СИСТЕМА ПОДУШЕК БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
AIRCRAFT AIR BAG SYSTEM

Рассматриваемое изобретение представляет собой систему подушек безопасности, предназначенную для использования во всех типах воздушных судов, как пассажирских, так и коммерческих, спортивных, сверхлегких, а также летательных аппаратах с несущим винтом (вертолеты) и военных самолетах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Широко известно использование воздушных подушек в автомобилях. Гораздо реже их используют в других областях, например в мотоциклах.
При известном уровне техники не существует прототипов воздушных подушек для летательных аппаратов какого-либо типа. Тем не менее значимость использования воздушных подушек, способствующих предотвращению гибели пассажиров и значительному снижению количества травм, получаемых в авариях/чрезвычайных ситуациях, особенно в случае вынужденной посадки или вылета, трудно переоценить.
ОПИСАНИЕ
Рассматриваемое изобретение - это встраиваемая система воздушных подушек для пассажирских самолетов, также как и для спортивных, сверхлегких и прочих типов воздушных судов, включает:
- подушки, наполняемые воздухом или газом из резервуаров;
- соединение с опорой шасси и авиационным высотомером;
- дополнительную подсистему подачи воздуха или газа для наполнения с помощью вспомогательной силовой установки;
- ручные переключатели для активации воздушных подушек в кабине летчика и пассажирских отделениях, расположенных и приводимых в действие с панели приборов в кабине;
- датчик захода на посадку / контакта с поверхностью для автоматического запуска системы воздушных подушек в кабине летчика и пассажирских отделениях;
- электропровода и электроклапаны для наполнения подушек в кабине летчика и пассажирских отделениях;
- трубопровод для воздуха или газа.
Предпочтительное расположение воздушных подушек в коммерческих воздушных судах - это задняя часть пассажирских сидений. В кабине пилота с учетом имеющихся в настоящее время средств управления наиболее подходящее расположение подушек - потолок. В случае же когда в кабине самолета предусмотрена единая система управления (рычаг), то наиболее подходящим расположением будет место рядом с панелью приборов. Частным случаем являются планеры, в которых подушки безопасности можно установить в панели приборов.
Контейнеры для воздушных подушек, в зависимости от ситуации, могут иметь форму параллелепипеда, сферы или любую другую. Они могут быть установлены в задней части сидений или в полу. Они оснащаются трубками, соединенными с воздушными резервуарами. Активация подушек безопасности осуществляется с помощью электроклапанов.
На воздушных судах любого типа и назначения с расположенными в ряд сиденьями предпочтительное место установки воздушных подушек - спинка стоящего впереди сиденья. Подушки для первых в ряду сидений могут быть расположены в передней перегородке или на потолке. Следует учитывать, что коммерческие авиалинии используют сиденья различных форм, конструкции и расположения. Сиденья также обычно комплектуются откидными столиками и/или телеэкранами, поэтому их конструкция модифицируется, чтобы обеспечивать место для раскрытия воздушных подушек.
В связи с наличием существенных различий между моделями воздушных судов и сложностью оборудования кабин возникает необходимость проводить анализ в каждом отдельном случае для поиска наиболее подходящего места расположения воздушных подушек, хотя чаще всего наиболее подходящим местом оказывается потолок, оборудуемый, например, створками или чем-то подобным. Причина этого в том, что система управления летательных аппаратов, в принципе аналогичная рулевому управлению в автомобилях, использует другие средства для достижения тех же результатов. В настоящее время в новых коммерческих самолетах устанавливается единая система управления (т.н. «рычаг», назначение которого состоит в управлении направлением), располагаемая справа и слева от каждого из пилотов соответственно. Очевидно, что наиболее удачное расположение регулирующего устройства системы безопасности находится в области панели навигационных приборов, чтобы подушки могли раскрываться так же, как и на пассажирских местах.
Частным случаем являются планеры, где установка воздушных подушек обязательно осуществляется внутри панели приборов.
