Устройство для уменьшения вибрации кресла пилота вертолета
(57) Изобретение относится к устройству кресла пилота вертолета. Устройство уменьшения вибраций кресла пилота вертолета содержит пневматический амортизатор (1), запорный клапан, электромагнитный клапан, регулятор давления, насос или компрессор, установочное приспособление, обеспечивающее встраивание устройства снижения уровня вибраций в нижнюю часть кресла пилота между двумя направляющими рельсами (602), и четыре предохранительных механизма (7) с анкерными опорами на полу. Пневматический амортизатор представляет собой систему гашения колебаний такого кресла и приподнимает его над полом летательного аппарата. Установочное приспособление содержит четыре круговых цилиндра (601), соединенных с двумя направляющими рельсами (602), стабилизированными с помощью сформированной конструкции. Цилиндры (601) соединены с четырьмя стержнями (606), расположенными в форме креста и соединенными центральной платформой (607). Платформа содержит два отверстия для крепления амортизатора (1). Предохранительные механизмы (7) предотвращают касание пола креслом кабины летательного аппарата в случае внезапного падения давления воздуха в амортизаторе (1). Механизмы (7) прикреплены к полу и соединены с концами установочного приспособления. Достигается снижение уровня вибраций кресла пилота вертолета, вызываемых вращением лопастей такого летательного аппарата. 11 з.п. ф-лы, 14 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству снижения уровня вибраций кресла пилота, вызываемых вращением лопастей винтов такого летательного аппарата. В процессе полета кресло, ручка продольно-поперечного управления, рычаг управления тягой, педали и другие органы управления передают вибрации непосредственно на тело пилота, испытывающее постоянное раздражающее воздействие, которое может снижать безопасность полета и со временем приводит к проблемам со здоровьем у пилотов, особенно в области позвоночника и спины, что требует больших материальных затрат на различные лечебные процедуры, и в некоторых случаях приводит к досрочному выходу летного состава на пенсию.
С целью снижения уровня вибраций, создаваемых разными элементами или компонентами, которые находятся в непосредственном контакте с пилотом вертолета, в настоящем изобретении предлагается устройство, содержащее пневматический амортизатор, имеющий небольшой вес и низкую стоимость, который компенсирует вибрации, действующие на пилота, нейтрализуя движение шасси или кресла пилота, за счет поглощения вибрации пневматическим шаром, в результате чего предотвращается передача вибрации на тело пилота.
Предпосылки создания изобретения
На вертолетах действуют различные вибрации, создаваемые самыми разными источниками, в частности простые вибрации, возникающие в результате действия аэродинамических сил во время полета, создающих аэроупругие и аэромеханические колебания, и более широкий диапазон вибраций, создаваемых двигателем и несущим винтом. Анализируя эти процессы, можно отметить, что интенсивность вибраций выше при взлете и посадке вертолета.
Вибрации можно разделить на две категории: вибрации, вызываемые аэродинамическими факторами, и вибрации, вызываемые механическими факторами. Действие этих вибраций влияет на комфорт и эффективность работы экипажа, на усталость динамических компонентов и несущей конструкции летательного аппарата, а также на точность и уровень эффективности электронного оборудования.
Несущий винт вертолета создает вибрации в диапазоне от 3 Гц до 12 Гц, и эта частота зависит от числа лопастей винта. Этот диапазон существенно меньше диапазона вибраций, создаваемых хвостовым винтом, который составляет 20-25 Гц. Эти вибрации распространяются по фюзеляжу вертолета в форме низкочастотных колебаний, негативно влияющих на работу органов управления вертолетом, его основных подсистем и на комфорт экипажа, причем это в большей степени сказывается в вертолетах с двухлопастными винтами, таких как вертолет UH-1H.
Вибрации можно определить как колебательные движения частиц твердых тел вокруг положения равновесия. Технологически практически невозможно построить машину, осуществляющую перемещение энергии из одного места в другое, без операций, которые сопровождаются разного рода вибрациями. Чем больше размеры подвижных частей, тем выше вероятность возникновения вибраций, которые обычно сопровождаются шумами.
