Система управления аварийным открытием фонаря самолета

Изобретение относится к области авиационной техники. Система управления аварийным открытием фонаря самолета или его части включает пневмоцилиндр (1) для осуществления аварийного сброса фонаря или его части, газогенератор (2), по меньшей мере один электродетонатор (3), соединенный с газогенератором (2). Электродетонатор (2) выполнен с возможностью срабатывания при катапультировании. Система также содержит механическое инициирующее устройство (4), соединенное с газогенератором (2) и выполненное с возможностью срабатывания без катапультирования. Изобретение обеспечивает сокращение времени образования аварийного выхода, повышение вероятности спасения экипажа в опасной ситуации, безопасность экипажа, повышение надежности аварийного открытия фонаря или его части. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к средствам, обеспечивающим аварийное открытие фонаря самолета при катапультировании экипажа или без катапультирования.

Существует несколько методов аварийного открытия фонаря самолета. В случае катапультирования пилота в одном из известных способов разрушают фонарь или его часть детонационным шнуром, выполненным на остеклении фонаря, для образования достаточного для прохода катапультного кресла окна. Также фонарь может быть разрушен непосредственно катапультным креслом. Наиболее распространенным вариантом является сброс фонаря целиком или частично с дальнейшим уносом потоком воздуха.

Из патента US 3768759, опублик. 30.10.1973 известна система аварийного открытия фонаря самолета, включающая механизм для осуществления сброса фонаря, в состав которого входит по крайней мере один ракетный двигатель, присоединенный к отделяемой части фонаря и включающийся при аварийном сбросе этой части. Недостатки известной системы заключаются в увеличении веса конструкции за счет использования ракетных двигателей, а также появление струи пороховых газов в зоне прохода катапультируемого кресла. Кроме того, для сброса и эксплуатационного функционирования фонаря в известной системе используются различные механизмы, каждый из которых имеет некоторый вес и требует специального обслуживания.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является система управления аварийным открытием фонаря самолета известная из патента RU 2255878, опублик. 10.07.2005, которая позволяет при помощи одного перемещения штока пневмогидроцилиндра сбросить фонарь, а именно его откидную часть, и сообщить ей импульс, достаточный для удаления на расстояние, обеспечивающего безопасность катапультирования кресла с пилотом. Сброс откидной части фонаря осуществляется путем подачи в пневматическую полость пневмогидроцилиндра повышенного давления, создаваемого при срабатывании по меньшей мере одного пиропатрона по электрическому сигналу, формируемому электрической схемой катапультного кресла. Основной недостаток известного решения заключается в том, что осуществить аварийный сброс части фонаря без катапультирования невозможно, тогда как необходимость сброса части фонаря без катапультирования существует в некоторых случаях, например при аварийной посадке самолета. Кроме того, использование пиротехнических средств приводит к увеличению времени освобождения зоны прохода катапультируемого кресла.

Известные из уровня техники системы открытия аварийных выходов обладают увеличенным весом, недостаточной надежностью срабатывания, вероятностью попадания в кабину пилотов отработанных газов и осколков и имеют сложную конструкцию.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей системы управления аварийным открытием фонаря самолета или его части, повышение вероятности спасения экипажа в аварийной ситуации за счет сокращения времени нахождения в опасной обстановке как при полете, так и в случае аварийной посадки, когда отсутствует необходимость катапультирования, обеспечение безопасности экипажа, а также повышение надежности аварийного открытия фонаря самолета или его части.

Технический результат заключается в сокращение времени образования аварийного выхода, повышении вероятности спасения экипажа в аварийной ситуации, обеспечении безопасности экипажа, повышении надежности аварийного открытия фонаря самолета или его части.

Технический результат достигается системой управления аварийным открытием фонаря самолета или его части, содержащей пневмоцилиндр для осуществления аварийного сброса фонаря или его части, газогенератор, по меньшей мере один электродетонатор, соединенный с газогенератором и выполненный с возможностью срабатывания при катапультировании, и механическое инициирующее устройство, соединенное с газогенератором и выполненное с возможностью срабатывания без катапультирования.

Система дополнительно включает сосуд высокого давления, связанный с пневмоцилиндром по пневматической линии через клапан, детонационный пиропатрон, выполненный с возможностью воздействия на клапан.

Система дополнительно включает распределитель детонации, связанный с механическим инициирующем устройством и с детонационным пиропатроном.

Изобретение поясняется следующими изображениями.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы управления аварийным открытием фонаря самолета или его части.

На фиг. 2 изображена блок-схема элементов системы управления аварийным открытием фонаря самолета или его части.

На фигурах используются следующие обозначения:

1 - пневмоцилиндр,

2 - газогенератор,

3 - электродетонатор,

4 - механическое инициирующее устройство,

5 - распределитель детонации,

6 - сосуд высокого давления,

7 - клапан,

8 - детонационный пиропатрон.