Воздушные (газовые) резервуары для подушек могут быть как отдельными, так и общими в зависимости от типа судна. Отдельные резервуары устанавливаются для каждого сиденья, а резервуары кабины располагаются под нижней частью пола или, иными словами, в потолочной части грузового отсека. Кроме того, в соответствии с критериями различных проектов существующих летательных аппаратов возможно использование системы воздушного (газового) резервуара, распределяющей газовый поток по всем воздушным подушкам между рядами или группами сидений и кабиной. Также в частных случаях газ, подаваемый при помощи вспомогательной силовой установки (ВСУ) летательного аппарата, может быть использован как источник соответствующего газового потока. Система воздушных подушек снабжена трубками, соединяющими его с воздушным или газовым резервуаром. Регуляция осуществляется посредством электроклапанов. В планерах и ультралегких самолетах необходимо устанавливать воздушные или газовые резервуары, поскольку в их конструкцию ВСУ не входит.
Контейнеры, в которых хранятся свернутые подушки безопасности, в зависимости от конструкции самолета могут быть параллелепипедной, сферической или любой другой формы. Контейнеры могут располагаться в спинках сидений или на полу. В конструкции сидений следует предусмотреть углубления нужной конфигурации и разместить в них подушки безопасности перед выполнением отделки и/или заполнением каким-либо материалом пассажирских кресел.
Система подушек безопасности также может быть спроектирована индивидуально. В этом случае описанную в данном документе систему управления работой подушек безопасности, расположенных в пассажирских креслах и других частях самолета, использующую провода, соединения с другими системами, клапанами и т.д., можно полностью заменить отдельными для каждого сиденья электрохимическими аккумуляторами, работа которых основана на принципе резкого замедления с перегрузками до 9 g. Такие аккумуляторы (состоящие на вооружении армии) представляют собой два контейнера, наполненные 2 химическими реагентами, которые при резком торможении смешиваются и вступают в реакцию, проходящую с выделением энергии, достаточной для открывания электрического клапана или запуска пиротехнической системы, которая открывает резервуары со сжатым воздухом или газом, активируя таким образом подушки безопасности. Это может быть, например, литиево-ионный аккумулятор MP/VL производства компании Saft или аналогичный.
Аккумулятор напрямую соединяется с активатором подушки безопасности, поэтому представляет собой полностью автономную систему, не имеющую каких-либо внешних соединений и исключающую, таким образом, любые технические проблемы, которые могут быть с этим связаны.
В таком случае, резюмируя вышесказанное, система подушек безопасности для воздушных судов данного изобретения включает:
- воздушные подушки;
- отдельные резервуары со сжатым воздухом или газом;
- электрохимические аккумуляторы, работающие на основе принципа резкого торможения;
- систему воздухо- или газопроводов внутри кабины пилота: трубка Т1 проводится от отдельного резервуара D1 к приборной панели CI, трубка T3 проводится от указанного резервуара D2 к потолку и трубкам Т, соединяющими отдельный резервуар D3 с пассажирскими отделениями.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения на сопроводительных чертежах приведены несколько предпочтительных вариантов его исполнения:
- на фиг.1 представлено предпочтительное расположение воздушных подушек в кабинах пилотов коммерческих самолетов, частных судов (спортивных, ультра-легких, винтовых (вертолеты)), а также в военных летательных аппаратах;
- на фиг.2 представлено предпочтительное расположение воздушных подушек в кабине пилота планера, ультралегких судов и т.п.;
- на фиг.3 приведено предпочтительное расположение воздушных подушек в пассажирских сиденьях в рядах со второго и далее по направлению к хвосту самолета, эти места оборудованы столиками и/или видеоэкранами.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 - предпочтительное конструктивное исполнение подушек безопасности в кабинах коммерческих, частных и военных воздушных судов. Первое предпочтительное конструктивное исполнение изобретения показано на фиг.1, где изображенные элементы обозначены следующим образом:
А1-А2 - подушка безопасности
APU - вспомогательная силовая установка
AP - кресло пилота
CI - приборная панель
CTAA - соединение с шасси и высотомером (в случае если шасси не выпускается на определенной высоте в связи с техническими неполадками или из-за действий экипажа, система осуществляет соединение автоматически, в результате чего срабатывают подушки безопасности в кабине пилота и пассажирском салоне)
D1-D2 - резервуары с воздухом или газом (место установки зависит от типа воздушного судна)
E1-E2 - клапаны с электроприводом (в зависимости от расположения резервуаров с воздухом)
IMCV - переключатель для ручной активации подушек безопасности кабины пилота
IMP - переключатель для ручной активации подушек безопасности для пассажиров
LE1-LE2 - электрические линии (в зависимости от расположения резервуаров с воздухом)
M - перегородка (между кабиной пилота и пассажирским салоном)
SAC - датчик захода на посадку / контакта с поверхностью
T1-T2-T3-трубки для подачи воздуха (в зависимости от расположения резервуаров с воздухом)
Данное конструктивное исполнение обеспечивает установку системы подушек безопасности в кабине пилота для защиты экипажа; управление системой осуществляется экипажем вручную, в случае если экипаж не отреагирует вовремя - автоматически. Система в салоне управляет не только подушками безопасности в кабине пилота, она также активирует подушки безопасности, установленные в пассажирском отделении.
