Крепежное устройство грузовой корзины для вертолета и способ его использования
Изобретение относится к области авиации, в частности к системам и способам крепления грузовых корзин к вертолетам. Крепежное устройство для крепления грузовой корзины на вертолете содержит множество соединительных элементов, при этом по меньшей мере один из указанного множества соединительных элементов является поворотным соединительным элементом, выполненным с возможностью присоединения одним концом к указанной грузовой корзине, а другим концом - к крепежному элементу на указанном вертолете. Поворотный соединительный элемент выполнен так, чтобы обеспечить перемещение указанной грузовой корзины по меньшей мере в двух плоскостях относительно указанного вертолета. Устройство дополнительно содержит первое крепежное средство и второе крепежное средство. Способ крепления грузовой корзины на вертолете включает выравнивание корзины с указанными первым и вторым крепежными элементами, соединенными с указанным вертолетом, поднятие грузовой и выравнивание поворотного соединительного элемента с верхним креплением и соединение с ним. Далее поднимают и вращают указанную грузовую корзину для выравнивания указанного верхнего соединительного элемента с указанным верхним крепежным соединительным элементом и соединяют их вместе. Обеспечивается возможность крепления грузовой корзины к вертолету без использования инструментов. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение касается крепежного устройства внешней грузовой корзины для вертолета и способа крепления грузовой корзины для вертолета на вертолете с помощью крепежного устройства.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Вертолеты являются чрезвычайно многоцелевыми летательными аппаратами. Благодаря своей способности зависать в воздухе и вертикально взлетать и приземляться они используются для выполнения очень широкого спектра задач. По существу, время от времени им требуется перевозить внешний груз. Груз может быть слишком большим, чтобы помещаться в кабине летательного аппарата, или же сам груз может представлять угрозу для экипажа летательного аппарата.
Для внешнего перемещения грузов доступен ряд вариантов. Например, трос, спускающийся с вертолета, может использоваться, чтобы поднимать груз, то ли в сетке, то ли в корзине, отделяемом грузовом отсеке и т.п. В другом случае для облегчения транспортировки внешних грузов были разработаны грузовые корзины. Они, как правило, крепятся к шасси вертолета и предоставляют герметично закрываемое отделение, в котором груз может быть размещен для безопасной транспортировки. Пример такого внешнего отделяемого грузового отсека раскрывается в патенте США №3778011.
Принимая во внимание разнообразие задач, которые может выполнять вертолет, существует много задач, для которых внешняя грузовая корзина не требуется. Поскольку корзина отрицательно влияет на потребление топлива, аэродинамику, маневренность и общую безопасность, предпочтительно, чтобы она снималась, когда не требуется. Однако, хотя в настоящее время имеется несколько видов грузовых корзин, ни одна из них не содержит простой крепежной системы, делающей возможным снятие и установку корзины вручную, не требуя каких-либо инструментов.
Следовательно, целью варианта осуществления этого изобретения является предоставление внешней несущей корзины с простой крепежной системы, которое обеспечивает крепление корзины к вертолету без использования инструментов.
Другие цели изобретения станут понятны из последующего описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение состоит из крепежного устройства для внешней грузовой корзины, которое обеспечивает ручную установку и снятие без использования инструментов, и способа для крепления грузовой корзины на вертолете, использующего это устройство.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предоставляется крепежное устройство для крепления внешней грузовой корзины на вертолете, содержащее множество соединительных элементов, при этом по меньшей мере один из указанного множества соединительных элементов представляет собой поворотный соединительный элемент.
