Система спасения пассажиров и экипажа при аварийной посадке самолета на воду

 

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к системе, обеспечивающей поддержание летательного аппарата на плаву при аварийной посадке самолета на воду в целях спасения пассажиров и экипажа. Технической задачей изобретения является повышение эффективности и надежности спасательного устройства, упрощение его конструкции, быстрый ввод в действие системы до аварийной посадки самолета на воду. Система спасения состоит из надувного баллона 1, воздухозаборника 2, привода 3 и внешней крышки - обтекателя. Надувной баллон 1 в передней части имеет отверстие для прохода во внутрь баллона атмосферного воздуха и мягкий рукав 8, который при помощи бандажа 9 присоединен к воздухозаборнику 2, закрываемому управляемой крышкой 10. Атмосферный воздух под действием скоростного напора входит через воздухозаборник 2, рукав 8 и запорный клапан в надувной баллон, который наполняется воздухом. 14 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к системе, обеспечивающей поддержание летательного аппарата на плаву при аварийной посадке самолета на воду в целях спасения пассажиров и экипажа.

Известна конструкция устройства поддержания самолета на плаву при аварийной посадке на воду, представляющая собой надувные поплавки, присоединяемые к нижней части поверхности крыла и фюзеляжа в свернутом виде и наполняемые перед приводнением самолета сжатым газом из металлических баллонов, находящихся на борту самолета.

Недостатком конструкции является большое количество металлических баллонов со сжатым газом, требуемых для наполнения поплавков, большая масса системы, сложность устройства, в которое входят трубопроводы, редукторы, краны, система управления и др. элементы.

Устройство требует большого времени для наполнения поплавков газом; установленное на внешней поверхности оно ухудшает аэродинамику самолета, не обладает надежностью, так как не гарантирует целостность поплавков и системы наполнения в момент приводнения самолета.

Целью данного изобретения является повышение эффективности и надежности спасательного устройства, упрощение его конструкции, быстрый ввод в действие системы до аварийной посадки самолета на воду.

Поставленная цель достигается тем, что надувные баллоны, изготовленные из легких, прочных, газоводонепроницаемых материалов, закреплены на внешней поверхности фюзеляжа посредством силовых лент и металлических узлов, при этом система спасения снабжена сбрасываемыми крышками-обтекателями, плотно прилегающими к внешней поверхности фюзеляжа и закрывающими снаружи надувные баллоны в сложенном виде, а средство наддува выполнено в виде воздухозаборного устройства, состоящего из закрываемой управляемой крышкой горловины и приводного механизма, причем в передней части баллона выполнено отверстие для прохода атмосферного воздуха в баллон через мягкий рукав под действием скоростного напора, а во внутрь баллона введен запорный клапан и опорная решетка, препятствующая выходу запорного клапана наружу после наполнения баллона атмосферным воздухом.

На фиг. 1 показан вид спасательного устройства закрытого крышкой-обтекателем, в плане; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - общий вид устройства после сброса крышки-обтекателя; на фиг.4 - сечение Е - Е устройства на фиг 2 под крышкой-обтекателя; на фиг.5 - сечение Ж - Ж на фиг.3; на фиг. 6 - сечение И - И на фиг.3; на фиг.7 - варианты а, б, в и г возможного размещения спасательного устройства на самолете; на фиг.8 - устройства, наполненные воздухом, после сброса крышек; на фиг.9 - укладка спасательного устройства на самолет; на фиг.10 - спасательное устройство, наполненное воздухом, с открытым воздухозаборником; на фиг.11 - то же, с закрытым воздухозаборником; на фиг.12 - вид самолета для ввода спасательного устройства в действие; на фиг.13 - вид самолета со спасательным устройством, введенным в действие в воздухе перед приводнением; на фиг. 14 - вид самолета на плаву.

Конструкция спасательного устройства состоит из надувного баллона 1, воздухозаборника 2, привода 3 и внешней крышки-обтекателя 4.

Надувной баллон 1 изготовлен из легкого, прочного, газоводонепроницаемого материала (например, из плотных легких тканей: шелка, нейлона, капрона и т.д., армированных полиэтилентерофтолатной или другой синтетической пленкой и сеткой из прочных тонких нитей) снаружи надувные баллоны усилены продольными 5 и поперечными 6 силовыми лентами и поясами 7.

В передней части надувной баллон 1 имеет отверстие для прохода воздуха во внутрь баллона и мягкий рукав 8, который при помощи бандажа 9 присоединен к воздухозаборнику 2, закрываемому управляемой крышкой 10. Воздухозаборное устройство приводится в действие приводом 3, установленным на поверхности самолета 1 снаружи. В мягком рукаве находится втулка 11, к которой присоединен запорный клапан 13, оканчивающийся эластичным чулком 14.

