СИСТЕМА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ ВЕРТОЛЕТА

Предлагаемое техническое решение относится к авиационной технике, а именно к оборудованию вертолетов, предназначенному для обеспечения транспортирования грузов на внешней подвеске преимущественно на небольшие расстояния, в частности при выполнении строительно-монтажных и аварийно-восстановительных работ (СМР).
Известна система внешней подвески вертолета, содержащая верхний замок, вертлюг, присоединенный к нему посредством переходных звеньев канат, в нижней точке которого шарнирно установлен грузодержатель, выполненный в виде крюка (Руководство по технической эксплуатации вертолета Ми-26, книга 6 «Десантно-транспортное оборудование», раздел 132.50.00, «Система внешней подвески груза - описание и работа», стр. 12, рис. 4 - см., например, на https://vk.com/wall-54588305_5339). На крюке шарнирно закреплены защелка и подпружиненный упор для блокировки защелки в закрытом положении. Перед подцепкой груза стропальщик нажимает на подпружиненный упор и, утопив его в выемке крюка, разблокирует защелку, повернув которую и открыв зев крюка, вводит грузовой строп в крюк. Затем закрывает зев крюка, вернув защелку в исходное положение и нажимая на нее и соответственно на подпружиненный упор, блокирует защелку упором. Так выполняют каждую подцепку груза, т.к. грузодержатели внешней подвески подаются вертолетом на подцепку в закрытом положении для исключения поломки при возможном их волочении по земле. Процесс отцепки также начинается с нажатия на упор, а после ручного открывания защелки выводят грузовой строп из зева крюка, после чего крюк закрывают в обратной последовательности и подают команду на отлет вертолета. Наличие подпружиненного упора, запирающего защелку, усложняет конструкцию крюка и увеличивает количество и время ручных операций при подцепке и отцепке груза.
Известна другая система внешней подвески вертолета, содержащая верхний замок, присоединенный к нему посредством переходных звеньев канат, в нижней точке которого смонтирован грузодержатель (а.с. СССР 509495, кл. B64D 1/22, 1973 г). Грузодержатель выполнен в виде крюка, снабженного подпружиненной защелкой, перекрывающей зев крюка и предотвращающей непроизвольную отцепку груза. Отсутствие лишних деталей (например, упора, как в предыдущем аналоге) упрощает подцепку и отцепку груза: достаточно нажать строповочной петлей непосредственно на защелку, чтобы открыть зев и вставить петлю в крюк - подпружиненная защелка сама закроет зев. Недостатком известной внешней подвески является необходимость ручной подцепки и отцепки груза силами наземной бригады, что не всегда возможно, например при монтаже высотного груза. Кроме того, пальцы открывающего защелку находятся в опасной зоне и могут быть травмированы отцепляемым заершенным грузовым стропом.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения, т.е. прототипом, является система внешней подвески вертолета, содержащая верхний замок, присоединенный к нему посредством переходных звеньев вертлюг и канат, в нижней точке которого смонтирован грузодержатель. Грузодержатель выполнен в виде крюка, снабженного подпружиненной двуплечей защелкой, предотвращающей непроизвольную отцепку груза (ВСН 463-85 «Монтаж конструкций с применением вертолетов», М. 1986, рис. 17а). Второе плечо защелки обеспечивает более удобную и безопасную отцепку грузового стропа, т.к. ручное открывание защелки выполняется с противоположной стороны от зева - в безопасной зоне. Однако из-за того, что носик крюка незначительно выходит за габарит крюка, необходима подцепка и отцепка груза только силами наземной бригады, что не всегда безопасно, например, на высоте или при подцепке аварийного, поврежденного груза, который под действием мощного потока воздуха от вертолета может деформироваться (скорость потока может достигать 40 м/с и более).
Задачей предлагаемого решения является устранение указанного недостатка и достижение нового технического результата, заключающегося в повышении безопасности работ за счет возможности безлюдной подцепки и управляемой отцепки груза от вертолета без участия наземной бригады.
Этот технический результат в системе внешней подвески вертолета, содержащей верхний замок, вертлюг, включающий неподвижную часть, прикрепленную посредством переходных звеньев к верхнему замку, и подвижную часть, к которой прикреплен канат с присоединенным в нижней точке грузодержателем, выполненным в виде крюка, над носиком которого шарнирно закреплена подпружиненная двуплечая защелка, закрывающая одним из плеч зев крюка, достигается тем, что на носике крюка закреплен консольный удлинитель, а ко второму плечу защелки присоединен трос управления открыванием зева крюка, причем на неподвижной части вертлюга установлен привод вращения подвижной части вертлюга с канатом и крюком.
Трос управления открыванием зева крюка, смонтирован на канате посредством направляющих, закрепленных на нем между крюком и вертлюгом, с обеспечением возможности поступательного перемещения, причем трос в верхней части около вертлюга снабжен петлей для функционального сопряжения с зацепом рукоятки, размещенной в кабине вертолета.
Привод вращения подвижной части вертлюга может быть выполнен в виде электромеханизма с исполнительным звеном, а на подвижной части вертлюга установлен элемент с возможностью взаимодействия с исполнительным звеном электромеханизма.
Исполнительное звено электромеханизма может быть выполнено в виде закрепленного на выходном валу катка, а элемент, установленный на подвижной части вертлюга, выполнен в виде диска, причем каток и диск сопряжены с возможностью образования фрикционной пары для передачи вращательного движения.
Кабель питания электромеханизма введен в кабину, где размещен пульт управления.