Предшествующее было предназначено только в качестве расширенного краткого описания только некоторых аспектов изобретения. Оно не было предназначено для определения границ или требований изобретения. Другие аспекты изобретения станут понятны при обращении к подробному описанию предпочтительного варианта осуществления и формуле изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Эти и другие признаки изобретения будут более понятны из следующего описания, в котором производится ссылка на прилагаемые графические материалы и где:
Фиг. 1 представляет собой вид спереди вертолета, оснащенного внешней несущей корзиной, соединенной с использованием предпочтительного варианта осуществления крепежной системы в соответствии с изобретением;
Фиг. 2 представляет собой вид сзади вертолета и корзины, представленных на фиг. 1, с задними соединениями корзины, показанными отсоединенными;
Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе передней части несущей корзины, представленной на фиг. 1, показанной отсоединенной от и рядом с вертолетным полозковым шасси вертолета, показанного на фиг. 1;
Фиг. 4 представляет собой вид в перспективе корзины и вертолетного полозкового шасси, показанного на фиг. 3, с корзиной, соединенной с вертолетным полозковым шасси при помощи предпочтительного варианта осуществления крепежной системы в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 5 представляет собой вид в перспективе задней части несущей корзины, представленной на фиг. 1, показанной отсоединенной от и рядом с вертолетным полозковым шасси вертолета, показанным на фиг. 1;
Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе корзины и вертолетного полозкового шасси, показанных на фиг. 5, с корзиной, соединенной с вертолетным полозковым шасси при помощи предпочтительного варианта осуществления крепежной системы в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.7 представляет собой вид в перспективе поворотного соединительного элемента в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 8 представляет собой покомпонентный вид в перспективе поворотного соединительного элемента, представленного на фиг. 7;
Фиг. 9 представляет собой вид в перспективе поворотного соединительного элемента, представленного на фиг. 7, со снятой правой выступающей плитой;
Фиг. 10 представляет собой вид в перспективе поворотного соединительного элемента, представленного на фиг. 7, со снятой левой выступающей плитой.
Фиг. 11 представляет собой покомпонентный вид в перспективе сзади поворотного соединительного элемента, представленного на фиг. 7.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Вертолет 10 показан на фиг. 1 и 2 в процессе оснащения внешней грузовой корзиной 12. Корзина показана в положении для установки на переднюю 8 и заднюю 6 поперечные трубки шасси вертолета с помощью крепежного устройства в соответствии с изобретением. Хотя крепежное устройство изобретения показано в использовании с конкретной конструкцией вертолета и корзины, подразумевается, что изобретение может быть приспособлено к любому числу конструкций корзины и конструкций вертолета при условии, что вертолет оснащен неподвижным шасси или неподвижным компонентом, к которому могут быть присоединены крепежная система и грузовая корзина.
Предполагается, что сама корзина может иметь множество форм и размеров и может изготавливаться с использованием различных материалов. Корзина 12, показанная в графических материалах, состоящая из рамы, к которой присоединена сетка 20 из нержавеющей стали (заметьте, что в графических материалах с целью иллюстрации показана только часть сетки), чтобы образовывать оболочку, в которой объекты могут храниться во время транспортировки. Крышка 22 может открываться или закрываться с помощью рукоятки 24 в сборе, показанной на фиг. 3.
Корзина устанавливается на поперечные трубки 8, 6 вертолета с помощью крепежного устройства, которое содержит переднее 16 и заднее 18 крепежные устройства. Как переднее крепежное устройство 16, так и заднее крепежное устройство 18 будут рассмотрены подробно. Предполагается, что ориентация отдельных крепежных устройств может быть обращена, когда крепежное устройство 16 размещено на и соединено с задней поперечной трубкой 6, а крепежное устройство 18 размещено на и соединено с передней поперечной трубкой 8.
Переднее крепежное устройство 16 теперь будет описано со ссылкой на фиг. 3 и 4. Крепежное устройство 16 состоит из крепежного элемента 13, крепко соединенного с вертолетом и имеющего верхнее крепление 30 и нижнее крепление 32, и пару соответствующих соединительных элементов 14 и 37 на корзине. Предпочтительно крепежный элемент 13 представляет собой зажимное соединение, прикрепленное к передней поперечной трубке 8 механически обработанными алюминиевыми зажимами 26 и 28. Крепежный элемент 13 предпочтительно состоит из пары разнесенных продолговатых металлических пластин 15, соединяющихся в верхней части с зажимом 26 и в нижней части с зажимом 28 неподвижным соединением, таким как болты, винты, сварка, заклепка и т.п. Крепежный элемент 13 снабжен верхним креплением в виде приемного штифта 30 и нижним креплением в виде у-образной вилки 32 в нижней части, оба из которых соединяются с и помещаются между, металлическими пластинами. Зажимное соединение 13 фиксирует относительное положение верхнего и нижнего зажимов 26, 28 и, в свою очередь, верхнее и нижнее крепления 30 и 32, упрощая их выравнивание с соответствующими соединительными элементами 14 и 37 на корзине по сравнению с теми крепежными системами, которые содержат отдельно соединенные верхние и нижние крепления. Чтобы минимизировать вес крепежного элемента 13, металлические пластины 15 предпочтительно включают несколько разнесенных отверстий, чтобы уменьшать общее количество материала (и вес) с ограниченным влиянием на общую прочность.
