Система катапультирования кресла с регулируемой тягой реактивного двигателя

 

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно, к средствам аварийного покидания самолета. Сущность изобретения: cистема катапультирования кресла с регулируемой тягой реактивного двигателя содержит катапультируемое кресло с пороховым двигателем и устройство управления. Двигатель снабжен электрически связанным с устройством управления пиропатроном и установленным вдоль продольной оси сопла двигателя силовым цилиндром. В силовом цилиндре закреплен профилированный шток, направленный в полость критического сечения сопла двигателя. Пиропатрон срабатывает при перегрузках и скоростях самолета, превышающих критические значения. 4 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно, к средствам аварийного покидания (САП) самолета, и может найти применение при обеспечении безопасности катапультирования при больших маневренных перегрузках самолета.

Известно, что современные катапультные кресла обеспечивают безопасность относительной траектории в полном диапазоне скоростей полета лишь при очень ограниченных значениях маневренных перегрузок. Так, например, при П_y 4 безопасность катапультирования условно обеспечивается при скоростях не более 0,8 Vi _max.

Поскольку современные маневренные самолеты имеют существенно более высокие эксплуатационные маневренные перегрузки П_y, скорости, становится очевидным, что снижение имеющихся ограничений по безопасности катапультирования в условиях маневренного полета и, тем более, их практическое исключение в полном диапазоне летно-технических характеристик современных самолетов, имеет важное значение для повышения уровня спасаемости летного состава в условиях аварии.

Известна система катапультирования кресла из кабины летательного аппарата, оборудованная программным управлением, содержащим блок регистрации параметров полета, блок обработки, регулирующий величину амплитуды ускорения тяги катапульты с помощью системы трубопроводов высокого давления, клапанов, через которые предусматривается подвод жидкости под высоким давлением к эжекторному устройству катапульты.

В указанной системе регулирование толкающего усилия неприемлемо к пороховому двигателю, включаемому при выходе кресла из кабины самолета, который собственно и обеспечивает безопасность перелета кресла с летчиком через киль самолета. Система обладает определенными недостатками, связанными со сложностью практической регулировки и недостаточной конструктивной надежностью из-за возможности нарушения герметизации в гидросистеме, что уменьшает безопасность катапультирования, особенно при больших маневренных перегрузках на самолете.

Известна система катапультирования кресла с комбинированным катапультирующим и ракетными двигателями, размещенными в основании кресла и закрепленными с катапультной наружной трубой. С помощью ракетных двигателей после катапультирования создается толкающее усилие, при этом частью газа через катапультную трубу и два дополнительных сопла создают вращательный момент кресла по программе микропроцессора.

Недостатком указанной системы является то, что система катапультирования предназначена в основном для катапультирования по заданной программой траектории в случае падения самолета на низкой высоте, когда катапультируемое кресло необходимо развернуть и вытолкнуть вверх.

Наиболее близкой к заявленной системе является система катапультирования кресла с комбинированными катапультирующим и ракетным двигателям, блоком управления.

Недостатком устройства является то, что система не обеспечивает перелет через киль самолета при сочетании больших скоростей и перегрузок высокоманевренных самолетов, превышающих критические значения, что снижает безопасность катапультирования летчика.

Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить безопасность катапультирования при больших маневренных перегрузках самолета за счет увеличения при неизменном импульсе ПРД высоты относительной траектории путем регулирования тяги порохового реактивного двигателя (ПРД).

Предлагаемое изобретение позволяет производить перевод ПРД на режим увеличенной тяги только при возникновении больших скоростей и перегрузок маневренного самолета, и оставлять ее неизменной, если кресло обеспечивает безопасность относительной траектории, в этом случае пороховой двигатель работает по стандартной схеме.

