АЭРОЭЛЕКТРОПОДЪЕМНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
ELECTRICALLY DRIVEN FLYING VEHICLE

Изобретение относится к летательным аппаратам тяжелее воздуха, предназначенным для тушения пожаров на земле, например лесных пожаров, и в высотных зданиях, а также для выполнения спасательных работ в высотных зданиях при пожарах.
Проблема тушения пожаров, возникающих в высотных зданиях, например более, чем в 25-30 этажных домах, и эвакуация людей с высоких этажей зданий на сегодняшний день остается сложной и весьма актуальной задачей.
Известен вертолет, содержащий выдвижной трубопровод с брандспойтом, связанный с выходом первого насоса, размещенного на вертолете, вход которого через гибкий пожарный шланг связан с выходом второго насоса, размещенного на наземном транспортном средстве и подключенного своим входом к расположенному на земле источнику воды (патент США №5135055, 1991 г.).
Недостатком известного устройства является высокая стоимость производимых с его помощью работ. Большие габариты вертолета и соответственно размеры его несущего винта не позволяют близкий подлет вертолета к зданию, что делает невозможным его практическое использование для спасения людей при пожаре из высотного здания из-за большого расстояния между бортом вертолета и потерпевшими. Кроме того, работа вертолета ограничивается определенными метеоусловиями.
Известен винтокрылый летательный аппарат, содержащий жесткие несущие винты с оградительным устройством в нижней его части и причальное устройство, с помощью которого аппарат крепится к стене здания, давая возможность спасателям проникнуть в здание или спуститься по его стене на лебедке с целью доставки пострадавшим спасательных поясов, закрепляемых к тросу лебедки, и последующей транспортировки пострадавших в безопасное место (патент РФ №2132799, 1998 г.).
Недостатком известного устройства является также высокая стоимость проведения спасательных работ из-за высокой стоимости самого аппарата.
Известен аэроэлектроподъемный летательный аппарат (далее - а.э.л.а.), содержащий фюзеляж, по меньшей мере, два воздушных винта, по меньшей мере, один электродвигатель, связанный своим валом с воздушными винтами и электрически соединенный с источником электроэнергии, размещенным непосредственно на земле или на транспортном средстве, и закрепленный на фюзеляже фал, связанный с устройством регулировки его длины, размещенным непосредственно на земле или на транспортном средстве (патент РФ №2278061, 2005 г.). Данный летательный аппарат, имея малые размеры и вес и обладая низким энергопотреблением и сравнительно низкой стоимостью, способен продолжительное время удерживать полезный груз на заданной высоте, стабильно сохраняя свою вертикальную устойчивость, что позволяет эффективно использовать его в качестве устройств для обнаружения целей, для съемок панорамных сцен, контроля движения на дорогах и т.д.
Вместе с тем конструкция данного летательного аппарата не предусматривает его использование для тушения пожаров, а также в качестве средства спасения людей при пожарах.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание высокоэкономичного летательного аппарата, имеющего низкую себестоимость и простую конструкцию, обладающего малыми размерами и весом и способного в течение длительного промежутка времени сохранять свою вертикальную устойчивость во время тушения пожара из размещенного на его борту брандспойта, а также осуществлять спасение пострадавших из высотного здания при пожаре путем обеспечения возможности причаливания к стенам здания и эвакуации пострадавших на землю.
Задача решается тем, что аэроэлектроподъемный летательный аппарат (далее-АЭЛА), содержащий фюзеляж, по меньшей мере, два воздушных винта, по меньшей мере, один электродвигатель, связанный своим валом с воздушными винтами и электрически соединенный с источником электроэнергии, размещенным непосредственно на земле или на транспортном средстве, и закрепленный на фюзеляже фал, связанный с устройством регулировки его длины, размещенным непосредственно на земле или на транспортном средстве, дополнительно снабжен поворотным элементом, закрепленным на фюзеляже между воздушными винтами и соединенным со штоком гидроцилиндра, также закрепленного на фюзеляже, причем рабочая полость гидроцилиндра связана с устройством подачи рабочей жидкости.
Кроме того, АЭЛА может быть снабжен огражденной площадкой для спасения людей, закрепленной на фюзеляже, преимущественно в нижней его части, по периметру фюзеляжа, причем устройство подачи рабочей жидкости может быть размещено непосредственно на летательном аппарате, при этом летательный аппарат может быть снабжен пожарным рукавом с брандспойтом, закрепленным на фюзеляже и связанным с источником пламегасящей жидкости, размещенным непосредственно на земле или на транспортном средстве.
Летательный аппарат может быть также снабжен пожарным рукавом с брандспойтом, закрепленным на фюзеляже и связанным с устройством подачи рабочей жидкости, размещенным непосредственно на земле или на транспортном средстве, при этом рабочая полость гидроцилиндра связана с устройством подачи рабочей жидкости через пожарный рукав.
Поворотный элемент а.э.л.а. может быть выполнен в виде пластины, а фал может быть закреплен на фюзеляже через шарнирно установленную на фюзеляже поворотную скобу.
Наличие в конструкции летательного аппарата поворотного элемента, закрепленного на фюзеляже между воздушными винтами и соединенного со штоком гидроцилиндра, также закрепленного на фюзеляже, причем рабочая полость гидроцилиндра связана с устройством подачи рабочей жидкости, позволяет изменять направление потоков воздуха от воздушных винтов, тем самым парируя момент от струи пламегасящей жидкости, подаваемой от закрепленного на л.а. брандспойта, и осуществляя совместно с изменением частоты вращения несущих винтов причаливание АЭЛА к стене здания при спасении пострадавших.