Передний край корзины имеет поворотный верхний соединительный элемент 14, установленный на ней, для соединения с верхним креплением 30, как будет описано более подробно ниже со ссылкой на фиг. 7-11. Y-образная часть вилки 32 предпочтительно имеет такой размер, чтобы вмещать часть рамы корзины 12. Монтажное отверстие 37 в корзине 12 может быть совмещено с соответствующими отверстиями 39 в у-образной вилке, и предохранительный стопорный штифт (штифт с шариковым замком) или стержень 38 вставляется в нее, чтобы завершить соединение.
Поворотный соединительный элемент 14 предпочтительно представляет собой шарнир, содержащий пару многослойных или слоистых пластин 52, 54, между которыми вставлены стопорные блоки 50 и 58 шарнира, которые, в свою очередь, удерживают на месте шарнирный держатель 34. Шарнир предпочтительно удерживается собранным с помощью заклепок 56 и т.п. Шарнирный держатель 34 содержит хвостовик 60 шарнирного держателя, протягивающийся из него и завершающийся кромкой 62. Стопорные блоки 50 и 58 являются зеркальными образами друг друга, при этом каждый из них содержит полукруглый канал 51 и 57 соответственно. В соединенном состоянии полукруглые каналы 51 и 57 определяют отверстие канала, внутри которого размещается хвостовик 60 шарнирного держателя. Диаметр отверстия канала, определяемого каналами 51 и 57, больше, чем диаметр хвостовика 60 шарнирного держателя, но меньше, чем диаметр кромки 62. Шарнирный держатель 34, таким образом, способен вращаться независимо от стопорного блока шарнира, двигаться внутрь и наружу в пределах, позволяемых корпусом шарнирного держателя и кромкой 62. Шарнирный держатель содержит цилиндрическое отверстие 35, приспособленное соединяться с верхним крепежным штифтом 30. Шарнирный держатель 34, следовательно, может вращаться относительно верхнего крепежного штифта 30. Пружинный стопорный штифт 36, установленный в резьбовое отверстие 64, автоматически входит в зацепление с механически обработанной канавкой в верхнем крепежном или приемном штифте 30. Чтобы отсоединить шарнирный держатель 34 от приемного штифта 30, стопорный штифт 36 должен быть отцеплен путем вытаскивания наружу.
Обращаясь к фиг. 5 и 6, заднее крепежное устройство 18 предпочтительно содержит крепежный элемент или раму 21 и пару соединительных элементов 44, 46, соединенных с корзиной 12. Крепежная рама 21 соединяется с задней поперечной трубкой 6 с помощью верхнего зажима 25 и нижнего зажима 27 и по конструкции аналогична крепежному элементу 13. Соединительные элементы в задней части корзины 12, верхний соединительный элемент 44 и нижний соединительный элемент 46, присоединяются посредством болтов и т.п. к части рамы корзины 12. Крепежная рама 21 также предпочтительно снабжена двумя соединительными элементами, верхним крепежным соединительным элементом 42 рамы и нижним крепежным соединительным элементом 40 рамы. Как показано на фиг. 5 и 6, верхний соединительный элемент 44 корзины и нижний соединительный элемент 46 корзины представляют собой штекерные соединительные элементы в виде крепежных штифтов или штырей, а верхний крепежный соединительный элемент 42 рамы и нижний крепежный соединительный элемент 40 рамы представляют собой соответствующие гнездовые соединительные элементы в виде гнезд под штифт или цапф. Гнездовые соединительные элементы могут быть оснащены блокировочными средствами, такими как пружинные стопорные штифты (как видимые для верхнего принимающего соединительного элемента 42), для закрепления на месте любого штекерного соединительного элемента, который будет вставляться в гнездовой соединительный элемент. Верхний принимающий штифт соединительный элемент 42 приспособлен принимать верхний штифтовой соединительный элемент 44, а нижний принимающий штифт соединительный элемент 40 приспособлен принимать нижний штифтовой соединительный элемент 46. Также предполагается, что штекерные и гнездовые соединительные элементы могут быть обращены или чередоваться (например, верхний крепежный соединительный элемент 42 рамы мог бы быть штекерным соединительным элементом, таким как крепежный штифт, тогда как соответствующий верхний соединительный элемент 44 корзины - гнездовым соединительным элементом в виде гнезда под штифт), и что могут использоваться другие штекерные и гнездовые соединительные элементы, как известно из предыдущего уровня техники