Для этого в системе катапультирования кресла с регулируемой тягой реактивного двигателя, содержащей катапультируемое кресло с пороховым реактивным двигателем, устройство управления (автоматики), пороховой реактивный двигатель снабжен электрически связанным с устройством управления пирапатроном и установленным вдоль продольной оси сопла двигателя силовым цилиндром с закрепленным в нем профилированным штоком, направленным в полость критического сечения сопла двигателя, при этом пиропатрон срабатывает при перегрузках и скоростях самолета, превышающих критические значения.

Сравнение заявляемой системы с прототипом показывает, что в отличие от прототипа, в котором безопасность относительной траектории обеспечивается только при стандартных требованиях к допустимой скорости и ускорению самолета, в предлагаемом изобретении указанная цель достигается за счет регулирования тяги двигателя путем уменьшения критического сечения сопла и перевода ПРД на режим увеличенной тяги, обеспечивая тем самым и в случаях превышения самолетом критических значений скорости и перегрузок перелет через киль.

Существенными отличительными признаками заявляемой системы являются: ПРД дополнительно снабженный электрически связанным с блоком автоматики пиропатроном; профилированный шток, установленный в силовой цилиндр, прикрепленный к корпусу ПРД вдоль продольной оси сопла двигателя, направлены в полость критического сечения сопла, срабатывающего при перегрузках или скоростях самолета, превышающих критическое значение.

На фиг. 1 приведена структурная схема системы регулирования тяги ПРД; на фиг. 2 устройство для изменения поперечного критического сечения сопла ПРД; на фиг. 3 относительные траектории полета серийного кресла К-36; на фиг. 4 - значения безопасных скоростей и перегрузок в момент катапультирования в зависимости от тяги ПРД.

Как показано на фиг. 1, 2, система катапультирования кресла с регулируемой тягой реактивного порохового двигателя включает устройство управления 1, катапультируемое кресло летчика 2 с пороховым реактивным двигателем 3, снабженный электрически связанным с устройством управления 1 пиропатроном (на схеме не показан), приводом перемещения штока 4, профилированным штоком 5, установленным вдоль продольной оси сопла двигателя силовым цилиндром 6, в котором закреплен привод 4, профилированный шток 5, направленный в полость критического сечения сопла 7 двигателя 3.

Пример работы системы. Предлагаемая система обеспечивает два режима работы ПРД, так в области режимов полета маневренного самолета со скоростью и перегрузкой, не превышающих критических значений, двигатель работает по стандартной схеме.

При скорости и перегрузках, превышающих критические значения, система производит увеличение тяги за счет уменьшения поперечного критического сечения сопла 7. В исходном положении перед катапультированием кресла из устройства управления 1 поступает сигнал-поджиг из дистанционно-управляемый пиропатрон, который отстреливает шток 5 из цилиндра 6 в полость критического сечения, в результате чего площадь сечения уменьшится. Реактивный двигатель 3 включается при выходе кресла из кабины самолета, а тяга двигателя увеличится при неизменном импульсе путем поджига порохового заряда 8 пиропатроном 9.

Влияние регулирования тяги на высоту пролета над килем на примере серийного катапультного кресла К-36 иллюстрируется на фиг. 3, 4. Видно, что при минимальной тяге ПРД этого кресла, равной 17000 кг, безопасность катапультирования обеспечивается со значительными ограничениями по скорости и маневренной перегрузке. Увеличение тяги при неизменном значении импульса ПРД позволяет значительно расширить область безопасного аварийного покидания современных самолетов.

Формула изобретения

Система катапультирования кресла с регулируемой тягой реактивного двигателя, содержащая катапультируемое кресло с пороховым реактором двигателя и устройство управления, отличающееся тем, что двигатель снабжен электрически связанным с устройством управления пиропатроном и установленным вдоль продольной оси сопла двигателя силовым цилиндром с закрепленным в нем профилированным штоком, направленным в полость критического сечения сопла двигателя, при этом пиропатрон срабатывает при перегрузках и скоростях самолета, превышающих критические значения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4