УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ ГРУЗА ВЕРТОЛЁТА
APPARATUS FOR EXTERNAL SUSPENSION OF HELICOPTER CARGO

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам подвески груза под фюзеляжем вертолета и может быть использовано для перевозки грузов с помощью вертолета вне его грузовой кабины, а также для быстрой отцепки груза на месте доставки.
Известна система внешней подвески груза к вертолету (патент SU 509495, B64D 1/22, публ. 23.03.1976 г.). На борту вертолета установлена электролебедка, трос которой с замком-рвушкой проходит через силовой замок. К замку-рвушке закреплен грузовой трос с крюком через головку, которая выполнена из верхней части с буртом для закрепления в силовом замке в нижней части, связанных между собой сферическим подшипником. Нижняя часть головки грузового троса имеет цилиндрическое утолщение, которое взаимодействует со сферическим шарниром плоского шарнирного четырехзвенного механизма, закрепленного на корпусе силового замка с помощью карданов. На одном из звеньев четырехзвенного механизма закреплена штанга, которая взаимодействует с подпружиненными рычагами автопилотного датчика положения троса, установленного на корпусе силового замка и связанного электрическими цепями с автопилотом.
Известно устройство для внешней подвески груза винтокрылого летательного аппарата (патент US2012018569, публ. 26.01.2012, В64С 7/00), которое содержит нижний узел крепления, предназначенный для восприятия продольных и поперечных нагрузок; верхней узел крепления, необходимый для восприятия вертикальных нагрузок; а также натяжной элемент, устанавливаемый между нижним и верхним узлами крепления рамы. Натяжной элемент предназначен для передачи растягивающих нагрузок между нижним и верхним узлами крепления рамы. При этом нижний узел крепления рамы содержит проушину, прикрепленную к раме планера и дополнительно содержит поворотный рычаг осевой опоры, установленный на указанной проушине для обеспечения возможности вращения вперед и назад поворотного рычага осевой опоры. При этом поворотный рычаг осевой опоры поддерживает сферический шарнир, предназначенный для компенсации отклонения внешней подвески, установленной на сферическом шарнире. Указанное отклонение включает продольные и поперечные отклонения относительно сферического соединения для реакции на продольные и поперечные нагрузки.
Известно устройство для внешней подвески груза, наиболее близкое к заявляемому изобретению (патент RU 2763621, В64С 3/00, В64С 3/42, публ. 30.12.2021 г.) Подвеска состоит из следующих основных элементов: замка верхнего, который с помощью четырех подкосов посредством карданов подвешен к потолку грузовой кабины, в замок верхний вставляется наконечник карданный с закрепленным к нему центральным канатом, стропами, заканчивающимися четырьмя скобами, непосредственно подцепляемых к грузу. Наконечник карданный опирается на крюки, которые при повороте относительно своих осей освобождают наконечник карданный. Поворот крюков осуществляется при помощи электромеханизма.
К недостаткам такого устройства для внешней подвески груза можно отнести следующее.
Закрепление замка верхнего на потолке грузовой кабины занимает некоторую часть объема грузовой кабины. Кроме того, для эксплуатации вертолета без внешней подвески требуется демонтаж замка верхнего, который занимает значительное время.
Электромеханизм поворота крюков замка верхнего не отличается высоким быстродействием, а также подвержен поломке при превышении нагрузки на шток электромеханизма.
Техническая проблема, не решенная в известном устройстве, решение которой обеспечивается заявляемым изобретением, заключается в создании внешней подвески, не занимающей полезный объем грузовой кабины, с гидравлическим приводом поворота крюков замка верхнего.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в повышении надежности крепления груза к вертолету, повышении безопасности полета, сокращении времени перевода вертолета в состояние эксплуатации последнего без внешней подвески, снижении нагрузки на персонал, расширении эксплуатационных возможностей.
Для достижения технического результата предлагается устройство для внешней подвески груза вертолета, содержащее опоры 1, на которых размещен замок верхний 2, в котором расположены поворотные крюки 13, микровыключатель 15, в соответствии с заявляемым изобретением отличающееся тем, что опоры 1 закреплены к силовым элементам грузового люка грузовой кабины вертолета, в верхней части замка верхнего 2 установлен замок-сцепка 3, снизу в замок верхний установлен наконечник карданный 4, к которому подсоединен канат центральный 5 либо канат-кабель 10 с закрепленным на нем электрозамком 11, причем к канату центральному 5 подсоединен крюк 6, на котором подвешены канаты стропные 7 с закрепленными на них грузодержателями 9, снаружи на корпусе замка верхнего 2 размещен гидроцилиндр силовой 14.
Кроме того, к центральному канату 5 закреплены четыре стропы 7, заканчивающиеся четырьмя скобами 9, которые непосредственно подцепляют к грузу.
