Устройство для транспортировки и сброса грузов для транспортного летательного аппарата
CARGO TRANSPORTATION AND DISCHARGE DEVICE FOR TRANSPORT AIRCRAFT

Изобретение относится к области авиации, а, именно, к устройствам транспортировки и сброса грузов для военно-транспортного летательного аппарата, на котором транспортировка грузов осуществляется в грузовом отсеке летательного аппарата, а сброс осуществляется через проем в хвостовой части летательного аппарата. В области настоящего изобретения термин груз обозначает любой объект, приспособленный к перевозке и сбросу с летательного аппарата. В частности, это могут быть крылатые ракеты или снаряды бомбового типа.
Известны многочисленные системы сброса, в которых для сброса транспортируемого на борту груза обычно используют парашют. Такая система содержит контейнер, расположенный в грузовом отсеке и приспособленный для вмещения множества грузов, в частности крылатых ракет. Такие ракеты установлены в контейнере с возможностью скольжения относительно упомянутого контейнера, закрепленного внутри летательного аппарата. Кроме того, в хвостовой части каждой из упомянутых ракет находится парашют. В этом случае для осуществления сброса ракеты выполняются следующие этапы:
- открываются створки грузового отсека в хвостовой части летательного аппарата,
- раскрывается парашют, прикрепленный к сбрасываемой ракете, за пределами летательного аппарата,
- при раскрывании этот парашют вытягивает ракету в противоположном полету летательного аппарата направлении посредством скольжения в упомянутом контейнере,
- когда ракета полностью вытянута из летательного аппарата, она освобождается от парашюта и может передвигаться и наводиться в обычном порядке.
Такая система сброса груза не позволяет контролировать скорость извлечения ракеты из контейнера, так как сложно предусмотреть, как поведет себя парашют в набегающем турбулентном потоке воздуха. Поэтому использование парашюта подразумевает практически полное сбрасывание горизонтальной составляющей скорости ракеты в момент отделения парашюта и соответствующие проблемы с управляемостью на низких скоростях, запуском двигателя на крылатых ракетах, и необходимостью установки системы разгона. Кроме того, существует риск столкновения груза с проемом грузового отсека. При сбросе в полете груз должен пройти расстояние эквивалентное длине створок грузового отсека. К примеру, для военно-транспортного самолета Ил-76 длина нижней створки больше 4 метров.
Известна система сброса груза с летательного аппарата, изложенная в патентах РФ №2160215 и РФ №2506205, заключающаяся в установке и закреплении на летательном аппарате вдоль его фюзеляжа продольного транспортно-пускового контейнера, снабженного окном для выхода полезной нагрузки в противоположном полету направлении и направляющими, установленными в его полости, размещении полезной нагрузки на направляющих с образованием герметичной пневмокамеры в передней части его полости, креплении полезной нагрузки к транспортно-пусковому контейнеру посредством устройства стыковки и разделения и подаче струи газа из источника высокого давления в пневмокамеру с последующими расстыковкой крепления и разгоном полезной нагрузки по направляющим. Такая система сброса груза подразумевает размещение на борту летательного аппарата баллонов с газом высокого давления, что повышает риск внештатных ситуаций в случае утечки газа.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению является система транспортировки и сброса грузов (боеприпасов) для транспортных летательных аппаратов, изложенная в патенте РФ №2513079, которая содержит один контейнер, расположенный в грузовом отсеке и выполненный с возможностью вмещения груза, установленного в контейнере посредством средства скольжения. Контейнер расположен с возможностью продольного передвижения с помощью средства передвижения и приведения из положения транспортировки в положение сброса. Контейнер содержит множество грузов. В положении транспортировки контейнер полностью находится внутри грузового отсека и поддерживает груз. В положении сброса контейнер сдвинут в продольном направлении к хвостовой части летательного аппарата относительно положения транспортировки так, что часть контейнера (сбрасывающая часть) расположена снаружи через проем в хвостовой части грузового отсека. Средство скольжения выполнено с возможностью обеспечения доставки груза, находящегося в контейнере, в сбрасывающую часть, откуда он сбрасывается, когда контейнер находится в положении сброса. Поскольку груз выводится за пределы летательного аппарата, он сбрасывается без использования парашюта простым отцеплением без риска столкновения груза с проемом грузового отсека. Такая система сброса груза имеет ограниченное применение, так как не позволяет сбрасывать длинномерные грузы, ведь их нужно полностью выводить за пределы транспортного летательного аппарата, чтобы сбрасывать способом отцепления. К примеру, длина крылатых ракет типа «Калибр» достигает более 8 метров - проблематично полностью выдвинуть контейнер за пределы транспортного летательного аппарата на это расстояние. Кроме того, для осуществления этой системы сброса груза нужно передвигать в положение сброса весь контейнер, со всеми находящимися в нем грузами, что потребует больших энергозатрат для передвижения всего груза, и необходимость установки средства передвижения контейнера, которое придется монтировать в грузовом отсеке летательного аппарата, а также приведет к одномоментному изменению центровки летательного аппарата, что может привести к ухудшению его управляемости. Кроме того, каждый груз содержит свое средство скольжения и подается последовательно к сбрасывающей части контейнера, что не предполагает высокой скорости подачи и сброса грузов, что при решении определенных задач (в случае боевого применения, когда грузом являются крылатые ракеты) имеет решающее значение.