Система управления аварийным открытием фонаря самолета или его части представляет собой систему, состоящую из элементов, соединенных пневматической, электрической и детонационной линиями и предназначенную для осуществления сброса фонаря самолета или его части, преимущественно откидной или сдвижной, как при катапультировании, так и без катапультирования.

Система управления аварийным открытием фонаря самолета или его части (блок-схема на фиг. 1) включает пневмоцилиндр 1 для осуществления аварийного сброса фонаря или его части и газогенератор 2, соединенный с пневмоцилиндром по пневматической линии, например трубопроводом. Газогенератор выдает постоянное необходимое давление на всем ходе цилиндра и обеспечивает ускоренное открытие свободного проема. Газогенератор 2 содержит заряды бризантного взрывчатого вещества и пороха, продукты детонации и горения которых создают давление в пневмоцилиндре 1 не менее 15 МПа за время менее 0,02 с, что обеспечивает быстрый сброс фонаря или откидной или сдвижной части фонаря за время менее 0,2 с.

Для обеспечения катапультирования система управления аварийным открытием фонаря самолета или его части имеет по меньшей мере один электродетонатор 3, установленный на газогенераторе 2 и выполненный с возможностью срабатывания при катапультировании. В случае катапультирования процесс сброса фонаря самолета или его части запускается путем механического воздействия на ручку катапультирования, которая приводит в действие цепь последовательно срабатывающих взрывных приборов по электрическим командам. Инициирование работы газогенератора 2 в случае катапультирования осуществляется по электрической линии. Для обеспечения надежности срабатывания газогенератора 2 установлены два электродетонатора 3, работающих от двух независимых электрических каналов. На фиг. 2 показан вариант выполнения системы управления аварийным открытием фонаря самолета или его части, в которой используют два электродетонатора 3, работающих по двум независимым каналам.

Для обеспечения активации процесса аварийного открытия фонаря самолета или его части без катапультирования система управления аварийным открытием фонаря самолета или его части имеет механическое инициирующее устройство 4. В таком случае процесс сброса фонаря самолета или его части запускается путем выдергивания чеки из механического инициирующего устройства 4, которая приводит в действие цепь последовательно срабатывающих взрывных приборов по механической команде. Инициирование работы газогенератора 2 в случае без необходимости катапультирования осуществляется по детонационной линии. Механическое инициирующее устройство 4 содержит заряды бризантного взрывчатого вещества. Механическое инициирующее устройство 4 связано по линии передачи детонации с газогенератором 2 и сосудом 6 высокого давления. Линия передачи детонации содержит заряд одного или нескольких взрывчатых веществ. Месторасположение механического инициирующего устройства 4 определяется условиями его оптимальной компоновки в кабине пилота.

Работа газогенератора 2, как при катапультировании, так и без катапультирования, может дублироваться для того чтобы обеспечить дополнительную надежность срабатывания открытия фонаря самолета или его части.

На схеме, изображенной на фиг. 2, показаны элементы системы управления аварийным открытием фонаря самолета или его части для дублирования работы газогенератора 2 в случае аварийного открытия фонаря самолета или его части без необходимости катапультирования.

Система управления аварийным открытием фонаря самолета или его части дополнительно включает предназначенный для независимого дублирования работы газогенератора 2 сосуд 6 высокого давления с инертными газами. Сосуд 6 высокого давления соединен с пневмоцилиндром 1 по пневматической линии через клапан 7. Также имеется детонационный пиропатрон 8, выполненный с возможностью воздействия на клапан 7 и связанный по лини передачи детонации с механическим инициирующем устройством 4 посредством распределителя 5 детонации, установленным на линии передачи детонации.

Распределитель 5 детонации разветвляет детонационный импульс от механического инициирующего устройства 4 по независимым линиям детонации на газогенератор 2 и детонационный пиропатрон 8.

Система управления аварийным открытием фонаря самолета или его части работает следующим образом.

Аварийное открытие фонаря самолета или его части, преимущественно откидной или сдвижной, осуществляется посредством работы пневмоцилииндра. При этом работа пневмоцилиндра инициируется с помощью либо газогенератора 2, либо сосуда 6 высокого давления.

В газогенераторе 2 осуществляется инициирование заряда взрывчатого вещества и пороха детонационным импульсом, формируемым, одним из двух независимых способов по электрической линии или по детонационной линии Один способ используется для аварийного открытия фонаря самолета или его части при катапультировании, другой - без катапультирования.

Детонация взрывчатого вещества и пороха в газогенераторе 2 вызывает быстрый рост давления в объемах газогенератора 2 и соединенного с ним по пневматической линии пневмоцилиндре 1. Продукты детонации и горения зарядов и пороха создают давление в объеме пневмоцилиндра 1 не менее 15 МПа за время менее 0,02 с, вызывают перемещение штока пневмоцилиндра, что обеспечивает быстрый сброс фонаря самолета или его части за время менее 0,2 с по преимущественному варианту реализации.