При этом канаты центральные 5 имеют разную длину и могут устанавливаться в любом сочетании,
Причем гидроцилиндр силовой 14 подсоединен к гидросистеме вертолета.
Кроме того, опора 1 представляет собой кронштейн сложной формы, с одной стороны в опорах 1 выполнен паз, размер которого соответствует размеру замка верхнего 2, причем опора 1 закреплена с помощью болтового соединения к ответным элементам крепления замка верхнего 2 с другой стороны опора 1 снабжена горизонтальным элементом с ребрами жесткости и отверстиями под болтовое крепление к силовым элементам грузового люка.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид внешней подвески; фиг. 2 - верхний замок внешней подвески; фиг. 3 - продольный разрез верхнего замка.
Устройство внешней подвески груза вертолета состоит из двух опор 1, закрепленных к силовым элементам грузового люка грузовой кабины вертолета. На опорах 1 закреплен замок верхний 2 (фиг. 1, 2).
Каждая опора 1 представляет собой кронштейн сложной формы. С одной стороны в опорах 1 выполнен паз, размер которого соответствует размеру замка верхнего 2, размер которого соответствует размеру замка верхнего 2, причем опора 1 закреплена с помощью болтового соединения к ответным элементам крепления замка верхнего 2. С другой стороны опора 1 снабжена горизонтальным элементом с ребрами жесткости и отверстиями под болтовое крепление к силовым элементам грузового люка грузовой кабины вертолета.
В верхней части замка верхнего 2 установлен замок-сцепка 3, снизу в замок верхний установлен наконечник карданный 4.
К наконечнику карданному 4 подсоединен канат центральный 5, который состоит из одного или нескольких отрезков разной длины, которые могут устанавливаться в любом сочетании для достижения суммарной заданной длины. К канату центральному 5 подсоединен крюк 6. На крюк 6 подвешены канаты стропные 7 при помощи скобы 8. На нижних концах канатов стропных 7 установлены грузодержатели 9, предназначенные для соединения внешней подвески с транспортируемым грузом.
Вместо каната центрального 5 с крюком 6 может быть установлен канат-кабель 10 с закрепленным на нем электрозамком 11, к которому в этом случае при помощи скобы 8 закрепляют канаты стройные 7 с грузодержателями 9.
Замок верхний 2 (фиг. 2) крепится к фюзеляжу при помощи опор 1, в верхней части замка верхнего 2 установлена ручка аварийного открытия 12.
Внутри замка верхнего 2 (фиг. 3) расположены поворотные крюки 13, микровыключатель 15 и датчик 16 веса груза, поворот которых осуществляется при помощи гидроцилиндра силового 14, расположенного снаружи на корпусе замка верхнего 2 и подсоединенного к гидросистеме вертолета.
Наконечник карданный 4 с закрепленным к нему центральным канатом 5, крюком 6, стропами 7, заканчивающимися четырьмя грузодержателями 9, непосредственно подцепляемых к грузу, и скобой 8 вставляется снизу в замок верхний 2 (фиг. 1), вместе с замком-сцепкой 3, который крепится сверху к наконечнику карданному 4. При этом, поворотные крюки 13 раскрыты.
В верхней части наконечник карданный 4 выполнен с круговой выемкой и грибообразной верхней частью. При этом крюки 13 в нижней части повторяют закругленную форму выемки наконечника 4.
При заходе наконечника карданного 4 вместе с замком-сцепкой 3 внутрь замка верхнего 2 нажимается микровыключатель 15, который дает сигнал на закрытие крюков 13 замка верхнего, посредством гидроцилиндра силового 14, который поворачивает крюки 13. При этом нижняя часть крюков 13 входит в круговую выемку наконечника карданного 4 и зацепляется с выступающей грибообразной верхней частью упомянутого наконечника 4. После чего, наконечник карданный опускается и повисает на крюках 13 (фиг. 3).
При установке замка верхнего 2 в люк 17, расположенный в полу 18 грузовой кабины 19, поднимаются створки 20, которые выполняют роль граждения, предназначенного для безопасности оператора в процессе аботы с внешней подвеской груза. Таким образом, специального ограждения, которое необходимо убирать, когда внешняя подвеска не используется, не требуется.
На внешней подвеске (фиг. 1) вместо центрального каната 5 может быть установлен кабель-канат 10, на котором закреплен нижний электрозамок 11.
Для удобства установки наконечника карданного 4 в замок верхний 2, а также для подсоединения каната центрального 5 на режиме висения, предусмотрен подтяг центрального каната 5 (фиг. 1), который осуществляется при помощи лебедки 21, которая размещена на полу 18 грузовой кабины 19. Лебедка 21 включается на выпуск каната, и канат 22 лебедки 21 через ролик 23 пропускается внутри замка верхнего 2,
выпускается наружу вертолета и соединяется с наконечником карданным 4 при помощи замка-сцепки 3. После этого, лебедка 21 включается на уборку каната 22, и канат центральный 5 втягивается в замок верхний 2.