На фиг.1 показаны надувные подушки безопасности, размещенные в отсеках приборной панели A1 и на потолке кабины A2; подача сжатого воздуха или газа, которая осуществляется из отдельных резервуаров воздуха или газа D1 либо из общего хранилища для кабины D2 (место установки зависит от типа воздушного судна), либо через ВСУ, кресло пилота AP; приборная панель CI; соединение с шасси и высотомером, CTAA; электроклапаны E1-E2, размещение которых, в свою очередь, зависит от размещения резервуаров, переключатель для ручной активации подушек безопасности кабины пилота IMCV; переключатель для ручной активации подушек безопасности, расположенных в зонах, предназначенных для пассажиров, IMP; электрические линии LE1-LE2, установка которых зависит от предложенного расположения резервуаров с воздухом или газом, перегородка, отделяющая кабину М от зоны, предназначенной для пассажиров, датчик захода на посадку / контакта с поверхностью SAC; воздуховоды T1-T2-T3, их установка зависит от предложенного расположения резервуаров с воздухом или газом.
При возникновении аварийной ситуации в связи с техническими неполадками персонал кабины при помощи переключателя для ручной активации подушек безопасности, установленных в кабине пилота, IMCV, а также при помощи переключателя для ручной активации подушек безопасности, расположенных в салоне для пассажиров, IMP, приводит в действие клапаны E1-E2, которые выпускают воздух из резервуаров D1-D2 или из ВСУ, таким образом надувая подушки A1 в приборной панели кабины и A2 на потолке кабины.
В случае если шасси не выпускается на определенной высоте в связи с техническими неполадками или из-за действий экипажа, высотомер, подключенный к системе обнаружения опускания рычага управления, посылает сигнал датчику для автоматической активации системы подушек безопасности в ответ на показания датчика захода на посадку/контакта с поверхностью SAC (через соединение с шасси и высотомером CTAA), который в то же время активирует клапаны E1-E2, таким образом выпуская воздух или газ из резервуаров D1-D2 или вышеупомянутой ВСУ и надувая подушки A1-A2.
Соответственно, автоматическая система также надувает все пассажирские подушки безопасности.
2 - предпочтительное конструктивное исполнение системы подушек безопасности в кабине пилота планеров (с двигателем или без), сверхлегких воздушных судов и т.д.
Данное предпочтительное конструктивное исполнение рассматриваемого изобретения приведено на фиг.2, где изображенные элементы обозначены следующим образом:
A
Подушка безопасности
B
Кресло
CI
Приборная панель
D1-D2
Резервуары с воздухом или газом (место установки зависит от их расположения)
E1-E2
Электроклапаны (в зависимости от расположения резервуаров с воздухом)
F
Соединение с шасси и высотомером (в случае если пилот не в состоянии активировать шасси на определенной высоте, высотомер, подсоединенный к системе обнаружения положения устройства, отвечающего за снижение и шасси, посылает на датчик сигнал для активации подушки безопасности)
G
Соединение с E1-E2
IM
Ручной переключатель
LE1-LE2
Электрические линии (в зависимости от расположения резервуаров с воздухом)
SAC
Датчик захода на посадку / контакта с поверхностью
T2
Воздуховод
TL1
Боковой воздуховод
M
Перегородка, отделяющая кабину от остальных зон
Данное конструктивное исполнение учитывает специфику конфигурации кабины пилота, а также технически осуществимые системы в таких малых воздушных судах как планеры, сверхлегкие самолеты и т.д.
