Баровременной затвор для ввода парашютной системы при катапультировании кресла с летчиком

 

Баровременной затвор используется в авиации для ввода парашюта на определенной высоте и через определенное время в процессе катапультирования. Затвор содержит барометрический узел (1), часовой механизм и исполнительный механизм с пусковой чекой (14), штоком (20), пружиной (21) и накалывающим устройством (22) для пиропатрона (25). При катапультировании пусковая чека (14) разблокирует шариковый замок (18) и ролик (13) под действием пружины (21) давит на сектор (11) и приводит в действие часовой механизм, если катапультирование было произведено с высоты, ниже установленной, т.е. когда анкерная скоба (4) не была заблокирована рычагом (2) барометрического узла (1). Если высота катапультирования выше установленной, то часовой механизм будет заблокирован рычагом (2) до тех пор, пока кресло с летчиком не достигнет разрешенной высоты. В обоих случаях часовой механизм отрабатывает заданное ему время, происходит срыв ролика (13) и шток (20) накалывает капсуль пиропатрона, который отделяет кресло от летчика и вводит парашютную систему. В результате повышаются точность срабатывания по высоте, надежность и уменьшаются габариты и вес. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к авиационной технике и используется в парашютной автоматике для ввода парашютной системы после катапультирования из самолета кресла с летчиком.

При катапультировании на больших высотах вводить в действие парашютную систему сразу нецелесообразно из-за отрицательного воздействия среды - разрежения и минусовой температуры до минус 60^oC. Поэтому кресло с летчиком быстро покидает опасную зону со скоростью снижения около 50 м/с до заранее установленной высоты срабатывания затвора порядка 5 км.

При катапультировании на малых высотах вводить парашютную систему мгновенно так же нельзя из-за появления недопустимо больших перегрузок торможения, действующих на летчика. Поэтому вводится временная задержка больше 1 с.

Для этой цели известен парашютный полуавтомат комбинированный типа ППК-У (ППК-1М), содержащий гибкую шпильку включения, часовой механизм, блокировочные рычаги, анероидное устройство и исполнительное устройство в виде вытяжного механизма (см. , например, "Полуавтоматы парашютные комбинированные типа ППК-У и ППК-1М", техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Атомиздат, 1972, с. 10-21).

К недостаткам этого устройства следует отнести большую погрешность срабатывания по высоте, особенно при воздействии линейных перегрузок, что объясняется значительным крутящим моментом, передаваемым через рычаги на подвижный центр анероидного узла, и возникающим при этом трении, а так же возможность ложного срабатывания при воздействии ударных нагрузок в узле ролик силового механизма - сектор часового механизма.

Наиболее близким устройством является баровременной затвор, содержащий барометрический узел с блокировочным рычагом и трибо-секторный часовой механизм с анкерным колесом и анкерной скобой, которые кинематически связаны с исполнительным механизмом, имеющим шток, силовую пружину и приводной ролик, взаимодействующий с сектором часового механизма, а так же пусковую чеку в виде гибкой шпильки (см. RU, C1, N 2023632, B 64 D 17/54, 94 г.) Это устройство создано на базе ППК-У (ППК-1М) и ему в полной мере свойственны те же недостатки. Кроме того это устройство имеет мощную силовую пружину (~ 30 кгс), приводящую в действие вытяжное устройство парашюта, что конструктивно требует значительных габаритов и веса.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - это снизить погрешность срабатывания, уменьшить габариты и вес, а так же исключить возможность ложных срабатываний.

При этом техническим результатом является повышение точности срабатывания по высоте, сокращение габаритов и веса, а так же повышение надежности.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что баровременной затвор для ввода парашютной системы при катапультировании кресла с летчиком, содержащий барометрический узел с блокировочным рычагом и трибо-секторный часовой механизм с анкерным колесом и анкерной скобой, кинематически связанные с исполнительным механизмом, имеющим силовую пружину и приводной ролик, взаимодействующий с сектором часового механизма, и пусковую чеку, снабжен шариковым замком, расположенным между корпусом и штоком исполнительного механизма, затворная часть которого выполнена в виде штока, связанного с пусковой чекой, а блокирующий рычаг барометрического узла кинематически связан с упорным рычагом на оси анкерной скобы.

Технический результат достигается так же благодаря тому, что баровременной затвор снабжен втулкой и связанной с ней приемной гайкой для пиропатрона, а шток исполнительного механизма снабжен накалывающим устройством, расположенным соосно отверстию, выполненному в дне втулки.

На чертеже изображена кинематическая схема баровременного затвора во взведенном состоянии.

Барометрический узел 1 связан с блокировочным рычагом 2, который служит запором упорному рычагу 3, расположенному на оси анкерной скобы 4 трибо-секторного часового механизма, состоящего из анкерного колеса 5, триба 6, храпового колеса 7 однонаправленного действия, триба 8, сектора 9, триба 10, сектора 11 и подпружиненной собачки 12, взаимодействующей с роликом 13 исполнительного механизма.

Пусковая чека 14 соединена одним концом посредством резьбовой втулки 15 с тягой 16, принадлежащей конструкции кабины самолета, а на другом имеет запорную часть - шток 17, запирающий шариковый замок 18, который расположен между корпусом 19 и штоком 20 исполнительного механизма. Силовая пружина 21 установлена между неподвижным основанием корпуса 19 и бортиком накалывающего устройства 22, входящего во втулку 23 соосно отверстию, выполненному в ее дне, закрепленную в основании приемной гайки 24 для пиропатрона 25, имеющего капсюль 26. Пиропатрон является заменяемой частью катапультного кресла.