Работа сосуда 6 высокого давления инициируется детонационным импульсом, подаваемым по детонационной линии. В сосуде 6 высокого давления высвобождаются содержащиеся в нем инертные газы и по пневматической линии поступают в пневмоцилиндр 1, что в последствии обеспечивает быстрый сброс фонаря самолета или его части.

В случае катапультирования пилот путем воздействия на ручку катапультирования приводит в действие систему взрывной автоматики катапультного кресла, которая представляет собой цепь последовательно срабатывающих взрывных приборов по электрическим командам. В результате подается напряжение на электрические контакты по меньшей мере одного электродетонатора 3, установленного на газогенераторе 2. В газогенераторе 2 детонационным импульсом инициируются заряды бризантного взрывчатого вещества и пороха, продукты детонации и горения которых создают давление в пневмоцилиндре 1, что обеспечивает быстрый сброс фонаря самолета или его части.

В случае отсутствия необходимости катапультирования открытие фонаря самолета или его части осуществляют по механической команде путем выдергивания пилотом чеки из механического инициирующего устройства 4. В механическом устройстве 4 инициируются заряды взрывчатого вещества и детонационный импульс на выходе механического инициирующего устройства 4 возбуждает детонацию в линии передачи детонации. На линии передачи детонации установлен распределитель 5 детонации. В распределителе 5 детонации импульс разветвляется по двум независимым линиям детонации, соединенным с пневмоцилиндром 1. Наличие распределителя 5 детонации позволяет продублировать аварийное открытия фонаря самолета или его части.

Распределитель 5 детонации одновременно передает детонационный импульс на газогенератор 2 и на детонационный пиропатрон 8, который приводит к открытию клапана 7, связанного с сосудом 6 высокого давления.

При подаче детонационного импульса на газогенератор 2 в нем инициируются заряды бризантного взрывчатого вещества и пороха, продукты детонации и горения которых создают давление в пневмоцилиндре 1, что обеспечивает быстрый сброс фонаря самолета или его части.

Сосуд 6 высокого давления дублирует работу газогенератора 2. В результате передачи детонационного импульса на сосуд 6 высокого давления содержащиеся в нем инертные газы высвобождаются и по пневматической линии поступают в пневмоцилиндр 1 для сброса фонаря самолета или его части. Таким образом сброс фонаря самолета или его части будет осуществлен даже в случае отказа срабатывания газогенератора 2 в случае отказа электрического оборудования самолета.

Применение в системе аварийного открытия фонаря самолета или его части детонационного принципа работы позволяет сократить время сброса фонаря самолета и его части, соответственно сократить время нахождения экипажа в опасной обстановке и вероятность спасения экипажа в опасной ситуации.

Возможность открытия фонаря самолета или его части предусмотрена даже в случае отказа электрооборудования самолета.

В случае отказа электрического оборудования самолета может быть осуществлен сброс фонаря самолета или его части путем выдергивания чеки из механического инициирующего устройства и затем осуществлен процесс катапультирования путем последующего воздействия на ручку катапультирования.

Благодаря применению системы управления аварийным открытием фонаря самолета или его части удается сократить время нахождения экипажа в опасной обстановке, что повышает вероятность спасения экипажа.

Система управления аварийным открытием фонаря самолета или его части прошла испытания и доказала свою эффективность.

Предложенная система аварийного открытия фонаря самолета или его части является уникальной и не имеет аналогов.

Предложенная конструкция системы аварийного открытия фонаря самолета или его части, воплощенная в ее элементах и их взаимном расположении обеспечивает сокращение времени образования аварийного выхода, повышение вероятности спасения экипажа в аварийной ситуации, обеспечивает безопасность экипажа при сбросе фонаря самолета или его части во всем диапазоне скоростей, в частности на дозвуковой и сверхзвуковой скоростях, а также обеспечивает повышение надежности аварийного открытия фонаря самолета или его части.

1. Система управления аварийным открытием фонаря самолета или его части, включающая пневмоцилиндр для осуществления аварийного сброса фонаря самолета или его части, газогенератор, по меньшей мере один электродетонатор, соединенный с газогенератором и выполненный с возможностью срабатывания при катапультировании, и механическое инициирующее устройство, соединенное с газогенератором и выполненное с возможностью срабатывания без катапультирования.

2. Система по п. 1, дополнительно включающая сосуд высокого давления, связанный с пневмоцилиндром по пневматической линии через клапан, и детонационный пиропатрон, выполненный с возможностью воздействия на клапан.

3. Система по п. 1, дополнительно включающая распределитель детонации, связанный с механическим инициирующим устройством и с детонационным пиропатроном.