Длина центрального каната 5 предварительно выбирается из условий полета и особенностей груза. Канат центральный 5 состоит из отдельных отрезков канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве.
Длина строп 7 выбирается в зависимости от конфигурации и габаритов груза. Каждая стропа 7 состоит из отдельных отрезков канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве.
Перевозка грузов на внешней подвеске осуществляется следующим образом.
В полу 18 грузовой кабины 19 открывается люк 17, створки 20 которого выполняют роль ограждения. Центральный канат 5 вместе со стропами 7 при помощи грузодержателей 9 закрепляется на перевозимом грузе.
Затем центральный канат 5 посредством наконечника карданного 4 с помощью лебедки 21 устанавливается в замок верхний 2. Внешняя подвеска готова для перевозки груза.
Перед началом перевозки груза обязательно осуществляется контроль веса груза по показаниям датчика 16 веса груза, который расположен в замке верхнем 2.
После доставки груза на место пилот устанавливает его на землю, стропы 7 при этом ослабляются, и при помощи кнопки «Тактический сброс груза» подает электрический сигнал на открытие замка верхнего 2 или на открытие электрозамка 11 в зависимости от варианта исполнения подвески. В первом случае открывается замок верхний 2, и центральный канат 5 вместе со стропами 7 отсоединяются от него. Во втором случае открывается электрозамок 11, и отсоединяются только стропы 7, а кабель-канат 10 остается на вертолете.
С целью реализации требования Авиационных правил (параграф 29.865 п. (b) (2) о необходимости наличия резервной быстродействующей подсистемы аварийного сброса груза, на замке верхнем 2 установлена ручка аварийного сброса груза 12, с помощью которой можно открыть замок верхний вручную в случае отказа электропитания или гидроцилиндра силового 14, подсоединенного к гидросистеме вертолета.
Таким образом, конструкция внешней подвески имеет несколько вариантов исполнения: в первом варианте канаты центральные 5 и стропы 7 могут быть стальные, во втором - синтетические ленточные, в третьем -вместо каната центрального 5 может быть установлен канат-кабель 10, к которому крепится электрозамок 11, с помощью которого можно осуществлять тактический сброс груза, при этом канат-кабель 10 остается на вертолете.
Использование синтетических канатов является приоритетным, так как намного повышается комфорт и удобство пользования ими.
Так как замок верхний 2 расположен внутри грузовой кабины 19, он не подвергается воздействию негативных факторов окружающей среды, нет необходимости уборки его в походное положение перед посадкой вертолета, исключена возможность повреждения фюзеляжа при аварийной посадке вертолета, появилась возможность реализовать дублирующий механический аварийный сброс груза, как того требуют Авиационные правила.
Для удобства пользования и увеличения безопасности полетов внутри замка верхнего 2 установлен датчик веса груза 16, показания которого выводятся на доску приборов пилота, а также записываются в аварийный регистратор.
Таким образом достигается технический результат. ля удобства подцепки центрального каната 5 к замку верхнему 2 предусмотрен подтяг центрального каната с помощью лебедки 21, предназначенной для закатки колесных грузов в грузовую кабину 19.
Использование замка верхнего 2, который с помощью двух опор 1 установлен в люке 17, расположенном в полу 18 грузовой кабины 19, пропущенного через люк 17 центрального каната 5 с закрепленными к нему стропами 7 с помощью скобы 6, заканчивающими грузодержателями 9, направлено на повышение надежности и безопасности внешней подвески груза.
Установка замка верхнего 2 в люке 17, расположенном в полу 18 грузовой кабины 19, позволяет значительно сократить время переоборудования грузовой кабины 19 для работы вертолета без внешней подвески.
Применение замка верхнего 2, внутри которого расположены поворотные крюки 13, микровыключатель 15 и датчик 16, а также использование силового гидроцилиндра 14 направлено на повышение надежности и безопасности внешней подвески груза и снижение нагрузки на оператора.
Использование каната центрального 5 с закрепленными на нем четырьмя стропами 7, заканчивающимися четырьмя грузодержателями 9, которые непосредственно подцепляют к грузу, повышает надежность крепления груза.
Выполнение центрального каната 5 и каждой стропы 7 составными из отдельных отрезков канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве, позволяет расширить эксплуатационные возможности вертолета, в связи с возможностью регулирования общей длины каната, а также обеспечивает транспортировку грузов различной конфигурации, в том числе сложных, длинномерных и т.п.
Предусмотренная возможность автоматически записывать показания датчика 16 в аварийный регистратор позволяет повысить безопасность полетов с грузом.
Обеспечение функции подтяга центрального каната 5, который осуществляется при помощи лебедки 21, размещенной на полу 18 грузовой кабины 19, повышает удобство установки центрального каната в замок верхний 2 и снижает нагрузку на оператора.