На фиг.2 показаны: надувная подушка A; кресло пилота B; приборная панель CI; резервуары с воздухом или газом - отдельный D1 либо общий резервуар для кабины D2, расположение и установка (внутри или под приборной панелью) зависят от особенностей конструкции кабины пилота; электроклапаны E1-E2; соединение с шасси и высотомером F; соединение G с указанными E1-E2; ручной переключатель IM; электрические линии LE1-LE2, их расположение, в свою очередь, зависит от расположения резервуара с газом, который используется для приведения в движение планеров и сверхлегких воздушных судов; датчик захода на посадку / контакта с поверхностью SAC; линия подачи воздуха или газа T2; боковой воздуховод или линия подачи воздуха или газа TL1 и перегородка М.
Так же, как и при предпочтительном конструктивном исполнении 1, при возникновении аварийной ситуации в связи с техническими неполадками пилот активирует ручной переключатель IM. Сигнал через соединение передается в электрические линии LE1-LE2 и приводит в действие клапаны E1-E2, которые выпускают воздух или газ из резервуаров D1-D2.
В случае, если пилот не способен активировать шасси на определенной высоте, высотомер, подсоединенный к системе обнаружения положения устройства, отвечающего за снижение и шасси, посылает на датчик сигнал для активации подушки безопасности, датчик захода на посадку / контакта с поверхностью SAC посылает сигнал на клапаны E1-E2, которые выпускают воздух или газ из резервуаров D1-D2.
3 - предпочтительное конструктивное исполнение системы подушек безопасности в пассажирских салонах коммерческих, частных и военных воздушных судов.
Данное предпочтительное конструктивное исполнение изобретения показано на фиг.3 и относится к тому же типу воздушных судов, что и первое предпочтительное конструктивное исполнение (фиг.1), но предназначено для кресел пассажиров; изображенные на фиг.3 элементы обозначены следующим образом:
A3-A4-A5
Подушка безопасности (возможные расположения в зависимости от типа пассажирского места)
B
Кресло
C
Откидной столик или видеоэкран
D3
Отдельный резервуар
D2 или ВСУ (APU)
Общий резервуар или вспомогательная силовая установка
E3-E4
Электроклапаны (в зависимости от расположения резервуаров с воздухом)
LE3
Электрическая линия, подсоединенная к ручному переключателю в кабине пилота и датчику захода на посадку
R
Спинка кресла
T
Воздуховод
Показано расположение системы подушек безопасности на посадочных местах пассажирских воздушных судов. В зависимости от типа посадочных мест возможны различные варианты расположения; на фиг.3 показано расположение подушки безопасности в креслах любого ряда за первым, а также за любым другим креслом, оборудованным откидным столиком и/или видеоэкраном в пассажирском салоне.
Показаны: надувные подушки безопасности A1-A2-A3, размещенные внутри прямоугольных отсеков, расположенных в одном из трех мест вокруг откидного столика кресла, кресло B; столик и/или видеоэкран C; отдельный резервуар D3; общий резервуар D2 либо подача от ВСУ; клапаны E3-E4, их расположение зависит от расположения резервуаров воздуха или газа; соединительная электрическая линия LE3, идущая к ручному переключателю и датчику захода на посадку, расположенным в кабине пилота; спинка кресла R; линия подачи воздуха или газа Т.
Аналогично при возникновении аварийной ситуации в связи с техническими неполадками персонал кабины при помощи ручного переключателя IMP активирует клапаны Е3-Е4 для приведения в действие подушек безопасности, размещенных в пассажирских зонах, и по сигналу, передаваемому по соединительной электрической линии LE3, подается воздух или газ из резервуаров D3, D2 либо из ВСУ, надувая подушки.
В случае если пилот не способен активировать шасси на определенной высоте, высотомер, подсоединенный к системе обнаружения положения устройства, отвечающего за выпускание шасси, посылает на датчик сигнал для активации системы подушек безопасности, датчик захода на посадку / контакта с поверхностью SAC посылает сигнал на клапаны E3-E4, которые выпускают воздух или газ из резервуаров; в данном случае команда активации системы подушек безопасности, размещенных в пассажирской зоне, поступает из кабины пилота.
После описания особенностей рассматриваемого изобретения, а также трех предпочтительных вариантов конструктивного исполнения, следует добавить, что объем и состав данного изобретения, см. формулу изобретения ниже, позволяет использовать различную конфигурацию, формы и материалы.