Результат действия вибраций на человека зависит от их амплитуды и продолжительности. Что касается неблагоприятного воздействия вибраций на человеческий организм, то наиболее вредные для человека вибрации имеют частоту в диапазоне от 1 Гц до 100 Гц. При изучении воздействия вибраций необходимо принимать во внимание четыре наиболее важные характеристики: величину, частоту, направление и продолжительность.
Таким образом, одной из самых больших проблем, возникающих в процессе полета вертолета, является то, что несущий винт, а также хвостовой винт, создают вибрации, которые действуют непосредственно на летный состав, прежде всего на пилота и второго пилота, все время, поскольку кресла этих членов экипажа присоединены непосредственно к балкам, на которые опираются винты и которые являются частью шасси летательного аппарата. Таким образом, всякий раз, когда пилот управляет полетом вертолета, движение лопастей передается непосредственно на его кресло и, соответственно, на его организм, что может приводить к серьезным проблемам со здоровьем в будущем.
Принимая во внимание сложившуюся ситуацию, специализированные аэрокосмические медицинские центры осуществляют постоянный контроль за здоровьем пилотов, уделяя особое внимание пилотам вертолетов, которые в большей степени подвергаются вредным вибрациям. Основные неприятные последствия, отмечаемые в этой группе наблюдаемых лиц, прежде всего связаны с поясницей (63%), и основная часть таких случаев усугубляется постоянным действием вибраций, создаваемых летательным аппаратом, в результате чего происходят даже необратимые повреждения. Кроме поясничной зоны организма пилота вибрации также влияют на остроту зрения, двигательные функции и ориентировку, что создает риски в процессе выполнения полета летательного аппарата.
В то же время в мире техники вертолетов и в области аэрокосмической медицины уделяется особое внимание изучению вибраций вертолета и воздействия, которое они оказывают на организм пилота. Аэрокосмическая медицина концентрирует свои усилия на распространение среди пилотов знания о важности поддержания правильной позы в процессе полета и на поддержании ежедневно обновляемой базы данных о членах экипажа, у которых выявляются недомогания, вызванные вибрациями. В то же время на технологическом уровне ведутся поиски технических решений, которые позволили бы свести к минимуму уровень вибраций, создаваемых двигателем, и осуществлялись модификации конструкций летательных аппаратов для обеспечения более комфортных условий полета.
В соответствии с материалами Colegio Oficial de Pilotos de la Aviation Comercial (Государственная школа пилотов коммерческой авиации), исследования армии Австрии, относящиеся в основном к креслам вертолетов, с учетом стандарта ISO 2631 Международной организации стандартизации, представляющего собой руководство для оценки воздействия вибраций на весь человеческий организм. Было подтверждено, например, что на вертолете Bell 212 частота вибрации пола под креслом пилота достигает 12 Гц на скорости 100 узлов.
Исследования летательного аппарата в процессе реального полета с использованием преобразователей на сиденье кресла показали, что кресло увеличивало пиковую амплитуду вибраций, то есть, кресло оказывало четко выраженное негативное воздействие на сидящего в нем пилота. Для исправления ситуации в армии Австрии уменьшили максимальную скорость полета вертолета Bell 212 до 90 узлов. Для каждого вертолета частоты вибрации кресла пилота отличаются и связаны с числом лопастей несущего винта, например, расчетная величина для двухлопастного винта такого вертолета, как UH-1H, составляет примерно 12 Гц.
В соответствии с материалами, которые были опубликованы в журнале "Aviator", Акустический институт Дании проводил в 1986 г. исследования физиологического воздействия вибраций на человеческий организм, в которых участвовали 10 пилотов вертолетов Bell 212 и AS332 Super Puma, вертолетов, имеющих средние размеры и сравнимых по основным характеристикам с вертолетом UH-1H. Испытания, выполненные в реальных полетах продолжительностью от 3 часов до 6 часов, показали, что вибрации вертолета, измеренные с использованием фильтра нагрузки в соответствии с ISO 2631, очень близки к синусоидальным с частотой вращения лопастей, которая для Bell 212 составляет 11 Гц, и создают дискомфорт для пилотов.