Целью настоящего изобретения является создание устройства для транспортировки и сброса грузов для транспортного летательного аппарата из проема в его хвостовой части, которая не требует передвижения всего груза к хвостовой части летательного аппарата, что не сопровождается одномоментным изменением центровки летательного аппарата, а также возможностью сброса длинномерного груза за счет придания ему горизонтальной составляющей скорости средствами передвижения груза, обеспечение высокой скорости подачи и сброса груза, возможности быстрого демонтажа данной системы из грузового отсека для придания летательному аппарату начальной конфигурации.
Раскрытие сущности изобретения
Поставленная задача достигается тем, что в заявленном устройстве транспортировки и сброса грузов для транспортного летательного аппарата, содержащем один контейнер, расположенный в грузовом отсеке летательного аппарата, согласно изобретению, упомянутый контейнер, закрепленный в грузовом отсеке неподвижно, и содержащий одну неподвижную кассету, по меньшей мере с одним грузом, расположенную в носовой части контейнера и подвижную кассету, по меньшей мере с одним грузом, расположенную в хвостовой части контейнера, при этом подвижная кассета имеет возможность продольного передвижения внутри контейнера по направляющим с помощью средств передвижения подвижной кассеты из транспортного положения, при котором подвижная кассета полностью находится внутри контейнера, в положение сброса, когда кассета передвигается в продольном направлении к хвостовой части транспортного летательного аппарата так, что часть кассеты располагается снаружи транспортного летательного аппарата через проем хвостовой части грузового отсека, при этом груз, находящийся внутри подвижной кассеты и имеющий возможность продольного передвижения внутри подвижной кассеты по направляющим с помощью средств передвижения груза, расположенных внутри подвижной кассеты, сбрасывается в направлении противоположном направлению полета транспортного летательного аппарата, после чего подвижная кассета передвигается с помощью средств передвижения подвижной кассеты по направляющим в носовую часть контейнера, таким образом, чтобы состыковаться с неподвижной кассетой, при этом направляющие находящиеся внутри подвижной кассеты состыковываются с направляющими, расположенными в неподвижной кассете, и груз, расположенный в неподвижной кассете, передвигается в подвижную кассету по состыкованным направляющим с помощью средств передвижения груза, расположенных внутри неподвижной кассеты, после чего подвижная кассета передвигается в хвостовую часть грузового отсека упомянутым выше способом для сброса передвинутого из неподвижного отсека груза.
При этом неподвижная и подвижная кассеты могут состоять из совпадающих между собой по размерам и расположению ячеек, в каждой из которых может размещаться груз.
В таком случае, каждая из ячеек подвижной и неподвижной кассеты имеет направляющие, по которым передвигается размещенный в них груз, и средство передвижения груза, и при состыковке подвижной кассеты с неподвижной направляющие, расположенные в ячейках обоих кассет состыковываются между собой, для возможности передвижения грузов из каждой ячейки неподвижной кассеты в соответствующую ей ячейку подвижной кассеты.
Таким образом, передвижение груза частями с помощью подвижной кассеты не требует передвижения всего груза вместе с контейнером к хвостовой части летательного аппарата, что не сопровождается одномоментным изменением центровки летательного аппарата, благодаря приданию грузу горизонтальной скорости в направлении противоположном полету средствами передвижения груза в подвижной кассете возможен сброс длинномерного груза. За счет того, что в положении сброса в подвижной кассете могут находиться сразу несколько грузов, после доставки их к проему хвостовой части грузового отсека возможен их быстрый сброс. Поскольку контейнер закрепляется неподвижно в грузовом отсеке, для него не требуются средства передвижения контейнера, монтируемые в грузовом отсеке летательного аппарата, а лишь узлы крепления и крепежные элементы, которые легко можно демонтировать, а летательный аппарат быстро привести к начальной конфигурации.