Между концом каната и крюком может быть установлено дополнительное массивное звено.
На нижнем конце каната выше крюка может быть установлено защитное ограждение, выполненное в виде прочного эластичного рукава.
На чертежах и фото показана предлагаемая система внешней подвески вертолета для безлюдной подцепки и отцепки груза:
на фиг. 1 представлен общий вид системы внешней подвески вертолета;
на фиг. 2 - вид узла доработанного штатного вертлюга;
на фиг. 3 показано применение системы внешней подвески при подцепке за предварительно подготовленную боковую петлю на аварийном грузе - дымовой трубе с большими повреждениями (прогарами), согнувшейся под действием ветра;
на фиг. 4 - перенос демонтированной аварийной трубы на грузовую площадку для утилизации;
на фиг. 5 - заход вертолета на монтаж новой трубы (с громоотводом) после подцепки на земле за арочную строповочную петлю крюком системы внешней подвески (для монтажа трубы предварительно в месте стыка закреплены направляющие приспособления - ловители).
Система внешней подвески вертолета 1 включает верхний замок 2, к которому крепится вертлюг 3 посредством переходных звеньев 4. На неподвижной части штатного вертлюга - корпусе 5 хомутами 6 закреплен электромеханизм 7, на выходном валу 8 которого закреплено исполнительное звено 9 в виде катка с фрикционным покрытием. На подвижной части вертлюга 10 закреплен диск 11, контактирующий с катком 9. В результате образована фрикционная пара, обеспечивающая возможность передачи вращения подвижной части 10 посредством электромеханизма 7 (фиг. 2). От пульта управления, находящегося в кабине, к электромеханизму 7 подведен кабель питания 12. К ушковому наконечнику 14 подвижной части вертлюга присоединен канат 15, к нижнему концу которого посредством болта 16 прикреплено дополнительное звено 17 с шарнирно подсоединенным крюком 18. Дополнительное звено 17 выполнено массивным для утяжеления нижней части каната 15 с целью уменьшения колебаний подвески. На носике крюка 18 закреплен консольный удлинитель 19. На крюке над зевом шарнирно установлена подпружиненная двуплечая защелка, плечо 20 которой под действием пружины закрывает зев крюка 18, исключая непроизвольную отцепку грузового стропа 21. К плечу 22 защелки присоединен трос управления 23, который посредством хомутов 24 прикреплен к канату 15 на участке от крюка до вертлюга. В хомутах 24 для троса управления 23 установлены направляющие втулки, выполненные из антифрикционного материала, например, из бронзы. Эти втулки обеспечивают возвратно-поступательное перемещение троса 23 вдоль каната 15. На верхнем конце троса 23 рядом с вертлюгом 3 выполнена петля 25, а в кабине рядом с центральным грузовым люком размещена рукоятка 26 с зацепом - крючком. На нижнюю часть каната 15 с дополнительным звеном 17 надет защитный рукав 27, выполненный из прочного эластичного материала, например, армированный резиновый шланг.
Система внешней подвески вертолета работает следующим образом.
Перед подцепкой груза наземная бригада подготавливает его к безлюдной подцепке внешней подвеской вертолета. Для этого на грузе проверяют строповочные узлы: петли, рым-болты и пр. на сопрягаемость с крюком, снабженным консольным удлинителем (вход и выход). Аварийные грузы подготавливают с проверкой надежности ослабленных узлов, при необходимости дополнительно обвязывают стропами с образованием арочных или боковых петель.
При зависании вертолета над грузом против ветра (чтобы обеспечить максимальную грузоподъемность), экипаж по командам бортоператора подводит крюк 18 ближе к строповочной петле. В случае возможных ударов крюка о груз амплитуда колебаний внешней подвески может быть снижена за счет утяжеления дополнительным звеном 17. Рукав 27 может смягчить удары и предотвратить повреждения каната 15 от острых и рваных кромок демонтируемого груза. Бортоператор, управляя электромеханизмом 7, поворачивает внешнюю подвеску по азимуту и устанавливает консольный удлинитель 19 перпендикулярно строповочной петле 21. После этого экипаж эволюциями вертолета по высоте и горизонту вводит удлинитель 19 в строповочную петлю и набирает высоту. При этом строповочная петля 21 с конца консольного удлинителя 19 входит в зев крюка 18, нажимая на плечо 20, открывает защелку и подцепляется к крюку. Защелка под действием пружины закрывает зев крюка. Выполняя дальнейший набор высоты, экипаж поднимает груз над землей и транспортирует в назначенное место (фиг. 3-4). После укладки груза на землю или его установки в проектное положение (монтажа), бортоператор через центральный грузовой люк вводит зацеп рукоятки 26 в петлю 25 троса управления 23 и тянет ее вверх. Под действием тягового усилия в тросе 23 плечо 22 защелки поворачивается вверх и открывает крюк. При дальнейшем подъеме троса и повороте крюка 18 на нижнем шарнире стропочная петля 21 выходит из крюка. После отцепки от груза вертолет направляют за следующим грузом или на посадку.
Предлагаемая система внешней подвески несложна по конструкции, состоит из минимального количества узлов и штатных деталей. Она может обеспечить безлюдную подцепку и отцепку груза в сложных и небезопасных для наземной бригады условиях, например, при демонтажных и аварийно-восстановительных работах, при разборе завалов металлоконструкций после ЧС и т.п. Она может быть использована в случаях, когда грузы могут быть недостаточно прочными или ненадежно закреплены.
Конструкция системы внешней подвески груза к вертолету отработана в испытательных полетах и проверена в производственных условиях.