СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ И ДЕМОНСТРАЦИИ АВАРИЙНОГО ПОКИДАНИЯ ВЕРТОЛЕТА
BENCH FOR TESTING AND DEMONSTRATING OF EMERGENT ESCAPE FROM HELICOPTER

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для натурных испытаний летательного аппарата, и предназначено для испытания и демонстрации аварийного покидания вертолета, в частности при сертификационных испытаниях.
Известен стенд для натурных испытаний летательного аппарата (RU №2158908, G01M 19/00, 2000), содержащий основание с опорной стойкой и устройство для вывешивания испытуемого летательного аппарата над основанием с помощью рычага, закрепленного шарнирно на опорной стойке, на конце которого с помощью скобы закреплена рама, охватывающая летательный аппарат по периметру в горизонтальной плоскости, а на другом конце закреплен груз. Летательный аппарат установлен на стенде на раме с возможностью качания вокруг продольной оси и с возможностью качания в раме вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости симметрии летательного аппарата.
Вследствие ограниченных функциональных возможностей стенд по патенту №2158908 предназначен и может использоваться для проведения некоторых натурных испытаний летательного аппарата или для обучения экипажей.
Известны конструкции сборочных стендов (RU №2007345; RU №2022887 или RU №2158700 - B64F 5/00), в которых для взаимной стыковки частей объекта, например частей фюзеляжа летательного аппарата, использованы опорные узлы, включающие поперечные относительно продольной оси устройства (продольных направляющих рамы) ложементы с парными опорными роликами и катками для манипулирования частями объекта при их сборке или ремонте.
В известной установке для манипулирования частями объекта при их взаимной стыковке (RU 2158700, B64F 5/00, 2000 г. - наиболее близкий по конструкции аналог) один из опорных узлов содержит два ложемента, один из которых выполнен с возможностью жесткой связи с частью стыкуемого объекта, а другой жестко связан с рамой, при этом ложементы между собой связаны опорными роликами и катками. Поверхность первого из упомянутых ложементов, контактирующая с катками, имеет форму части кругового цилиндра с образующей в виде дуги окружности с центром в точке пересечения плоскости стыка частей объекта с его продольной осью.
Опорные узлы позволяют осуществлять взаимное перемещение частей объекта относительно всех координатных осей, однако в весьма ограниченных пределах - в соответствии с выполняемой функцией стыковки частей конструкции.
Целью заявляемого изобретения является создание стенда для демонстрации аварийного покидания вертолета и проведения испытаний аварийного оборудования вертолета, связанными со значительными перемещениями фюзеляжа: плавным поворотом или быстрым опрокидыванием - с поворотом до 120°.
Указанная цель достигается тем, что в стенде для испытания и демонстрации аварийного покидания вертолета, содержащем силовое основание с опорными стойками и два ложемента, которые выполнены в форме дуги окружности и установлены на опорных стойках через опорные ролики, в соответствии с изобретением, ложементы жестко связаны тремя продольными балками, две из которых предназначены для жесткого крепления к ним силовых элементов днища вертолета в исходном положении, а третья, верхняя боковая продольная балка снабжена поперечными консольными балками, предназначенными для жесткого крепления к ним силовых элементов верхней части вертолета, образуя поворотную раму, причем ложементы выполнены с длиной дуги окружности, соответствующей повороту вертолета относительно продольной оси на угол не менее 120 градусов: от исходного положения до положения на боку, и с радиусом дуги окружности, обеспечивающим охват поперечных аэродинамических обводов фюзеляжа, а реверсивный электромеханический привод поворота включает цепную передачу, взаимодействующую с одним из ложементов, при этом стенд снабжен выдвижным горизонтальным помостом, рабочая поверхность которого расположена на высоте, соответствующей поверхности земли при перевернутом аварийном положении фюзеляжа и выполнена с учетом обеспечения безопасного выхода людей из доступных аварийных выходов фюзеляжа при любом его угловом положении.
Кроме того, стенд снабжен дублирующим механическим ручным приводом поворота, муфтами включения приводов, узлами натяжения цепи цепной передачи и механическим тормозом.