Использование крепежной системы
Передний крепежный элемент и задняя крепежная рама соединяются с передней и задней поперечными трубками вертолета и располагаются так, что, когда корзина закреплена на них, она имеет желаемую ориентацию (как правило, горизонтальную). Индивидуальный пользователь, готовясь закрепить корзину, сначала выравнивает корзину с вертолетом на земле, так что различные соединительные элементы могут быть соединены более легко. Поднимая передний край корзины, отверстие 35 шарнира выравнивается с верхним приемным штифтом 30 и опускается на него, так чтобы войти в зацепление с пружинным стопорным штифтом 36. Хотя передний край корзины теперь прикреплен к летательному аппарату, поворотный соединительный элемент обеспечивает ось поворота, вокруг которой корзина все еще свободна, чтобы поворачиваться вертикально и внутрь/наружу.
Теперь оператор перемещает задний край корзины. Поднимая задний край корзины, пользователь может совместить штекерные и гнездовые соединительные элементы и при совмещении соединить их. Когда штекерные и гнездовые соединительные элементы (штыри и цапфы) заднего крепежного устройства соединены, они блокируются на месте пружинным стопорным штифтом.
Корзина теперь полностью закреплена. Однако в качестве дополнительной меры предосторожности оператор возвращается к переднему краю корзины, чтобы привести в зацепление нижнее переднее крепление. Оператор просто убеждается, что отверстие в у-образной вилке совмещается с отверстием в корзине, и вставляет стандартный авиационный штифт с шариковым замком, чтобы зафиксировать его на месте. Этот признак является просто дополнительным уровнем резерва на случай поломки одного из пружинных стопорных штифтов. Также предполагается, что все соединения могут характеризоваться наличием вставляемых вручную стопорных штифтов и т.п.
Чтобы снять корзину, оператор осуществляет процесс в обратном направлении. Переднее нижнее крепление выводят из зацепления. Оператор переходит к заднему краю корзины. Пружинный стопорный штифт на верхнем заднем креплении затем освобождают и задний край корзины поднимают вверх, чтобы вывести из зацепления верхние и нижние соединительные элементы. Задний край (теперь свободный) корзины может быть повернут в сторону от вертолета (если необходимо, чтобы избежать контакта с ним) и опущен на землю. Оператор затем возвращается к переднему краю корзины и освобождает пружинный стопорный штифт из верхнего переднего крепления. Он или она поднимает передний край корзины, таким образом отсоединяя рым-болт/карданный подвес от летательного аппарата и опуская передний край корзины на землю.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что предпочтительные и альтернативные варианты осуществления были описаны с некоторыми подробностями, но определенные модификации могут быть осуществлены без отклонения от принципов изобретения.
1. Крепежное устройство для крепления грузовой корзины на вертолете, содержащее множество соединительных элементов, при этом по меньшей мере один из указанного множества соединительных элементов является поворотным соединительным элементом, выполненным с возможностью присоединения одним концом к указанной грузовой корзине, а другим концом - к крепежному элементу на указанном вертолете, причем указанный поворотный соединительный элемент выполнен так, чтобы обеспечить перемещение указанной грузовой корзины по меньшей мере в двух плоскостях относительно указанного вертолета.
2. Крепежное устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере один из указанного множества соединительных элементов является у-образным соединительным элементом для соединения с частью указанной грузовой корзины.
3. Крепежное устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный поворотный соединительный элемент содержит устройство шарнира.
4. Крепежное устройство по п.3, отличающееся тем, что указанное устройство шарнира содержит шарнирный держатель, установленный в стопорном блоке шарнира.