Надувные оболочки 1 вместе с воздухозаборным устройством устанавливаются на самолете в заранее предусмотренных и подготовленных местах, и в сложенном виде они закрываются сбрасываемыми крышками-обтекателями, которые плотно прилегают к поверхности самолета. Надувные баллоны 1 присоединяются к самолету при помощи силовых поясов 17 и металлических узлов 18.

Работа спасательного устройства осуществляется следующим образом.

В начале производится сброс крышки-обтекателя 4, после чего включается привод 3, который выводит воздухозаборник 2 из убранного в рабочее положение, при этом автоматически открывается крышка 10, запирающая входное отверстие в горловину воздухозаборника 2.

С открытием крышки 10 атмосферный воздух под действием скоростного напора q = ρv²/2 (где ρ - плотность воздуха v - скорость полета самолета) входит через горловину 2, рукав 8 и запорный клапан 13 в надувной баллон 1, который наполняется воздухом.

При проходе воздуха через запорный клапан 13 эластичный конец 14 клапана растягивается, со снижением скорости полета запорный клапан 13 закрывается и прижимается к опорной решетке 12.

После наполнения надувного баллона 1 воздухом воздухозаборник 2 и крышка 10 закрывается приводом 3, при этом воздухозаборник возвращается в убранное положение, чем исключается проникновение воды в надувной баллон в случае его погружения.

Время наполнения надувного баллона атмосферным воздухом определяется объемом надувного баллона, диаметром проходного сечения горловины воздухозаборника, степенью упругости материала баллона и величиной скоростного напора, являющегося функцией скорости полета самолета.

При нормальных внешних условиях по предварительным расчетам без учета собственной упругости надувного баллона надувной баллон объемом 10 м³ (диаметр 1,2 м; длина 8,5), имеющий диаметр входного отверстия 350 мм, при скоростном напоре q = 50 кг/м² (v = 180 км/ч может быть наполнен воздухом за 4,5 - 5 с.

Из этого следует, что введение спасательного устройства в действие должно производиться не позднее чем за 25 с до приводнения самолета.

Давление воздуха внутри надувного баллона при вышеуказанных условиях может составлять P⁰ = 0,01 - 0,015 кг/см², что обеспечивает полное выполнение его формы.

Расчетными нагрузками на баллоны и их крепление к самолету являются гидродинамические нагрузки и силы, возникающие при полном погружении надувного баллона в воду.

Надувные баллоны имеют хорошо обтекаемую аэродинамическую цилиндрическую форму, гладкую внешнюю поверхность, плотно прилегают к поверхности самолета, поэтому их присутствие не может оказать существенного воздействия на аэродинамику, динамическую устойчивость и управляемость самолета на кратковременном предпосадочном участке полета.

Надувные баллоны размещаются выше уровня днища фюзеляжа, их количество варьируется в зависимости от массы самолета, длины фюзеляжа и желаемого уровня погружения самолета на плаву.

Например, для поддержания на поверхности воды самолета массой до 100 т. с. достаточно установить на самолет шесть надувных модулей объемом по 10 м³ каждый (диаметр - 1,25 м; длина 8 м) для самолетов массой 120 - 150 т.с. шесть модулей объемом 15 м³ каждый.

Изготовленные из легких тканей надувные модули имеют крайне незначительную массу. Так, например, вес надувных баллонов объемом до 10 м³ составляет 1 кг/м³, вес баллонов объемом 15 м³ и более от 0,75 до 0,5 кг/м³.

Незначительный вес надувных модулей не снижает экономических и коммерческих показателей самолетов, гарантируя им повышенную безопасность.

Надувные модули рассчитаны на разовое применение и на длительное пребывание в воде.

Размещение модулей на самолете производится с учетом обеспечения динамической устойчивости самолета в полете и исключения деферента на плаву.

Технологическая ценность предлагаемого спасательного устройства заключается в простоте конструкции, малом ее весе, высокой надежности, быстром вводе в действие независимо от состояния самолета в момент приводнения и возможности его установки на самолетах, находящихся в эксплуатации.

Формула изобретения

Система спасения пассажиров и экипажа при аварийной посадке самолета на воду, содержащая надувные баллоны, закрепленные на нижней поверхности самолета и связанные со средствами наддува, отличающаяся тем, что надувные баллоны закреплены на внешней поверхности фюзеляжа посредством силовых лент и металлических узлов, при этом система спасения пассажиров снабжена сбрасываемыми крышками-обтекателями, плотно прилегающими к внешней поверхности фюзеляжа и закрывающими снаружи надувные баллоны в сложенном виде, а средство наддува выполнено в виде воздухозаборного устройства, состоящего из закрываемой управляемой крышкой горловины и приводного механизма, причем в передней части баллона выполнено отверстие для прохода атмосферного воздуха в баллон через мягкий рукав под действием скоростного напора, а внутрь баллона введен запорный клапан и опорная решетка, препятствующая выходу запорного клапана наружу после наполнения баллона атмосферным воздухом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14