СИДЕНЬЕ ПИЛОТА
PILOT SEAT

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к элементам кабины пилота летательного аппарата, и может применяться в летательных аппаратах различной взлетной массы и назначения.
Изобретение относится к разделу B60N 2/02 МКИ.
Известны технические решения, аналогичные предлагаемому, как, например, указатель поворота и скольжения, содержащий корпус с передней панелью, шкалу, раму, ротор, привод ротора, стрелку указателя поворота, привод стрелки, изогнутую стеклянную трубку и шарик, при этом ротор установлен на подшипниках качения в раме, рама установлена в корпусе с возможностью поворота на оси и связана со стрелкой поворота через привод стрелки, шкала и изогнутая стеклянная трубка установлены на передней панели корпуса, изогнутая стеклянная трубка заполнена жидкостью, а шарик помещен внутрь изогнутой стеклянной трубки с возможностью перемещения.
Недостатком данного устройства является отвлечение внимания пилота от окружающей воздушной обстановки для определения степени скольжения, что делает процесс управления самолетом при координированных маневрах достаточно сложным и увеличивает нагрузку на пилота, особенно если аэродинамическая форма аппарата подразумевает возникновение существенной величины скольжения при вводе в вираж.
Известно также сиденье пилота, описание которого приводится в патенте США №2519963 от 22.08.1950. Данное сиденье включает в себя основание и состоящий из, как минимум, одного элемента ложемент, а также механизм регулировки, при этом основание сиденья интегрировано в фюзеляж самолета, а механизм регулировки позволяет настроить сиденье наиболее удобным образом. Недостатком данного сиденья является избыточно жесткая фиксация пилота относительно самолета в поперечном направлении, что усложняет процесс пилотирования, требуя от пилота осознанно координировать воздействия на органы управления, используя, в том числе, указатель скольжения на панели приборов.
При разработке предложенной конструкции сиденья пилота была поставлена задача достижения интуитивного выбора направления воздействия на педали управления за счет улучшения качества обратной связи по боковой перегрузке. Цель изобретения - упрощение процесса пилотирования летательного аппарата, повышение безопасности полетов.
Для достижения поставленной цели в известную конструкцию сиденья пилота, содержащую основание, состоящий из, как минимум, одного элемента ложемент и механизм перемещения, были введены следующие конструктивные изменения: механизм перемещения обеспечивает возможность перемещения, как минимум, одного из элементов ложемента в поперечном направлении при возникновении боковой перегрузки либо крена.
Кроме того, механизм перемещения содержит демпфер, установленный с возможностью демпфирования колебаний ложемента в поперечном направлении.
Кроме того, механизм перемещения содержит кривошипы, при этом ложемент шарнирно установлен на кривошипах, а кривошипы, ложемент и основание образуют параллелограммный механизм.
Кроме того, механизм перемещения содержит вогнутые направляющие и ролики, при этом основание выполнено с вогнутыми направляющими, а ложемент установлен на вогнутых направляющих при помощи роликов.
Кроме того, механизм перемещения содержит роликовые салазки, возвратные пружины, при этом ложемент установлен на основании при помощи роликовых салазок, возвратные пружины установлены с возможностью возврата ложемента в нейтральное положение.
Механизм перемещения содержит актуатор, по меньшей мере один датчик и блок управления, при этом актуатор установлен с возможностью смещения ложемента в поперечном направлении при возникновении боковой перегрузки либо крена и конструктивно связан с блоком управления, а блок управления конструктивно связан по меньшей мере с одним датчиком.
Благодаря введенным конструктивным признакам упрощается процесс пилотирования летательного аппарата и повышается безопасность полета.
Сиденье пилота, согласно изобретению, иллюстрируется чертежами, на которых обозначено.
На Фиг. 1 - механизм перемещения сиденья пилота по П. 3 Формулы.
На Фиг. 2 - механизм перемещения сиденья пилота по П. 4 Формулы.
На Фиг. 3 - механизм перемещения сиденья пилота по П. 5 Формулы.
На Фиг. 4 - механизм перемещения сидения пилота по П. 6 Формулы.
На Фиг. 5 - положение элементов самолета при вводе в правый вираж.
На Фиг. 6 - положение элементов самолета при возникновении правого скольжения.
На Фиг. 7 - положение элементов самолета при коррекции правого скольжения.
На фиг. 8 - положение частей и механизмов самолета при установившемся движении в вираже.