5. Крепежное устройство по п.4, отличающееся тем, что указанный шарнирный держатель содержит хвостовик шарнирного держателя, завершающийся кромкой, при этом указанная кромка имеет диаметр, больший, чем диаметр указанного хвостовика шарнирного держателя.
6. Крепежное устройство для крепления грузовой корзины на вертолете, содержащее множество соединительных элементов, при этом по меньшей мере один из указанного множества соединительных элементов является поворотным соединительным элементом, выполненным так, чтобы позволить перемещение по меньшей мере в двух плоскостях, и дополнительно содержащее:
первое крепежное средство, содержащее первый крепежный элемент, выполненный с возможностью крепко соединяться с указанным вертолетом, а указанный поворотный соединительный элемент выполнен с возможностью крепко соединяться с указанной грузовой корзиной, при этом указанный первый крепежный элемент содержит верхнее крепление;
второе крепежное средство, содержащее второй крепежный элемент, выполненный с возможностью крепко соединяться с указанным вертолетом, и верхний соединительный элемент, выполненный с возможностью крепко соединяться с указанной грузовой корзиной, и
отличающееся тем, что указанный поворотный соединительный элемент выполнен с возможностью соединения с указанным верхним креплением, а указанный верхний соединительный элемент выполнен с возможностью соединения с указанным верхним крепежным соединительным элементом.
7. Крепежное устройство по п.6, отличающееся тем, что указанное первое крепежное средство дополнительно содержит вспомогательный соединительный элемент на указанной грузовой корзине и указанный первый крепежный элемент, содержащий нижнее крепление, причем указанный вспомогательный соединительный элемент выполнен с возможностью соединения с указанным нижним креплением; и
причем указанное второе крепежное средство дополнительно содержит нижний соединительный элемент, выполненный с возможностью крепко соединяться с указанной грузовой корзиной, и указанный второй крепежный элемент, содержащий нижний крепежный соединительный элемент, причем указанный нижний соединительный элемент выполнен с возможностью соединения с указанным нижним крепежным соединительным элементом.
8. Крепежное устройство по п.7, отличающееся тем, что указанное нижнее крепление содержит у-образный соединительный элемент.
9. Крепежное устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что указанный поворотный соединительный элемент содержит устройство шарнира.
10. Крепежное устройство по п.9, отличающееся тем, что указанное устройство шарнира содержит шарнирный держатель, установленный в стопорном блоке шарнира.
11. Крепежное устройство по п.10, отличающееся тем, что указанный шарнирный держатель содержит хвостовик шарнирного кронштейна, завершающийся кромкой, при этом указанная кромка имеет диаметр больший, чем диаметр указанного хвостовика шарнирного держателя.
12. Крепежное устройство по п.6, отличающееся тем, что указанные первый и второй крепежные элементы выполнены с возможностью крепко соединяться с поперечной трубкой шасси указанного вертолета.
13. Способ крепления грузовой корзины на вертолете, используя крепежное устройство по п.6, включающий этапы, на которых:
выравнивают указанную грузовую корзину с указанными первым и вторым крепежными элементами, соединенными с указанным вертолетом;
поднимают часть указанной грузовой корзины и выравнивают указанный поворотный соединительный элемент с указанным верхним креплением и соединяют с ним;
поднимают и вращают указанную грузовую корзину для выравнивания указанного верхнего соединительного элемента с указанным верхним крепежным соединительным элементом и соединяют их вместе.
14. Способ крепления грузовой корзины на вертолете, используя крепежное устройство по п.7, включающий этапы, на которых:
размещают указанную грузовую корзину на земле, соприкасающейся с указанным вертолетом, на одной оси с указанными первым и вторым крепежным элементами, соединенными с указанным вертолетом;
поднимают часть указанной грузовой корзины и соединяют указанный поворотный соединительный элемент с указанным верхним креплением;
поднимают и вращают указанную грузовую корзину для выравнивания указанного верхнего соединительного элемента и указанного нижнего соединительного элемента с указанным верхним крепежным соединительным элементом и указанным нижним крепежным соединительным элементом соответственно и соединяют их с ними; и
прикрепляют указанное нижнее крепление к указанному вспомогательному соединительному элементу.
