Спасательный модуль

Изобретение относится к системам спасения и безаварийной посадки в воздушной или водной среде. Модуль содержит набор надувных оболочек, средства для закрепления на спасаемом объекте, систему выведения надувных оболочек в рабочее положение, систему управления давлением внутри надувных оболочек и систему приведения надувных оболочек в нерабочее положение. Каждая из надувных оболочек содержит устройство для регулируемого газообразования и средства для крепления к спасательному модулю. При этом надувные оболочки в развернутом состоянии могут иметь различную постоянную или изменяемую форму, выбираемую в зависимости от функционального назначения. Технический результат - повышение надежности и быстродействия. 6 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Изобретение относится к системам спасения и безаварийной посадки, может применяться при спасении терпящих бедствие объектов в воздушной или водной среде, а также в качестве устройства для замедления скорости полета и снижения.

Из уровня техники известно катапультируемое кресло по RU 2102289 С1, 20.01.1998, включающее газонепроницаемые оболочки, размещенные вокруг катапультируемого кресла, надуваемые с помощью баллона, заполненного сжатым газом, который присоединен к оболочкам.

Такая система замедления скорости и посадки не обеспечивает автономности каждой газонепроницаемой оболочки, а также не обладает достаточной надежностью, поскольку все оболочки связаны с одним внешним источником газообразования. Кроме того, система предназначена только для катапультируемого кресла и, соответственно, не является универсальной.

Известно также устройство надувной пассивной системы торможения последней ступени ракеты-носителя по RU 2199474 С2, 27.02.2003, выполненное в виде автономного моноблока, включающего контейнер и надуваемую конструкцию, выполненную в виде набора сферических оболочек из эластичной пленки, заключенных в сетчатую оболочку. Развертывание надувной конструкции в рабочее состояние обеспечивается за счет остаточного воздуха внутри оболочек, и надув в них не может регулироваться в движении во времени в зависимости от скорости движения объекта, скорости его снижения или всплытия, параметров окружающей среды (давления и температуры).

Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для спасения в жидкой, газообразной и вакуумной средах по RU 2001115846/28, 27.06.2003, содержащее набор полых мешков, внутри каждого из которых размещают источник газообразования, а скорость газообразования контролируется регулирующим приспособлением, изменяющим характеристики дистанционного управляющего сигнала, обеспечивающего управление газообразованием в каждом мешке. Это устройство также не обладает достаточной автономностью, поскольку закрепление полых мешков производится непосредственно к спасаемому объекту, что не обеспечивает быстрого, надежного и удобного крепления к спасаемому объекту, а, кроме того, затрудняет приведение системы в рабочее состояние. Вышеупомянутое устройство имеет недостаточно высокую надежность и не обеспечивает высокую точность попадания в заранее определенное место, так как в устройство не входят централизованные автоматизированные системы выпуска набора полых мешков и регулирования давления в каждом из мешков в зависимости от давления и температуры среды.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи по созданию автономной, универсальной системы для спасения терпящих бедствия объектов или регулирования скорости и торможения различных аппаратов при движении.

Технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, заключается в повышении надежности и быстродействия системы спасения, в увеличении точности места доставки объекта, в обеспечении плавного изменения скорости движущегося объекта, а также в повышении автономности и универсальности заявляемого модуля в связи с возможностью его использования во всех средах и во всем диапазоне давлений и температур, возникающих при спасении объектов.

Спасательный модуль, содержащий набор надувных оболочек, каждая из которых содержит, по меньшей мере, одно устройство для регулируемого газообразования и средства для крепления к спасательному модулю, для решения вышепоставленной задачи дополнен средствами для закрепления на спасаемом объекте, системой выведения надувных оболочек и приведения последних в рабочее положение, системой управления давлением внутри надувных оболочек и системой приведения надувных оболочек в нерабочее положение, при этом надувные оболочки в развернутом состоянии могут иметь различную постоянную или изменяемую форму, выбираемую в зависимости от их функционального назначения, и сменяемые устройства с источником газообразования.

Надувные оболочки, используемые при сверхзвуковых скоростях, имеют расчетную ромбовидную, степенную и др. формы в зависимости от параметров объекта и среды.

Надувные оболочки, используемые при дозвуковых скоростях, имеют расчетную каплевидную или крыловидную форму в зависимости от параметров объекта и среды.

Надувные оболочки, используемые при минимальных скоростях, имеют расчетную сферическую, подушкообразную или грибовидную форму в зависимости от параметров объекта и среды.

Форма надувных оболочек, используемых для регулирования скорости движения объекта, может быть выполнена изменяемой в процессе движения объекта, в том числе от ромбовидной или степенной до сферической, подушкообразной или грибовидной.

В частном случае изменение формы надувной оболочки от ромбовидной или степенной формы до грибовидной может осуществляться через каплевидную форму.

Надувные оболочки могут быть многослойными с автономными источниками газообразования в каждом слое и с клапанами для выхода газа в пространство окружающей среды или наружного слоя.

Осуществление изобретения поясняется чертежами.

Фиг.1 - спасательный модуль (схема).

Фиг.2 - надувная оболочка ромбовидной формы.

Фиг.3 - надувная оболочка степенной формы.

Фиг.4 - надувная оболочка каплевидной формы.

Фиг.5 - надувная оболочка крыловидной формы.

Фиг.6 - надувная оболочка сферической формы.

Фиг.7 - надувная оболочка подушкообразной формы.

Фиг.8 - надувная оболочка грибовидной формы.

Фиг.9 - трансформация оболочки ромбовидной формы в каплевидную путем дальнейшего надува оболочки.

Фиг.10 - трансформация оболочки ромбовидной формы в каплевидную путем надува дополнительных полостей оболочки.