Объект испытаний включает фюзеляж вертолета с установленными в нем креслами пассажиров и пилотов. Фюзеляж вертолета включен в силовую схему стенда в виде пространственного элемента поворотной рамы, составляющей подвижную часть стенда, и вращается вместе с ней. Вертолет снизу (в горизонтальной плоскости) жестко крепится своим днищем (например, силовыми узлами пола) к двум продольным балкам, опирающимся на дугообразные опорные элементы - ложементы. А верхняя часть вертолета крепится к двум консольным поперечным балкам, например, через узлы крепления редукторной рамы вертолета.
Поперечные дугообразные ложементы могут быть установлены с возможностью перемещения вдоль по трем продольным балкам и фиксации их в положении, соответствующем расположению подходящих силовых узлов конкретного испытуемого вертолета (при выполнении условия статического равновесия, т.е. без появления опрокидывающего момента) и обеспечивающем безопасный выход из всех доступных аварийных выходов из фюзеляжа. Дугообразные ложементы выполнены с радиусом дуги окружности, достаточным для расположения внутри, по центру такой окружности, аэродинамических обводов (в поперечном сечении) фюзеляжа конкретного вертолета. Такие ложементы, в форме незамкнутой дуги окружности, выполнены с вырезом участка дуги окружности, необходимым для установки и монтажа вертолета в пространство поворотной части стенда, и, наконец, с длиной дуги окружности, достаточной для поворота вертолета из исходного положения до положения на боку, то есть для поворота около 120 градусов. Продольная ось вертолета, установленного на стенде, совпадает (с определенным конструктивным допуском) с продольной осью, проходящей через центр дуг окружностей дугообразных ложементов. Поддерживающие опорные ролики являются путями качения ложементов и являются основной опорой поворотной рамы стенда. Таким образом, устройство обеспечивает поворот фюзеляжа, например, на правый бок от исходного положения («на шасси») (ноль градусов) до 120 градусов, что имитирует положение вертолета на земле на боку с неповрежденной левой стойкой шасси. Скорость поворота подвижной части стенда может регулироваться (с помощью регулирования скорости вращения электропривода поворота) от одного градуса в секунду до трех градусов в секунду. Контроль угла поворота фюзеляжа контролируется по разметке (шкале), выполненной на одном из ложементов рамы.
Независимый механический тормоз обеспечивает блокировку самопроизвольного поворота закрепленного объекта испытаний, например, при обрыве цепи передачи основного, электромеханического привода, а также возможность стопорения объекта в заданном положении.
Наличие выдвижного горизонтального помоста, заменяющего поверхность земли, обеспечивает как достоверность испытаний, так и безопасность участвующих при испытаниях людей, покидающих испытуемый вертолет в аварийном положении из выходов в фюзеляже.
Таким образом, предложенный стенд позволяет имитировать различные положения вертолета при аварийной ситуации и проводить испытания и демонстрацию аварийного покидания вертолета.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг. 1 - силовое основание;
Фиг. 2 - силовое основание с поворотной рамой на опорных стойках основания, вид сбоку;
Фиг. 3 - стенд с установленными секциями помоста и с вертолетом на ложементах, вид на правый борт;
Фиг. 4 - вид спереди по стрелке А фиг. 3, вертолет в исходном положении;
Фиг. 5 - вид сзади по стрелке Б фиг. 3, при положении вертолета на боку;
Фиг. 6 - агрегаты с фиг. 2 электромеханического и ручного привода поворота ложементов.
Стенд для испытания и демонстрации аварийного покидания вертолета содержит (фиг. 1) силовое основание 1 с четырьмя опорными стойками 2, связанными жесткой пространственной конструкцией из швеллеров 3. На силовом основании 1 установлена подвижная часть стенда (поворотная рама) (фиг. 2, 3, 4), которая включает ложементы 4 и 5 и жестко связанные с ними продольные балки 6, 7 и 8. Две нижние продольные балки 6 и 7 расположены (фиг. 3, 4) в горизонтальной плоскости и снабжены крепежными узлами (не показаны), предназначенными для жесткого крепления к ним силовых узлов днища вертолета 9, например силовых шпангоутов. Третья, верхняя продольная балка 8 расположена сбоку на уровне линии потолка вертолета (фиг. 2, 4) и снабжена двумя поперечными консольными балками 10 и 11, предназначенными для жесткого крепления к ним штатных силовых узлов верхней части вертолета (например, узлов крепления редукторной рамы на фюзеляже).