Краткое описание чертежей.
Фиг. 1. Схема устройства транспортировки и сброса груза в транспортном положении.
Фиг. 2. Схема устройства в положении готовности к сбросу груза.
Фиг. 3. Схема устройства при сбрасывании груза.
Фиг. 4. Схема устройства при состыковке подвижной и неподвижной кассет.
Фиг. 5. Схема устройства при передвижении груза из неподвижной кассеты в подвижную.
Фиг. 6. Схема подвижной кассеты с ячейками и размещенными в них грузами.
Фиг. 7. Схема неподвижной кассеты с ячейками и размещенными в них грузами.
Фиг.8. Изометрическая проекция контейнера с одним грузом.
Заявляемое устройство транспортировки и сброса грузов содержит контейнер 1, закрепленный неподвижно в грузовом отсеке летательного аппарата 2, в котором содержится неподвижная кассета 3, по меньшей мере с одним грузом 4, и подвижная кассета 5, по меньшей мере с одним грузом 6. Подвижная кассета 5 передвигается по направляющим 7 (фиг. 6) с помощью средств передвижения 8. Груз 6, размещенный в ячейке 9 подвижной кассеты 5, передвигается по направляющим 10 с помощью средств передвижения 11, расположенных внутри подвижной кассеты 5. Груз 4 (фиг. 7), размещенный в ячейке 12 неподвижной кассеты 3, передвигается по направляющим 13 с помощью средств передвижения 14, расположенных внутри неподвижной кассеты 3. Контейнер 1 закрепляется неподвижно в грузовом отсеке летательного аппарата 2 с помощью узлов крепления 15 (фиг. 8). В транспортном положении проем грузового отсека, расположенный в хвостовой части транспортного летательного аппарата 2 закрыт створками 16 и 17 (фиг. 1).
Осуществление изобретения
Заявляемое устройство транспортировки и сброса груза осуществляет работу следующим образом. Контейнер 1 закрепляется неподвижно в грузовом отсеке транспортного летательного аппарата 2 (фиг. 1) с помощью узлов крепления 15 (фиг. 8). В снаряженном состоянии в каждой ячейке 12 неподвижной кассеты 3 и в каждой ячейке 9 подвижной кассеты 5 размещается груз 4, 6 (фиг. 6, фиг. 7). В области настоящего изобретения термин груз обозначает любой объект, приспособленный к перевозке и сбросу с летательного аппарата. В частности, это могут быть крылатые ракеты или снаряды бомбового типа. Крылатые ракеты в транспортном положении загружаются в ячейки со сложенными в разрез фюзеляжа ракеты крыльями и складывающимся оперением, по типу крылатой ракеты Х-101. Для осуществления сброса груза открываются створки 16 и 17 грузового отсека летательного аппарата. Подвижная кассета 5 передвигается в хвостовую часть летательного аппарата по направляющим 7 с помощью средств передвижения подвижной кассеты 8 (фиг. 6). В частности, средствами передвижения могут быть электроприводы с зубчато-реечной передачей и реверсивными электродвигателями, позволяющими изменять направление вращения вала и через передачу менять направление движения подвижной кассеты на противоположное. В положении сброса груза часть подвижной кассеты 5 располагается снаружи транспортного летательного аппарата через открытый проем грузового отсека (фиг. 2) так, чтобы выходить за кромку нижней створки 16 грузового отсека. Груз 6, находящийся в каждой ячейке подвижной кассеты поочередно сбрасывается в направлении противоположном направлению полета (фиг. 3) с помощью средств передвижения груза 11 (фиг. 6), передвигаясь по направляющим 10. В частности, средствами передвижения груза могут также быть электроприводы с зубчато-реечной передачей. В этом случае, на вал электродвигателей, передвигающих груз, устанавливают шестерни, а рейку устанавливают на грузе в нижней его части так, чтобы шестерни и рейка входили в зацепление на всем пути передвижения груза по ячейке. Возможны средства передвижения по типу приводных рольгангов для тяжелых грузов, когда груз перемещается по роликам, приводимым во вращение электроприводом. Направляющие 10 могут быть выполнены по типу авиационных систем подвесок, когда груз подвешивается на направляющие посредством закрепленных на нем бугелей. После того, как груз сброшен, подвижная кассета 5 