ВНЕШНЯЯ ПОДВЕСКА ВЕРТОЛЕТА

Предлагаемое техническое решение относится к авиационной технике, а именно к оборудованию вертолетов, предназначенному для обеспечения транспортирования различных грузов на внешней подвеске, а также для выполнения строительно-монтажных работ (СМР).
Известна внешняя подвеска 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). Внешняя подвеска предназначалась для выполнения СМР, в частности, для обеспечения вывода вертолета на вертикальную ось груза при его раскачке, что должно было облегчить его точную установку. Однако эта подвеска не была принята в эксплуатацию. Грузодержатель был выполнен в виде крюка, снабженного защелкой, предотвращающей непроизвольную отцепку груза. Недостатком известной внешней подвески является необходимость отцепки груза силами наземной бригады, что не всегда возможно, например при монтаже высотного груза.
Известна другая внешняя подвеска вертолета, содержащая верхний электрозамок с вертлюгом и канат с грузодержателем в нижней точке, выполненным в виде механического замка (Руководство по технической эксплуатации вертолета Ка-32, раздел 132.50.00, стр. 10-12, рис. 7, 1991 г). Конструкция механического замка предусматривала ручное открывание несущего крюка для подцепки грузового стропа (которым обвязан груз), ручное закрывание со стропом, последующее транспортирование груза и автоматическое открытие замка при ослаблении натяжения каната после установки груза на землю. Этот замок-самоотцеп, казалось бы, упрощал работу наземной бригады и экипажа вертолета. Но в начале эксплуатации от него отказались из-за непредсказуемости, т.к. он мог отцепиться даже при непроизвольном ослаблении каната в процессе центрирования вертолета над грузом перед его подъемом с земли. Более того при выполнении СМР, особенно на высотных объектах, неуправляемый замок-самоотцеп мог привести к снижению безопасности работ, т.к. мог отцепиться от еще неустановленного в проектное (устойчивое) положение груза.
Поэтому при выполнении СМР применяют надежные средства подцепки груза к вертолету, как управляемые из кабины электрозамки, так и неуправляемые типа крюков (ВСН 463-85 «Монтаж конструкций с применением вертолетов», М. 1986, рис. 17). Поскольку не для всех отечественных вертолетов допущена эксплуатация электрозамков в качестве нижних грузодержателей, самыми распространенными являются внешние подвески с крюками в нижней точке канатов. Крюки могут быть различных конструкций, но содержат обязательный элемент - защелку, страхующую от непроизвольной отцепки грузового стропа. Поэтому необходима отцепка груза силами наземной бригады.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения, т.е. прототипом, является внешняя подвеска 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 - https://vk.com/wall-54588305_5339). На крюке шарнирно закреплены защелка и подпружиненный упор для блокировки (фиксирования) 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 подается команда на отлет вертолета. Если при выполнении транспортных работ ручная отцепка груза не представляет особых сложностей, т.к. вертолет может положить крюки на землю или подать в руки стропальщикам, а для ускорения работ могут быть задействованы несколько человек, то при выполнении СМР на высотных объектах, монтируемых из многих блоков, отцепку необходимо выполнять каждый раз на следующем уровне. На заре применения вертолетов на СМР на каждом уровне делали временную площадку для монтажников, которые производили отцепку в условиях, близких к земным. Но это было сопряжено с большими материальными издержками из-за непроизводительных материальных и трудовых затрат как на сборку, так и на последующую разборку площадок. Поэтому операции по отцепке стали выполнять наверху смонтированного монтажного блока, что повысило опасность работ, т.к. отцепка может выполняться в сложных условиях, в т.ч. при неустойчивом положении монтажников на ограниченной по размерам опорной поверхности на грузе. Этот вариант отцепки приводит также к повышенным затратам из-за необходимости увеличения времени висения вертолета над высотным объектом с учетом того, что монтажники могут подняться на уровень отцепки только после закрепления конструкции. