота. Цель - повышение эффективности защиты пилота при жестком приземлении. Кресло 1 содержит шарнирно связанные спинку 31 /сиденье 32, ножки 33. С помощью троса 5 оно подвешено к потолку кабины. Механизм раскладывания и подьема кресла выполнен в виде трособлочной системы. Причем блоки, чеоез которые проходит трос, установлены на потолке 5 кабины, трос закреплен одним концом в верхней части спинки кресла, а другим связан с ножками. 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (н)з В 64 0 25/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4662809/23 (22) 15.03.89 (46) 23.05.93. Бюл. ЬЬ 19 (75) В.И.Матвеев (56) Патент США В 4474347, кл, 244-122, 1984. (54) ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩЕЕ КРЕСЛО

В Е РТОЛ ЕТА, (57) Изобретение относится к вертолетной технике, в частности к энергопоглощающим средствам спасения пилота. Цель —. повыше„„Я „„1816721 А1

2 ние эффективности защиты пилота при жестком приземлении. Кресло 1 содержит шарнирно связанные спинку 31, сиденье 32, ножки 33. С помощью троса 5 оно подвешено к потолку кабины. Механизм раскладывания и подъема кресла выполнен в виде трособлочной системы. Причем блоки, через которые проходит трос, установлены на потолке 5 кабины, трос закреплен однйм концом в верхней части спинки кресла, а другим связан с ножками. 10 ил. ..

Изобретение относится к вертолетной авиации и может быть использовано при конструктивных разработках кабины вертолета.

Цель изобретения — повышение эффек- 5 тивности защиты пилота при жестком приземлении.

На фиг.1 изображен общий вид сбоку устройства (для наглядности кресло разложено в виде кровати и поднято в максималь- 10 но высокое положение, а блок не вставлен в обойму); на фиг,2 — блокатор — вид снизу, штифт и трос не удалены; на фиг.3 — кресло в исходном положении, вид сбоку; на фиг.4 — кресло в исходном положении, вид спере- "5 ди (сечение АА на фиг.3); на фиг.5 — ручка управления, вид сбоку; на фиг.6 — рукоятка управления блокатором, вид сбоку; на фиг,7 . — обойма, общий вид сбоку; на фиг.8- обойма, состояние раскрытое, вид спереди; на 20 фиг.9 — кресло в исходном состоянии, вид сбоку с иэображением при этом положения троса в кабине; на фиг.10- кресло и его трос в переходном состоянии — от исходного

{фиг.9) до развернутого (фиг.1).

Устройство представляет собой кресло

1, фиксированное в рабочем положении в двух местах — с помощью доски 2 к гребню

3 пола 4 кабины и, с помощью троса 5, к блокатору 6, подвешенному к балке 7, 30 скрепленной с шпангоутами 8. Это исходное положение кресла изображено на фиг.3, 4, 9.

Во втором стационарном положении— в начале посадочных перегрузок (фиг,1) — 35 выпрямленное кресло 1 с помощью троса 5 подвешено к блокам 9, 10, которые с помощью полудуг 11, 12, позволяющих этим блокам свисать вниз при крене вертолета, прикреплены к балке 7, Кресло 1 на блоках 40

9, 10 фиксировано подвижным блоком 13, находящимся в обойме 14 между направляюшими 15. При этом блок 13 прикреплен к балке 7 через канат 16, проходящий через отверстие перегородки 17 тягой 18. 45

В отверстие перегородки 17 вставлен подпружиненный вкладыш 19 с отростком

20, прикрепленным шнуром 21 к перегородке 17. Диаметр отверстия вкладыша 19 позволяет пройти через него канату 16 с 50 трением, а свободный конец трубчатой части вкладыша имеет подпружиненное расширение. Внешний диаметр вкладыша 19 больше диаметра конуса 22 на канате 16.

Обойма 14 состоит из двух разрезанных 55 вдоль цилиндров 23, соединенных двумя по луосями 24 и стяжкой 25, имеющих ответные части зацепа 26, подвешенных ушками

27 на выступах перегородки 17. Диаметр окна 28 между полуосями 24 больше диаметра конуса 22. В закрытом. состоянии обойма 14, благодаря размерам ее полости в неровностями внутренней поверхности,: способна предотвратить вращение в ней подвижного блока 13, а вывеска 29 свободно вмещает трос 5, огибающий этот блок.

К выступающим частям полуосей 24 прикреплена сшитая ткань — энергопоглотительный элемент 30 (на фиг.8 — показана на одной из полуосей),; другим концом прикрепленная к перегородке 17. При этом элементы 14 — 27 конструкции являются приводом, соединяемым с блоком 13.

Кресло 1, имеющее профилированное под контур задней стороны тела попарно шарнирно соединенные спинку 31, сиденье

32, ножки 33, отбортованные i ступеньки

34 этих ножек. К ступенькам 34 прикреплены тросики 35 с подпружиненным шплинтом 36 на каждом из них. Тросики 35 пропущены под прикрепленным к полу прутом 37. Соединенная с ножками доска 2 имеет рычаг 38 с прикрепленным к нему концом троса 5. Концы доски 2 находятся в цилиндрических выемках 39 ножек 33.

Для повышения надежности ограничения подъема относительно сиденья 32 опущенных ножек 33 в шарнирах меж ножками и сиденьем под сиденьем 32 подвижно прикреплен зуб 40, пропущенный в прорезь 41 ножек.

Для фиксации рычага 42 отбрасываемой спинки 31 — с целью их взаимного закрепления в этом положении — сбоку сиденья 32 укреплен подпружиненный захват 43. Там же прикреплен фиксатор 44 троса 5, имеющий коробку 45, в полости которого находится петля троса 5 вокруг гвоздя 46, а в стенках имеются соосные отверстия для вертикально стоящего гвоздя 46, меньшие просветом диаметра его шляпки, а в сопредельной стенке имеется отверстие, достаточное для прохождения петли троса

5. На расстоянии, не меньшем длины гвоздя над коробом 45 находится защитный козырек 47.

Кресло имеет верхнюю часть спинки кресла 48 в виде симметрично расположенных Г-образных выступов, верхняя часть каждого из которых перпендикулярна плоскости спинки, а нижняя, не круглая в сечении, погружена в отвечающую ее контуру нишу 49, Дно этой ниши и погружаемый в нее отдел выступа связан пружиной 50. Верхняя часть спинки кресла 48 связана с другим, чем ножки 33, концом раздвоенного в этом месте троса.

Блокатор 6, находящийся в области потока 51 кабины, включает коробку 52 с отверстием в нижней ее стенке для, штифта 53

1816721

25

40

50 не смог туда вернуться из-за расширивше55 гася подпружиненного конца), не будет прои соосными отверстиями в сопредельйых стенках для прохождения в каждом из них петли-троса 5. Полость коробки достаточна для двух таких петель, обвивающих штифт

53. Штифт этот подвижно связан с noäïðóжиненным рычагом 54, имеющим точку опоры 55, рукоятку 56 и язычок 57 предохранителя 58, прикрепленного к потолку кабины с задней стенкой 59. К язычку

57 прикреплен тяжик 60 к органам управле- 1 ния системами вертолета.

Сьемная ручка управления 61 (одна из них) состоит из цилиндра 62 в полости основания ручки 61 с пружинным; толкателем 63 внутри, поршня 64 — нижней части верхнего отрезка ручки 61 и дисков 65, соприкасающихся между собой при нахождении цилиндра 62 в поршне 64, При этом в последних имеются сквозные соосные отверстия 66 для шплинта 36, канал которых обращен к креслу 1.

Устройство работает следующим образом.

При угрозе жесткого приземления пилот, фиксированный к креслу, свободной рукой смещает на себя рукоятку 56. При этом прикрепленный к язычку 57 тяжик 60 воздействует на необходимые системы вертолета (отключает подачу горючего, включает противопожарную систему, тормозит вращение несущего винта и т.д.). Тогда же, воз действуя на рычаг 54, из блокатора 6 извлекают штифт 53, освобождая этим участки троса 5 в блокаторе 6. Через блоки 9, 10 этот трос вместе с блоком 13 смещается силой тяги 18 через канат 16 привода из кабины, увлекая эа собой спинку 31 кресла, к которому прикреплен один конец троса 5.

Другой конец этого троса,. перекинутый через блок 9, будучи фиксированным в фиксаторе 44, тянет сиденье 32 кресла в направлении этого блока (фиг.10). По мере выпрямления сиденья 32 и спинки 31 в одну линию рычаг 42 выдавливает гвоздь 46 из короба 45, благодаря чему освобождается введенная в него петля троса 5. До этого момента рычаг 42 отдавливает подпружиненный захват 43 и, зайдя за него, упирается в его плоскую часть, делая невозможным сгибание спинки относительно сиденья 32.

Продолжая тянуть за спинку 31, трос 5 выпрямляет сиденье 32 относительно ножек

33, что заставляет зуб 40 своим выступом . застрять в прорези 41 и укрепить их в выпрямленном положении. Таким образом кресло превратилось в ложе, помещенное между блоком 10 и гребнем 3.

По мере натягивания троса через блок,, 9 его конец. прикрепленный к рычагу 38, поворачивает доску 2, закрепленную шарнирно в ножках и, упираясь в гребень 3 плоскостью доски, освобождает эту доску от стопорящего влияния гребня 3, после чего нижняя часть ножек 33 тросом 5 подтягивается к блоку 9.

Тросик 35, пропущенный под прут 37 и прикрепленный одним концом к ступеньке

34 кресла, при движении кресла вверх своим вторым концом вытаскивает прикрепленный к нему шплинт 36, вставленный в отверстия 66 разъемных частей ручки управления 61. 8 результате этого толкатель 63 выталкивает из цилиндра 62 поршень 64, к которому прикреплен рычаг 61 и рычаг падает, перестав быть помехой при последующем движении вниз к полу кабины пилота в кресле.

Поднятому к потолку 51 кабины креслу мешают сдавить пилота ступеньки 34 и выступы верхней части спинки кресла 48, смягчающие удар о потолок пружиной 50.

По мере подъема кресла к потолку блок

13 элементами привода (канатом 16 и тягой

18) смещается к обойме 14; конус 22, пройдя окно 28, выдавливает из перегородки 17 вкладыш 19. При расположении кресла "у потолка блок 13, надавливая на полуось 24, растягивает пружину 25, которая, при перемещении полуосей 24 к перегородке 17, захлопывает цилиндры 23 вокруг блока 13, сцепляя их зацепами 26.

В момент приземления кресла вместе с находящимся в нем под оптимальным углом к горизонту пилотом своим увеличившимся в результате перегрузки весом начинает через блоки 9, 10 и трос 5 тянуть за блок 13.

Фиксированный жестко в цилиндрах 23, он снимает их ушки 27 с держателей и перемещает к блокам 9, 10 вместе с полуосями 24, на которых закреплен энергопоглощающий элемент 30, в частности одним концом к ждая из двух полосок ткани, сшитой в виде складок определенным количеством стежков определенной прочности ниток, или скрепленной иным образом, но так, чтобы обеспечить расчетный уровень перегрузок пилота в кресле на определенном расстоянии — пути пилота вместе с креслом до пола.

После достижения пола тяга 18 вновь стремится поднять кресло к потолку, но канат 16, свободно проходящий в направлении к блокам через отверстие в 19 и в 17 (19 тягиваться к тяге 18 через вкладыш 19 из-за того, что канат будет перегнут с нем благодаря шнуру 21, прикрепленному к перегородке 17 и отростку вкладыша l9. Этот шнур, удерживая отросток 20 от см;щения, 1816721 наклоняет вкладыш 19, результатом чего является перегиб каната 16 около вкладыша

19.

При расчете стежков исходя из того, что перегрузка лежа (грудь-спина) может быть

40 ед (40 g) в отличие от аналогичной перегрузки 20 ед при перегрузке голова-ноги (основы космический биологии и медицины, т.!1. кн.! М,1975 г, с,254; Авиационная медицина, М. 1975, с.113-118). Кресло с пилотом делают стабильной суммарной массы, добавляя или удаляя буферный груз, состоящий, например, из запаса продуктов, при изменении веса пилота.

Пример. Масса кресла 50 кг. Масса пилота в нем 80 кг. Поэтому прикреплен груз 20 кг (например, НАЗ), чтоб общая масса была 150 кг. Поскольку допустимая перегрузка — 40 ед, вес пилота с креслом ггри этом не долженг превышать 6000 кг. Поскольку этот вес разделяется на 2 части элементов, гасящих нагрузку, считаем, что на. каждый из них приходится.3000 кг. На пути от потолка до пола кабины в 1,5 м будет совершена работа 4500 кг, гасящая энергию падения, При скреплении складок ткани использовали нити, 10 м которых линейно растягиваясь на 1 м при предельной нагрузке

20 кг. Таким образом, чтобы деформировать нить длиной 10 м нужно 10 кгм, а для деформации нити той же длиной 1 м нужно, соответственно; 1 кгм работы. 1 встречный стежок, состоящий иа 2 нитей складки ткани (толщина ткани 1 см) забирает 0,04 м нитей, заставляя совершить 0,04 кг работы для его разрыва. Поэтому, чтобы совершить работу

4500 кгм нужно порвать 112500 стежков.

Поскольку в развернутом состоянии ткань не может быть длиннее 1,5 м (иначе пилот ударится о пол кабины), в сложенном вдвое состоянии она занимает 0,75 м. Если прошивать строчки стежка с длиной стежка 1 мм, то по этой сложенной ткани их будет 750, стежков. Соотнеся необходимое количество стежков (112500) с 750 можно определить, что нужно 150 строчек, которые, при ширине меж ними 3 мм, потребуют ширину ткани

450 мм (10 х 3). Разумеется, что с внешней стороны ткани нити закреплены так, чтобы они могли лишь рваться, но не выскальзывать.

5 Снаряженное таким образом устройство помещено в вертолет.

На высоте 150 м пилот замечает пожар в грузовом отсеке вертолета среди боеприпасов. Понимая, что может спасти лишь ава10 рийная посадка, пилот, фиксированный в . кресле, тянет за рукоятку, запуская в действие системы аварийной посадки вертолета, в частности систему торможения — частичного гашения посадочной скорости и выве15 дение кресла в горизонтальное положение под потолок. При жестком ударе шасси о землю опускание пилота вместе с креслом к полу происходит с сопротивлением этому опусканию со стороны рвущихся нитей с

20 перегрузкой не выше 40 ед. После гашения скорости кресло не взлетает и пилот покидает его и вскоре взорвавшийся вертолет.

Итак, лишь высокая скорость приземления и предлагаемое устройство позволит пилоту

25 остаться в живых.

Формула изобретения

Энергопоглощающее кресло вертолета, содержащее сиденье со спинкой и ножками, подвешенное к потолку, амортизированное

30 в сторону пола и связанное с энергопоглощающим элементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты пилота при жестком приземлении, оно снабжено механизмом раскладывания

35 и подъема кресла, выполненным в виде троса, пропущенного через закрепленные на потолке кабины блоки и подвижный блок, связанный с приводом, причем один конец троса связан с ножками, а другой закреп40 лен в верхней части спинки кресла, и средством фиксации кресла в разложенном состоянии, выполненном в виде рычага, закрепленного на спинке, взаимодействующего с подпружиненным захватом, уста45 новленным под спинкой, при этом сиденье, спинка и ножки соединены шарнирно.

18 f 6721

di ia.5

1816721

t.

Iuz9

Составитель В. Матвеев

Редактор Т. Иванова Техред М.Моргентал Корректор С, К)ско

Заказ 1705 Тираж . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101