Фиг.11 - трансформация оболочки каплевидной формы в грибовидную.

Фиг.12 - трансформация оболочки ромбовидной формы в грибовидную.

Фиг.13 - многослойная надувная оболочка.

Спасательный модуль содержит набор 1 надувных оболочек, систему 2 выведения надувных оболочек и приведения их в рабочее положение, систему 3 управления давлением внутри надувных оболочек, систему 4 приведения надувных оболочек в нерабочее положение, систему 5 управления спасательным модулем, параметры 6 объекта фиг.1.

Параметры 6 объекта, спасение или управление движением которого осуществляется, поступают в систему 5 управления спасательным модулем, который связан двунаправленной связью с системой 2 выведения надувных оболочек и приведения их в рабочее положение, системой 3 управления давлением внутри надувных оболочек и системой 4 приведения надувных оболочек в нерабочее положение. Системы 2, 3, 4 связаны с набором 1 надувных оболочек. Кроме того, система 2 выведения надувных оболочек и приведения их в рабочее положение и система 4 приведения надувных оболочек в нерабочее положение связаны двунаправленной связью с системой 3 управления давлением внутри надувных оболочек.

При работе спасательного модуля в зависимости от параметров 6 объекта, спасение или управление движением которого осуществляется, система 5 управления спасательным модулем передает команды системам 2, 3, 4, которые в свою очередь осуществляют раскрытие, закрытие или трансформацию набора 1 надувных оболочек, при этом команды системы 2 выведения надувных оболочек и приведения их в рабочее положение и системы 4 приведения надувных оболочек в нерабочее положение согласуются с командами системы 3 управления давлением внутри надувных оболочек.

На фиг.2 и 3 показаны варианты формы надувной оболочки для использования на объектах, имеющих сверхзвуковую скорость, так как такая форма обеспечивает минимальное сопротивление среды, и соответственно снижение температурных влияний.

Если объект с присоединенным к нему спасательным модулем имеет дозвуковую скорость, то оптимальной будет каплевидная или крыловидная форма надувной оболочки (фиг.4 и 5), которая помимо функций торможения может обеспечить удерживание объекта в воздухе.

Сферическая или грибовидная формы надувной оболочки (фиг.6 и 8) обеспечивает максимальное сопротивление среды. В этом же диапазоне скоростей движущегося объекта целесообразно применение подушкообразной и других подобных форм, как наиболее технологичных при изготовлении оболочек из ленточного материала (фиг.7).

В зависимости от температурного режима газообразования и температурных условий внешней среды в модуле могут использоваться многослойные оболочки, например, степенной формы (фиг.3), с автономными источниками газообразования в каждой оболочке и с клапанами для выхода газа в пространство окружающей среды или наружного слоя (фиг.13).

При использовании модуля для снижения скорости и управления движением объектов, в том числе относящихся к космической технике, целесообразно использование трансформируемых надувных оболочек, так как скорость объекта в процессе торможения изменяется от максимальной, например сверхзвуковой, до минимальной при посадке. Трансформация оболочки из одной формы в другую может проводиться с помощью надува дополнительных полостей (фиг.10), которые как и основная оболочка имеют свои источники газообразования, кроме того, трансформация может проводиться за счет дальнейшего надува основной оболочки при условии выполнения трансформируемых частей стенок оболочки более тонкими (фиг.9).

Однако трансформация формы оболочек не обязательна, задача применения одного и того же набора оболочек при различных скоростях движения объекта может быть решена включением в набор надувных оболочек разной формы и выпуска оболочек соответствующей формы в зависимости от скорости движения объекта.

Средства крепления надувных оболочек к модулю могут быть выполнены в виде фалов, тросов и т.п.

Сам спасательный модуль крепится на объекте в зависимости от его вида, при этом связь с объектом может быть как жесткой, так и гибкой.

Таким образом, заявляемое изобретение позволит создать автономную, универсальную систему для спасения терпящих бедствие объектов или снижения скорости и торможения различных аппаратов при движении, обладающую необходимой надежностью и гарантирующую необходимую точность движения объекта.

1. Спасательный модуль, содержащий набор надувных оболочек, каждая из которых содержит по меньшей мере одно устройство для регулируемого газообразования и средства для крепления к спасательному модулю, отличающееся тем, что модуль также содержит средства для закрепления на спасаемом объекте, систему выведения надувных оболочек и приведения последних в рабочее положение, систему управления давлением внутри надувных оболочек и систему приведения надувных оболочек в нерабочее положение, при этом надувные оболочки в развернутом состоянии имеют различную постоянную или изменяемую форму, выбираемую в зависимости от их функционального назначения, и сменяемые устройства с источником газообразования.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что надувные оболочки, используемые при сверхзвуковых скоростях, имеют расчетную ромбовидную или степенную форму в зависимости от параметров объекта и среды.

3. Модуль по п.1, отличающийся тем, что надувные оболочки, используемые при дозвуковых скоростях, имеют расчетную каплевидную или крыловидную форму в зависимости от параметров объекта и среды.

4. Модуль по п.1, отличающийся тем, что надувные оболочки, используемые при минимальных скоростях, имеют сферическую, подушкообразную или грибовидную форму.

5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что надувные оболочки выполнены многослойными с автономными источниками газообразования в каждом слое и с клапанами для выхода газа в пространство окружающей среды или наружного слоя.

6. Модуль по п.1, отличающийся тем, что надувные оболочки, используемые для управления движением объекта, имеют изменяемую в процессе движения объекта форму от ромбовидной или степенной до сферической, подушкообразной или грибовидной.

7. Модуль по п.6, отличающийся тем, что изменение формы надувной оболочки от ромбовидной или степенной формы до грибовидной осуществляется через каплевидную форму.