Аналогично, проверка 802 пилотов авиации ВМФ США показала, что 72,8% опрошенных испытывали проблемы со спиной, когда они летали на вертолетах. В соответствии с данными, полученными в вышеуказанных испытаниях, в результате действия вибраций появляется ряд симптомов, причем данные показывают, что существует минимальное время действия вибраций, после которого появляются боли в спине. В результате было определено, что имеются два основных фактора, которые должны учитываться при разработке новых конструкций кресел летательных аппаратов, и эти два фактора напрямую связаны с большей частью случаев болей в спине у пилотов вертолетов. Этими факторами являются: поза пилота в процессе полета и продолжительность воздействия вибраций, передаваемых через кресло, ручку продольно-поперечного управления и педали.
Поэтому существует потребность в устройстве или системе, которая позволила бы снизить уровень вибраций, создаваемых несущим винтом и хвостовым винтом вертолета, без изменения этих двух компонентов летательного аппарата.
Известно несколько типов систем снижения уровня вибраций, которые устанавливаются в креслах пилотов вертолетов. Одна из таких систем описана в документе ЕР 1392987, который относится к устройству гашения колебаний, снижающему уровень вибраций вертолета за счет преобразования механической энергии в электрическую энергию. Это устройство устанавливается на основании, соединенном с несущей конструкцией летательного аппарата, и его амортизирующее действие создается магнитопроводом, подвешенным по меньшей мере на одной пружине, причем устройство установлено в несущем винте вертолета.
Один из основных недостатков, проявляющихся при применении изобретения, раскрытого в указанном документе, заключается в том, что система снижения уровня вибраций устанавливается на внешней части летательного аппарата, в частности в несущем винте, что связано с достаточными высокими расходами на монтаж и техническое обслуживание. Кроме того, существует риск влияния системы на поведение лопастей.
В документе ЕР 1659309 раскрывается устройство гашения колебаний, предназначенное для снижения уровня вибраций, которые возникают в результате вращения винтов вертолета. Такое устройство содержит поршень, двигающийся в гидравлической текучей среде внутри виброгасящей камеры, в которой создается противодействие движению поршня давления текучей среды, позволяющее снизить или вообще подавить вибрации, возникающие при вращении винтов вертолета.
Основной недостаток изобретения, раскрытого в вышеуказанном документе, заключается в сложности системы гашения колебаний, причем в этом случае используется гидравлическая текучая среда, которая не рекомендуется для вертолетов, поскольку камера, содержащая такую среду, может подвергаться ударам, от которых она может треснуть, в результате чего жидкость будет вытекать, создавая проблемы для винта вертолета.
Из вышеизложенного следует, что существует потребность в устройстве, обеспечивающем снижение уровня вибраций, создаваемых винтами вертолета, которые передаются непосредственно на пилота через его кресло, причем такое устройство не должно мешать работе механизмов, обеспечивающих полет, не должно ухудшать удобства пилота, оно должно быть простым в установке и техническом обслуживании, недорогим, портативным и пригодным для установки на вертолете любого типа и для любого пилота, независимо от его веса и роста.
Краткое описание чертежей
Изобретение лучше всего можно понять из прилагаемых фигур, где показаны все элементы, составляющие систему снижения уровня вибраций в кресле пилота вертолета. На фигурах также показаны ссылочные номера, присвоенные каждому из элементов, составляющих такую систему.