Сиденье пилота, согласно изобретению, установлено в самолете, содержащем фюзеляж (1), силовую установку (2) с воздушным винтом (3), кабину (4) со штурвалом (5) и педалями управления (6), крыло (7), хвостовое оперение (8) и шасси (9). Само сиденье пилота включает в себя основание (10) и ложемент (11) и установлено в кабине (4) при помощи кривошипов (12) с возможностью поперечного перемещения. При этом ложемент (11), основание (10) и кривошипы (12) образуют параллелограммный механизм. Демпфер (13) установлен на основании (10) с возможностью взаимодействия с ложементом (11). Данное конструктивное исполнение механизма перемещения показано на Фиг. 1.
Возможны также исполнение основания (10) с вогнутыми направляющими (14) и установка ложемента (11) на вогнутые направляющие (14) при помощи роликов (15). Это конструктивное исполнение механизма перемещения показано на Фиг. 2.
Возможно также крепление основания (10) сиденья пилота к кабине (4) посредством роликовых салазок (16) и возвратных пружин (17), что показано на Фиг. 3, а также поперечное перемещение сидения при помощи актуатора (18), связанного с блоком управления (19) и акселерометром (20), что показано на Фиг. 4.
Сиденье пилота, согласно изобретению, работает следующим образом: при отклонении штурвала (5) вправо (см. Фиг. 5) самолет, помимо развития правого крена, начинает скользить вправо, что приводит к ухудшению равномерности его обтекания воздушным потоком и вызывает боковую составляющую положительной перегрузки, направленную вправо (см. Фиг. 6).
В результате этого ложемент (11) вместе с пилотом начинает смещаться вправо внутри кабины (4) за счет поворота кривошипов (12). При этом штурвал (5) остается неподвижным относительно кабины (4) и мгновенно указывает пилоту на возникшее смещение. Важно, что естественной и практически подсознательной реакцией пилота, начавшего смещаться относительно штурвала (5) вправо, становится плавный нажим на правую педаль управления (6) (см. Фиг. 7), что приводит к отклонению руля направления направо и компенсации правого скольжения самолета, то есть к приводу самолета в координированный вираж, показанный на фиг. 8.
Другими словами, небольшой по величине, но ощутимый сдвиг сиденья пилота под действием боковой перегрузки полностью раскрывает потенциал общепринятой схемы управления летательным аппаратом, поскольку изначально логика отклика управляемого объекта на педали управления была основана на эффекте отрицательной обратной связи по боковой перегрузке. Эта обратная связь проявляла себя на ранних аэропланах без систем фиксации пилота и почти практически исчезла при жестком креплении пилота к самолету привязными ремнями и применении глубоких ложементов сидений, что принято в настоящее время. Проблема в том, что при относительно жесткой фиксации пилота в кабине по горизонтали выбор той или иной педали в вираже заучивается как условный рефлекс, контролируемый в том числе по показаниям указателя скольжения, что в некоторых случаях делает возможными раскоординированные воздействия на органы управления. Предложенная же конструкция сиденья пилота позволяет при наличии привязных ремней и использовании глубокого ложемента в полной мере реализовать отрицательную обратную связь по боковой перегрузке, способствующую интуитивному координированному пилотированию, при котором управляющие воздействия в путевом канале управления вообще перестают замечаться пилотом, а основное внимание уделяется оценке пространственного положения самолета и воздушной обстановки.
При этом наличие демпфера (13), связывающего основание (10) с ложементом (11), сглаживает процесс управления, стабилизируя положение сиденья пилота при турбулентности, коррекции по курсу на посадке и тому подобных относительно высокочастотных знакопеременных боковых ускорениях.
При установке основания (10) в кабине (4) посредством роликовых салазок (16) величина бокового смещения сиденья пилота лимитируется жесткостью возвратных пружин (17), которые могут быть отрегулированы на наиболее удобную для полета чувствительность, не вызывающую дополнительной нагрузки на пилота.
При использовании в качестве привода сиденья актуатора (18) исключается потребность в демпфере (13), что ускоряет отклик обратной связи при полном исключении раскачки самолета в путевом канале из-за гармонических колебаний ложемента (10) относительно кабины (4). Кроме того, наличие блока управления (19) позволяет легко настраивать чувствительность обратной связи по боковой перегрузке или полностью отключать ее при необходимости.
Кроме того, при наличии на борту датчика (20), реагирующего на наклон самолета относительно горизонта, возможно переключение блока управления (19) в режим показа крена. Этот режим позволяет пилоту по перемещениям ложемента (11) интуитивно контролировать фактический, а не субъективно ощущаемый крен самолета, парируя его движениями штурвала (5), что может быть крайне полезно при выполнении полетов по приборам в условиях ограниченной видимости.
Таким образом, благодаря использованию поперечного перемещения сиденья для информирования пилота о режиме движения самолета управление им становится в большей степени интуитивным, что снижает нагрузку на пилота и повышает безопасность полетов.