Ложементы 4 и 5 выполнены дугообразными, в форме дуги окружности, внутри по центру которой (фиг. 3, 4) устанавливают и закрепляют испытуемый вертолет 9. Каждый ложемент 4, 5 установлен на паре опорных стоек 2 через опорные ролики 12 (фиг. 2, 4) для возможности поворота подвижной части стенда, т.е. поворотной рамы, вместе с вертолетом вокруг продольной оси вертолета.
Стенд снабжен выдвижным помостом 13, выполненным из нескольких секций, имитирующим землю (фиг. 3, 5). Горизонтальные поверхности помоста 13 расположены относительно испытуемого вертолета 9 на высоте поверхности земли при перевернутом (аварийном) положении фюзеляжа, а площади поверхностей помоста 13 выполнены с учетом обеспечения безопасного выхода людей из всех доступных аварийных выходов фюзеляжа при любом из его заданных угловых положений при демонстрации аварийной эвакуации.
Основной электромеханический привод поворотной части стенда (фиг. 1, 6) выполнен с возможностью реверсивной работы и плавного регулирования оборотов и включает червячный мотор-редуктор 14, выполненный с самотормозящим эффектом и электромагнитным тормозом, и цепную передачу (фиг. 4) с цепью 15, взаимодействующую с одним из ложементов, в приведенном примере - с передним ложементом 4. Цепная передача включает также приводную звездочку и пружинные узлы натяжения цепи (не показаны), исключающие провисание сходящей ветви цепи при повороте ложемента в любую сторону.
Стенд снабжен также дублирующим механическим ручным приводом поворота 16, связанным с ложементом 4, и двумя муфтами 17 (фиг. 6) включения приводов. Независимый механический тормоз 18 обеспечивает блокировку самопроизвольного поворота закрепленного объекта испытаний.
Стенд работает следующим образом.
Для демонстрации аварийной эвакуации пассажиров вертолет 9 устанавливают на ложементы 4 и 5 поворотной части стенда в исходном положении («на шасси») и закрепляют днищем с помощью крепежных узлов к двум нижним продольным балкам 6 и 7 и верхней частью - к двум поперечным консольным балкам 10 и 11. Механический тормоз 18 вручную переводится в положение, обеспечивающее поворот подвижной части стенда из положения «на шасси» (ноль градусов) на угол до 120 градусов.
Электропитание стенда включается через коммутационный шкаф и выносной пульт управления (не показаны), на котором устанавливается необходимое время поворота. Плавный поворот фюзеляжа вертолета от 0° до 120° может регулироваться по времени от 40 сек до 120 сек, что заложено в технические характеристики электромеханического привода и соответствует различным заданным условиям испытаний.
По команде оператора осуществляется запуск двигателя мотора-редуктора 14 в режим привода, например «Поворот вправо» (фиг. 5), и осуществляется поворот вертолета (по полету) вправо. Устройство обеспечивает плавный поворот подвижной части стенда от исходного положения вертолета «на шасси», соответственно ноль градусов, (фиг. 3 и 4), до положения на боку, то есть до 120 градусов (фиг. 5).
Остановка поворотной рамы может осуществляться оператором, следящим за поворотом по разметке 19 на внешней стороне ложементов 4 или 5, или автоматически по сигналу от бесконтактных (не показаны) датчиков выключения мотора-редуктора 14, установленных на концах переднего ложемента 4, соответствующих положениям 0° до 120° разметки углов. Имеется возможность аварийного останова привода по сигналу от пульта оператора.
Привод позволяет остановить поворотную часть стенда при любом выбранном положении вертолета (градусе поворота), механически зафиксировать поворотную часть в выбранном положении с помощью независимого механического тормоза 18, а также вернуть объект испытаний в режиме реверса привода в исходное положение вертолета «на шасси». Контроль угла поворота фюзеляжа вертолета 9 контролируется по разметке 19, показанной на переднем ложементе 4 (фиг. 4).
Работа стенда возможна и с помощью дублирующего механического ручного привода 16 поворота, подключаемого с использованием соответствующей муфты 17 включения приводов (фиг. 6).
Перед демонстрацией аварийного покидания вертолета рядом с ним устанавливается (секционный) горизонтальный помост 13, имитирующий землю, который обеспечивает безопасный выход людей из доступных аварийных выходов фюзеляжа при заданном его угловом положении.