Фигура 1 - общий вид устройства снижения уровня вибраций по настоящему изобретению, прикрепленного к опоре кресла летательного аппарата;
фигура 2 - общий вид спереди устройства снижения уровня вибраций по настоящему изобретению, прикрепленного к опоре кресла летательного аппарата;
фигура 3 - общий вид кресла пилота без устройства снижения уровня вибраций;
фигура 4 - схема пневматической системы устройства снижения уровня вибраций;
фигура 5 - общая схема вертолета с конфигурацией трансмиссии несущего и хвостового винтов и схема прохождения вибраций к креслу пилота;
фигура 6 - графики рекомендуемой максимальной продолжительности действия вибраций на пилота в соответствии со стандартом ISO 2631-1978;
фигура 7 - детальный вид концентрических цилиндров установочного приспособления по настоящему изобретению;
фигура 8а - вид сверху опорной конструкции пневматического амортизатора для кресла пилота вертолета;
фигура 8b - вид спереди опорной конструкции, показанной на фигуре 8а;
фигура 9 - общий вид предохранительного механизма предлагаемого в изобретении устройства с анкерной опорой, предназначенной для крепления кресла к полу кабины летательного аппарата;
фигура 10 - детальный вид предохранительного механизма, анкерной опоры и опорной конструкции пневматического амортизатора, когда предохранительный механизм не приведен в действие;
фигура 11 - детальный вид предохранительного механизма, анкерной опоры и опорной конструкции пневматического амортизатора, когда предохранительный механизм приведен в действие;
фигура 12 - вид в перспективе кабины летательного аппарата с установленным устройством снижения уровня вибраций без кресел пилота и второго пилота;
фигура 13 - вид в перспективе кабины летательного аппарата с установленным устройством снижения уровня вибраций с установленными креслами пилота и второго пилота.
Подробное описание изобретения
Целью устройства снижения уровня вибраций по настоящему изобретению является изоляция кресла пилота вертолета от пола таким образом, чтобы направляющие рельсы, по которым перемещается кресло, были отделены от пола кабины вертолета. При подъеме кресла над полом необходима реконструкция таких направляющих рельсов, чтобы обеспечить установку механизма гашения колебаний, который не ограничивает перемещений кресла в горизонтальном направлении и не мешает работе органов управления летательного аппарата, особенно рычага управления тягой, который находится очень близко к опорной конструкции кресла.
Устройство снижения уровня вибраций в кресле пилота вертолета включает следующие элементы или части:
- Пневматический амортизатор 1, расположенный под конструкцией кресла пилота вертолета и действующий в качестве устройства гашения колебаний для кресла, поднимающего его над полом летательного аппарата, для противодействия вибрациям, создаваемым винтами вертолета.
- Запорный клапан 2, предотвращающий обратный выход воздуха из пневматического амортизатора 1 для поддержания заданного давления в нем, при котором обеспечивается гашение вибраций вертолета и предотвращение их передачи на кресло пилота.
- Электромагнитный клапан 3.
- Регулятор 4 давления.
- Насос или компрессор 5 для подачи воздуха в пневматический амортизатор 1 через запорный клапан 2 и регулятор 4 давления. Этим насосом или компрессором 5 управляет регулятор 4 давления для обеспечения подачи в пневматический амортизатор 1 достаточного количества воздуха для подъема кресла в зависимости от росто-весовых показателей пилота.
- Установочное приспособление 6 кресла, которое обеспечивает возможность установки устройства снижения уровня вибраций в нижней части кресла пилота, особенно кресла, прикрепленного к направляющим рельсам 602.
- Предохранительный механизм 7 с анкерной опорой, который изолирует кресло таким образом, чтобы оно не опиралось непосредственно на пол кабины летательного аппарата в случае внезапного падения давления в пневматическом амортизаторе 1, что позволяет предотвратить удар в результате такого падения давления, который может передаваться через кресло непосредственно на позвоночник пилота.
В одном из вариантов осуществления изобретения устройство снижения уровня вибраций имеет максимальную высоту 10 см, которая является расстоянием от пола кабины до кресла при минимальной высоте его подъема. Устройство также может выдерживать по меньшей мере нагрузку 1583,77 ньютон, которая представляет собой сумму веса пилота и веса кресла.
Устройство снижения уровня вибраций работает при давлениях, не превышающих 0,8 МПа (максимальное давление, выдерживаемое пневматическим амортизатором 1). Для осуществления соединений между пневматическим амортизатором 1 и запорным клапаном 2 необходимо использовать полиуретановые трубки для сжатого воздуха, обеспечивающие работу под давлением до 1,2 МПа. Эти трубки имеют разные внешние диаметры, изготавливаются из очень легких синтетических материалов и должны быть гибкими, чтобы их изгибы не влияли на прохождение воздушного потока, в результате упрощается их прокладка в летательном аппарате. Такие характеристики обеспечивают трубки внешним диаметром от 4 мм до 8 мм, предпочтительно 6 мм (диаметр трубки, подводящей воздух в пневматический амортизатор 1).