Ниже описывается работа баровременного затвора при двух условиях.

Первое условие - это когда катапультирование кресла совместно с летчиком происходит на высоте ниже установленной на шкале баровременного затвора. В этом случае блокировочный рычаг 2 барометрического узла 1 не запирает упорный рычаг 3 и анкерная скоба 4 готова к действию.

При катапультировании пусковая чека 14 выдергивается из штока 20 исполнительного механизма при начале движения кресла с летчиком на первых десяти сантиметрах. Под действием силовой пружины 21 шток 20 исполнительного механизма выдавливает шарик замка 18 из паза в корпусе 19 вследствие того, что большая часть шарика находилась в штоке 20. При этом ролик 13 давит на подпружиненную собачку 12 и начинает работать трибо-секторный часовой механизм, в составе которого сектор 11 поворачивается по часовой стрелке, ось триба 10 с сектором 9 - против часовой стрелки, ось триба 8 с храповым колесом 7 - по часовой стрелке, ось триба 6 с анкерным колесом 5 - против часовой стрелки. При вращении каждый зуб анкерного колеса 5 последовательно ударяет в входную и выходную палеты анкерной скобы 4, задавая часовой ритм движения. Одно колебание анкерной скобы соответствует повороту анкерного колеса на один зуб.

Работа трибо-секторного часового механизма происходит до момента выхода (срыва) приводного ролика 13 из зацепления с собачкой 12 сектора 11. После чего шток 20 исполнительного устройства своим накалывающим устройством 22 входит в отверстие дна втулки 23 и бьет по капсюлю 26 пиропатрона 25, ввернутого в приемную гайку 24. Пиропатрон приходит в действие и отделяет катапультное кресло от летчика и вводит парашютную систему.

Второе условие - это когда катапультирование кресла происходит на высоте выше заданной по шкале высот баровременного затвора.

После выхода пусковой чеки из штока 20 исполнительного механизма трибо-секторный механизм не может начать работу из-за того, что анкерная скоба 4 заблокирована рычагом 2 барометрического узла 1.

По мере спуска катапультного кресла увеличивается атмосферное давление, мембраны барометрического узла сжимаются и на запрограммированной высоте происходит разблокировка упорного рычага 3. Трибо-секторный механизм начинает работать, как было описано выше, до момента освобождения ролика 13 со штоком 20 исполнительного устройства, который и приводит в действие пиропатрон 25, освобождающий летчика от катапультного кресла.

Описанный баровременной затвор имеет ряд технических и экономических преимуществ по сравнению с известными приборами того же назначения.

Так, крутящий момент, передаваемый осью анкерной скобы на блокировочный рычаг барометрического узла, в десятки раз меньше, чем крутящий момент в известных приборах, передаваемый через рычаги непосредственно осью сектора на подвижный центр барометрического узла, что позволило снизить погрешность срабатывания по высоте, особенно при воздействии линейных перегрузок.

В описанном баровременном затворе уменьшено в 2,5 раза усилие пружины исполнительного механизма, которая теперь служит для накола капсюля пиропатрона, а не является силовым элементом для исполнения команды разделения кресла и летчика и ввода парашютной системы. Это позволило уменьшить габариты и вес почти в 3 раза и повысить надежность часового механизма вследствие меньшего износа зубчатых пар.

Из конструкции описанного затвора исключена пусковая гибкая шпилька сложной конструкции и шланг для троса силового узла, что в сочетании с упрощением исполнительного механизма и снижением металлоемкости позволило уменьшить трудоемкость изготовления и цену.

Кроме того значительно улучшен показатель надежности, а именно величина (размер) зацепления между подпружиненной собачкой 12 сектора и роликом 13 исполнительного механизма и усилие контактирования в этом зацеплении. В описанном приборе величина зацепления больше примерно в 3 раза, а усилие контактирования уменьшено примерно в 2,5 раза, что позволило снизить вероятность самопроизвольного срабатывания при ударных нагрузках.

В настоящее время баровременной затвор прошел Государственные лабораторные испытания, Государственные летные испытания и идет подготовка конструкторской документации для серийного выпуска.

Одновременно готовятся опытные образцы для проведения испытаний баровременного затвора в составе кресла летчика в США.

Формула изобретения

1. Баровременной затвор для ввода парашютной системы при катапультировании кресла с летчиком, содержащий барометрический узел с блокировочным рычагом и трибо-секторный часовой механизм с анкерным колесом и анкерной скобой, кинематически связанные с исполнительным механизмом, имеющим шток, силовую пружину и приводной ролик, взаимодействующий с сектором часового механизма, и пусковую чеку, отличающийся тем, что он снабжен расположенным между корпусом и штоком исполнительного механизма шариковым замком, затворная часть которого выполнена в виде штока, связанного с пусковой чекой, а блокирующий рычаг барометрического узла кинематически связан с упорным рычагом, расположенным на оси анкерной скобы.

2. Баровременной затвор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен втулкой и связанной с ней гайкой для пиропатрона, а шток исполнительного механизма снабжен накалывающим устройством, расположенным соосно отверстию, выполненному в дне втулки.

РИСУНКИ

Рисунок 1