Наличие огражденной площадки для спасения людей, закрепленной на фюзеляже, преимущественно в нижней его части, по периметру фюзеляжа, позволяет осуществлять эвакуацию людей из зоны бедствия. Размещение устройства подачи рабочей жидкости непосредственно на летательном аппарате обеспечивает управление его поворотным элементом при автономном использовании данного аппарата в качестве средства спасения пострадавших.
Крепление к АЭЛА пожарного рукава с брандспойтом, закрепленным на фюзеляже и связанным с устройством подачи рабочей жидкости, размещенным непосредственно на земле или на транспортном средстве, обеспечивает использование заявленного летательного аппарата для тушения пожаров, возникающих на высоких этажах зданий или на земле. То, что рабочая полость гидроцилиндра связана с устройством подачи рабочей жидкости через пожарный рукав, обеспечивает автоматическое отклонение поворотного элемента АЭЛА в зависимости от давления пламегасящей жидкости.
Крепление фала на фюзеляже через шарнирно установленную на фюзеляже поворотную скобу позволяет избегать возможного закручивания фала, что способствует стабилизации положения аппарата.
Изобретение поясняется графически, где на фиг.1 представлен общий вид предлагаемого АЭЛА с источником пламегасящей жидкости, размещенным на наземном транспортном средстве; на фиг.2 - общий вид АЭЛА с закрепленным на нем пожарным рукавом с брандспойтом, связанным с рабочей полостью гидроцилиндра; на фиг.3 - общий вид АЭЛА с огражденной площадкой для спасения пострадавших и источником подачи рабочей жидкости для гидроцилиндра, размещенным непосредственно на борту л.а.
АЭЛА содержит фюзеляж 1, выполненный, например, в виде силовой рамы с установленными на ней электродвигателями 2, соединенными посредством электрического кабеля 3 с наземным источником электроэнергии, который может базироваться непосредственно на земле или транспортном средстве 4, а также воздушные винты 5 с вертикальным вектором тяги, связанные с валами электродвигателей 2. На фюзеляже 1 в точке выше расположения центра тяжести аппарата через поворотную скобу 6 закреплен фал 7. Другим своим концом фал 7 связан с устройством регулировки его длины, выполненным, например, в виде барабана 8, установленного непосредственно на транспортном средстве 4. АЭЛА содержит поворотный элемент, выполненный, например, в виде поворотной пластины 9, одним своим концом шарнирно установленный между винтами 5 на фюзеляже 1, а другим - связанным со штоком 10 гидроцилиндра, закрепленного на фюзеляже 1. Рабочая полость 11 гидроцилиндра через гибкий шланг 12 связана с источником подачи рабочей жидкости, представляющим собой либо размещенные на фюзеляже 1 насос и емкость 13 с рабочей жидкостью, либо размещенный на транспортном средстве 4 насос 14, качающий из бака пламегасящую жидкость. На фюзеляже 1 закреплен пожарный рукав 15 с брандспойтом 16, который может быть связан с насосом 14, при этом гибкий шланг 12 связан с насосом 14 через пожарный рукав 15. По периметру фюзеляжа 1 размещена огражденная площадка 17 с поручнями для эвакуации пострадавших.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Источник электроэнергии через электрический кабель 3 приводит в работу электродвигатели 2, которые, в свою очередь, приводят во вращение воздушные винты 5, создающие необходимую для взлета вертикальную тягу. Поднимающийся аппарат раскручивает с барабана 8 фал 7, который при достижении аппаратом требуемой высоты фиксируется на определенной длине. Фал 7 натягивается подъемной силой винтов 5, а сам аппарат за счет фала 7 имеет устойчивую вертикальную стабилизацию. АЭЛА поднимается до места пожара на требуемую высоту. Насос 14 подает пламегасящую жидкость через пожарный рукав 15 с брандспойтом 16 на место возгорания. Одновременно с этим через гибкий шланг 12, связанный с пожарным рукавом 15 (см. фиг.2), в рабочую полость 11 гидроцилиндра также подается жидкость, перемещающая шток 10 гидроцилиндра, связанный с поворотным элементом 9. Поворотный элемент 9 меняет свое положение. Поскольку поворотный элемент установлен между несущими винтами 5, при отклонении он меняет направление исходящих от них потоков, уравновешивая момент от струи пламегасящей жидкости, исходящей из брандспойта 16. Рабочая жидкость в полость 11 гидроцилиндра может подаваться и не через пожарный рукав 15, а из емкости 13 (см. фиг.3), расположенной непосредственно на фюзеляже 1.
Для спасения пострадавших при пожаре АЭЛА, изменяя скорость вращения несущих винтов 5 и отклоняя поворотную пластину 9 путем подачи жидкости в рабочую полость 11 гидроцилиндра из емкости 13, меняет свое положение в пространстве, приближаясь к месту, где находятся пострадавшие. АЭЛА как можно ближе причаливает к стене здания своей огражденной площадкой 17, куда эвакуируются пострадавшие. Далее путем намотки фала 7 на барабан 8 осуществляется спуск аппарата с пострадавшими на землю.
Предлагаемый АЭЛА, имея простую конструкцию и на порядок меньшую стоимость, в сравнении с используемыми пожарными вертолетами, может осуществлять быстрый подъем на заданную высоту или спуск на землю (около 30 с) в любых метеоусловиях. Кроме того, такой аппарат, располагаясь на отдельной тележке, может быть состыкован с обычными пожарными машинами.