Пневматический амортизатор 1 представляет собой простой амортизирующий шар, размеры которого варьируются в зависимости от необходимых характеристик системы снижения уровня вибраций. Такой пневматический амортизатор 1 имеет вес от 800 г до 1000 г, предпочтительно 900 г, и снабжен двумя фиксирующими поверхностями, верхней 101 и нижней 102, которые предпочтительно изготавливаются из оцинкованной стали, и впускным отверстием 103 для воздуха, к которому подсоединен запорный клапан 2, предотвращающий поток воздуха в обратном направлении, в результате чего воздух не будет выходить из пневматического амортизатора 1, когда на него действуют нагрузки.
Предпочтительно клапан 2 является разблокируемым клапаном, в котором обеспечивается возможность сброса блокировки управляющим сигналом, то есть характеристики устройства могут изменяться в соответствии с каждым управляющим сигналом. Такие клапаны обычно работают с трубками диаметром 8 мм, что требует использования быстроразъемной арматуры 1/4 дюйма, чтобы можно было использовать другие трубки.
В обычном режиме работы запорного клапана 2 на его входе имеется поток, в результате чего воздух может поступать в пневматический амортизатор 1, однако при снижении давления в нем для перевода системы на работу с меньшей величиной давления, этот поток должен исключительно выходить в атмосферу. Для этого должны использоваться электромагнитные нормально закрытые 3/2-ходовые электромагнитные клапаны 3 с возвратом в исходное положение с помощью пружины, которые осуществляют пневматическое управление запорными клапанами 2.
Для управления потоком воздуха, проходящим через систему, могут использоваться электромагнитные клапаны 3 или клапаны 3 с механическим приводом, что повышает надежность и обеспечивает соответствующую автоматизацию для других применений на летательном аппарате. Эти электромагнитные клапаны 3 могут работать от сети 24 вольт, которая имеется на вертолете, и вырабатываемые ими сигналы поступают в устройство через простой исполнительный механизм. Таким образом, необходимо управление направлением потока воздуха с помощью запорного клапана 2 для обеспечения стабилизации давления в пневматическом амортизаторе 1 на заданном уровне.
На фигуре 4 приведена схема взаимодействия клапанов 3 с клапанами 2 и с пневматическим амортизатором 1. Как можно видеть, каждый из электромагнитных клапанов 3 управляет подачей воздуха в пневматический амортизатор 1, причем они подсоединены таким образом, что один клапан 3 управляет снижением давления, а другой клапан 3 управляет подачей сжатого воздуха. Когда приводится в действие (активируется) подающий электромагнитный клапан 3, воздух может поступать в запорный клапан 2, однако он не переводится в состояние выпуска, в результате чего давление в пневматическом амортизаторе 1 достигает равновесия на заданном уровне, и обеспечивается устойчивое состояние системы. При выполнении полета устройство снижения уровня вибраций не мешает работе органов управления летательным аппаратом, и его установка достаточно проста. При необходимости снова изменить давление в пневматическом амортизаторе до меньшего уровня активируется только тот клапан 3, который задает запорному клапану 2 состояние выпуска, в котором воздух выпускается из пневматического амортизатора 1 в атмосферу.
Воздух подается в систему портативным насосом или компрессором 5, который обеспечивает давление до 2,07 МПа. Для обеспечения устойчивой работы пневматических систем обычно используется накопитель, который входит в состав компрессора и предназначен для компенсации колебаний давления и обеспечения запаса сжатого воздуха в моменты пиков потребления, что делает накопитель подходящим для ситуаций, когда необходим запас сжатого воздуха для подачи в устройства, которые работают с использованием быстрых колебаний, такие как пневматические амортизаторы 1, используемые в системе снижения уровня вибраций.