передвигается с помощью средств передвижения подвижной кассеты 8 по направляющим 7 в носовую часть контейнера и состыковывается с неподвижной кассетой 3 (фиг. 4), при этом состыковываются и направляющие подвижной и неподвижной кассет 10, 13 (фиг. 6, 7). Ячейки неподвижной кассеты 3 совпадают по своим размерам и расположению с ячейками подвижной кассеты 5. Следующий этап осуществления работы устройства - это передвижение груза 4 из каждой ячейки 12 неподвижной кассеты 3 в соответствующую ей ячейку 9 подвижной кассеты 5 (фиг. 5). Каждый из грузов 4 (фиг. 7) передвигается с помощью средств передвижения груза 14, расположенных в неподвижной кассете 3 по направляющим 13. Поскольку направляющие обеих кассет состыкованы, то выйдя из зацепления с направляющими 13, элементы скольжения груза (бугели) входят в зацепление с направляющими 10 подвижной кассеты. При дальнейшем передвижении груза в ячейки 9 подвижной кассеты 5 включаются в работу средства передвижения груза 11, расположенные в подвижной кассете. После полного передвижения грузов 4 в подвижную кассету 5 устройство готово к повторному сбросу груза описанным выше способом.
В качестве примера использования заявленного устройства можно рассмотреть его установку на военно-транспортный самолет ИЛ-76. Длина грузового отсека 24,5 м, из которых 4,5 м приходится на рампу, ширина грузового отсека 3,46 м и высота 3,4 м. Контейнер заявленного устройства для данного типа самолета должен учитывать возвышение рампы и иметь скос в своей хвостовой части, как показано на фиг. 8. Один из вариантов груза, который может быть размещен в устройстве - крылатые ракеты со складывающимися в разрез фюзеляжа крыльями и оперением. Крылатая ракета Х-55 имеет длину 6,04 м, диаметр 0,514 м, стартовую массу 1185 кг. Крылатая ракета Х-101 имеет длину 7,45 м, диаметр 74 см, стартовую массу 2400 кг. Ракеты с такими габаритами для указанной ширины и высоты грузового отсека ИЛ-76 вполне могут разместиться в кассеты с четырьмя ячейками - четыре ракеты в подвижной кассете и четыре в неподвижной. Тогда общая масса крылатых ракет Х-101 составит 19200 кг. Если для транспортировки и сброса грузов использовать контейнер описанный в патенте РФ 2513079, то одномоментно к проему грузового отсека передвигаются все крылатые ракеты и контейнер, что в сумме должно превысить 20000 кг - максимальную массу моногруза, которая разрешена для загрузки и перемещения в грузовом отсеке ИЛ-76.
В случае использования заявленного устройства транспортировки и сброса груза к проему грузового отсека передвигается подвижная кассета, суммарная масса крылатых ракет в которой равна 9600 кг. В ходе проведения войсковых испытаний были проведены успешные десантирования из ИЛ-76 боевой машины десанта БМД-4М, масса которой составляет 13600 кг. То есть перемещение и сбрасывание груза данной массы не приводит к потери управляемости самолета. Масса подвижной кассеты вместе с передвигаемым грузом должна уложиться в эти пределы.
Длина неподвижной кассеты контейнера, в котором размещены крылатые ракеты Х-101, составляет 8 м. Минимальная длина подвижной кассеты 12 м. При открытии рампы и створок отсека, кассета должна быть выдвинута за переднюю кромку рампы так, чтобы груз сбрасывался без риска столкновения с кромкой рампы. При длине рампы 4,5 м подвижную кассету достаточно выдвинуть на 5-6 м, так чтобы ее центр масс не выходил за пределы контейнера, чтобы избежать дополнительных силовых нагрузок на конструкции контейнера и на его крепление к грузовому отсеку.
Подача сразу четырех ракет в зону сброса позволяет осуществить их быстрый сброс. При скорости самолета 700 км/ч сброс каждого груза с интервалом в 2 с и скорости сброса груза из ячейки контейнера со скоростью 2-5 м/с обеспечит расстояние между сброшенными грузами по горизонтали около 380 м, по вертикали 20 м. Это обеспечит старт и разгон каждой крылатой ракеты без опасности их столкновения. Таким образом, достигается высокая скорость сброса груза по сравнению с предложенной в патенте РФ 2513079.