Когда пневматический амортизатор 1 работает под давлением 0,8 МПа, что является максимальной величиной для его работы, его максимальный объем равен 0,8 л, и в этом случае предпочтительно использование накопителя объемом 5 л для обеспечения работы системы без необходимости использования компрессора 5, то есть обеспечивается автономность работы системы в случае отказа компрессора 5.
С другой стороны, управление потоком воздуха, который подается в пневматический амортизатор 1, должно осуществляться электрическим регулятором 4 давления, который обеспечивает увеличение или уменьшение потока воздуха в пневматический амортизатор 1 в соответствии с потребностью. Устройство снижения уровня вибраций обеспечивает постепенное изменение давления воздуха, подаваемого в клапаны, уровень которого может контролироваться по манометру.
Для обеспечения работы пневматической системы гашения колебаний установка пневматического амортизатора 1 под креслом пилота требует модернизации направляющих рельсов, на которые опирается кресло, для чего используется установочное приспособление 6. На фигурах 8а и 8b показано такое установочное приспособление 6, которое содержит четыре цилиндра 601, имеющих высоту от 2,5 см до 3,5 см, предпочтительно 2,9 см. Эти цилиндры изготовлены из того же материала, что и кресло, и непосредственно присоединяются к направляющим рельсам 602, на которые опирается кресло пилота и которые обеспечивают его перемещение в горизонтальном направлении. Эти цилиндры 601 обеспечивают свободное перемещение кресла над предохранительным механизмом с анкерной опорой 7, как это можно видеть на фигуре 10, по вертикальной оси, однако при этом ограничивают движение по другим осям, и снабжены замком 7, который обеспечивает устойчивость кресла в случае возможного столкновения. Направляющие рельсы 602 сохраняют устойчивость благодаря конструкции, состоящей из четырех цилиндров 601, соединенных четырьмя стержнями 606, расположенными таким образом, что они формируют крест, и соединенными с помощью центральной платформы 607, к которой присоединяется пневматический амортизатор, для чего предусмотрены два отверстия 608 для болтов, и в этом случае отсутствуют помехи для присоединения трубки от запорного клапана 2. Таким образом, пневматический амортизатор расположен непосредственно в середине вершины, которая выше направляющих элементов, и когда амортизатор имеет максимальный размер, кресло отстоит от пола примерно на 1,8 см.
Крестообразная конструкция имеет четко выраженные углы наклона с такой величиной, что когда пневматический амортизатор 1 имеет максимальный размер, кресло отстоит от пола примерно на 1 см. Это возвышение обеспечивает отделение кресла от пола как можно дольше, что существенным образом снижает уровень вибраций.
Цилиндры 601 должны обеспечивать по меньшей мере вертикальное перемещение кресла, управление которым будет осуществлять позднее пневматический амортизатор 1, и при этом не должны блокироваться в направляющих рельсах, предотвращая при этом вертикальное смещение, когда летательный аппарат совершает резкие движения по углу рысканья или другие маневры. Для обеспечения указанного перемещения устанавливается конструкция, представляющая собой нежесткую ступицу, составленную из двух концентрических цилиндров: внутреннего 603 и внешнего 604 цилиндров, имеющих одинаковую длину, но разные диаметры, причем их концы совмещены. Эти цилиндры 603, 604 соединены третьим цилиндром 605 из упругого каучука, который обеспечивает некоторую свободу перемещения внутреннего цилиндра 603 по всем трем осям, исключая при этом возможность блокирования конструкции в направляющих рельсах.
Внутри внешнего цилиндра 604 имеется цилиндр 605 из эластомерного материала, который обеспечивает возможность небольших деформаций во всех направлениях. К этим цилиндрам, которые плотно прилегают к цилиндру 601, прикреплена конструкция, в которую входит пневматический амортизатор и которая составлена из четырех алюминиевых стержней 606, расположенных в форме креста, показанного на фигурах 8а и 8b.
При уменьшении давления в пневматическом амортизаторе 1 его высота также уменьшается, в результате чего направляющие элементы немного опускаются к полу, пока они не достигнут своей минимальной высоты, которая находится в диапазоне от 4 см до 6 см, предпочтительно 5 см. На этой минимальной высоте приводится в действие предохранительный механизм 7, который обеспечивает снова фиксированное соединение кресла с полом кабины летательного аппарата.
Предохранительный механизм 7 содержит четыре основные части, а именно: направляющий цилиндр 705 направляющего рельса, внутри которого находятся остальные элементы; опорный цилиндр 706 замка, в котором расположен ригель 701, выдвигающийся в случае возникновения необходимости; ригель 701 и крышка 703 направляющего цилиндра. Направляющий цилиндр 705 направляющего элемента изготавливают из того же материала, что направляющие рельсы, и он обеспечивает ограничение перемещения кресла в продольном направлении. Этот направляющий цилиндр 705 прикреплен к полу кабины летательного аппарата с помощью четырех болтов, которые фиксируют всю конструкцию на вертолете.
Внутрь направляющего цилиндра 705 вставляется цилиндр 706, назначением которого является удерживание ригеля 701 в нужном положении для обеспечения работы предохранительного устройства, и высота цилиндра 706 должна быть в диапазоне от 35 мм до 40 мм, предпочтительно 38 мм. Когда ригель 701 вставлен внутрь направляющего цилиндра 705, он точно совмещен с проемом 704 в направляющем цилиндре 705. Замок содержит две части: ригель 701 и его кожух 703, который также является крышкой цилиндров 705 и 706. Кожух 703, который можно видеть на фигуре 7, обеспечивает постоянную готовность ригеля 701 к срабатыванию и обеспечивает возможность его перемещения только в одном направлении. Кожух 703 имеет сзади небольшую вертикальную стенку, служащую опорной площадкой для пластинки, удерживающей ригель 701 и служащей упором для пружины 702 сжатия, которая в исходном положении находится в сжатом состоянии. Пружина 702 имеет максимальный ход, величина которого находится в диапазоне от 12 мм до 18 мм, предпочтительно 15 мм, и отходит на это расстояние, когда замок активируется при выдвижении ригеля 701.
Предохранительный механизм 7 представляет собой простое устройство, состоящее из ригеля 701 и пружины 702, которое находится внутри направляющих цилиндров 705, 706 направляющего рельса конструкции кресла пилота. Установка этого механизма показана на фигурах 9, 10 и 11, на которых можно видеть, что, когда направляющие рельсы 602 опускаются до критической высоты, ниже уровня, на котором находится ригель 701, предохранительный механизм 7 обеспечивает выдвижение ригеля 701 через отверстие (проем) 704 и блокировку вертикального перемещения цилиндра 601 и, соответственно, вертикального перемещения кресла. Предохранительный механизм 7 может быть взведен снова вручную путем отведения ригеля 701 внутрь направляющих цилиндров 705, 706, в результате чего цилиндр 601 может смещаться вверх по направляющему цилиндру 705.
Как показано на фигурах 12 и 13, окончательная установка всех компонентов устройства снижения уровня вибраций, расположенных под креслами пилота и второго пилота, обеспечивает распределение этих компонентов таким образом, что они не создают помех для фиксированных частей летательного аппарата, таких как ручка 11 продольно-поперечного управления, рычаг 12 управления тягой и панель 13 приборов. Вышеуказанные фигуры, на которых представлена установка устройства снижения уровня вибраций в определенных местах летательного аппарата, демонстрируют простоту сборки устройства, уменьшение занимаемого пространства по сравнению с существующими системами, и снижение веса, который это устройство добавляет к общему весу летательного аппарата.
В альтернативных вариантах амортизатор 1 может быть заполнен не воздухом, а текучей средой, которая может быть другим газом или жидкостью.
1. Устройство уменьшения вибраций кресла пилота вертолета, содержащее:
- пневматический амортизатор (1), расположенный под конструкцией кресла пилота вертолета, который представляет собой систему гашения колебаний такого кресла и приподнимает его над полом летательного аппарата;
- запорный клапан (2), предотвращающий обратный поток воздуха из амортизатора (1) и обеспечивающий поддержание в нем давления;
- электромагнитный клапан (3), осуществляющий управление направлением потока текучей среды в запорном клапане (2);
- регулятор (4) давления, осуществляющий регулирование давления воздуха, подаваемого насосом или компрессором (5);
- насос или компрессор (5) для подачи воздуха в амортизатор (1) через регулятор (4) давления и запорный клапан (2);
- установочное приспособление (6), обеспечивающее встраивание устройства снижения уровня вибраций в нижнюю часть кресла пилота между двумя направляющими рельсами (602), причем установочное приспособление (6) содержит четыре круговых цилиндра (601), соединенных с двумя направляющими рельсами (602), стабилизированными с помощью сформированной конструкции, в которой цилиндры (601) соединены с четырьмя стержнями (606), расположенными в форме креста и соединенными центральной платформой (607), содержащей два отверстия (608) для крепления амортизатора (1); и
- четыре предохранительных механизма (7) с анкерными опорами на полу, предотвращающие касание пола креслом кабины летательного аппарата в случае внезапного падения давления воздуха в амортизаторе (1), причем механизмы (7) прикреплены к полу и соединены с концами установочного приспособления (6).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневматический амортизатор (1) представляет собой простое шарообразное устройство гашения колебаний, размеры которого могут меняться в зависимости от требуемых характеристик системы, колебания которой должны гаситься, причем этот амортизатор (1) расположен в нижней части кресла и имеет две фиксирующие поверхности, верхнюю (101) и нижнюю (102) поверхности, и впускное отверстие (103) для воздуха, соединенное с клапаном (2).
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что установочное приспособление (6) представляет собой нежесткую ступицу, составленную из двух концентрических цилиндров: внутреннего (603) и внешнего (604) цилиндров, имеющих одинаковую длину, но разные диаметры, причем их концы совмещены, и эти два цилиндра (603, 604) соединены друг с другом третьим цилиндром (605) из упругого каучука, который обеспечивает возможность внутреннему цилиндру (603) совершать небольшие перемещения по трем осям.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что предохранительный механизм (7) состоит из ригеля (701), пружины (702), крышки (703) и отверстия (704), причем ригель (701) с пружиной (702) расположен внутри одного из направляющих цилиндров (705, 706) направляющего рельса.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что внутри направляющего цилиндра (705) расположен цилиндр (706), который удерживает ригель (701) в требуемом положении для его прохождения через отверстие (704) в случае падения давления воздуха в амортизаторе (1) и имеет высоту от 35 мм до 40 мм, предпочтительно 38 мм.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что направляющий цилиндр (705), внутри которого размещены остальные элементы, изготовлен из того же материала, что и направляющие рельсы, и удерживается на полу кабины летательного аппарата с помощью болтов, которые прикрепляют всю конструкцию к вертолету.
7. Устройство по пп.1-6, отличающееся тем, что круговые цилиндры (601) имеют высоту от 2,5 см до 3,5 см, предпочтительно 2,9 см, и соединены с направляющими цилиндрами (705), предотвращая расширение пружины (702) и прохождение ригеля (701) через отверстие (704).
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединения между амортизатором (1) и запорными клапанами (2) осуществляются с помощью гибких трубок, выдерживающих давление до 1,2 МПа, с внешним диаметром от 4 мм до 8 мм, предпочтительно 6 мм, и с внутренним просветом до 2 мм.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорный клапан (2) является разблокируемым клапаном.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нормально закрытые 3/2-ходовые электромагнитные клапаны (3), с возвратом в исходное положение с помощью пружины, приводятся в действие управляющими соленоидами и осуществляют пневматическое управление.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что насос или компрессор (5) имеет портативную конструкцию, создает давление до 2,07 МПа и содержит накопитель, который обеспечивает компенсацию колебаний давления и содержит запас сжатого воздуха для подачи в амортизатор (1), осуществляющий быстрые колебания.
12. Устройство по любому из пунктов 1-6, отличающееся тем, что имеет максимальную высоту 10 см и выдерживает нагрузку по меньшей мере 1583,77 ньютон.
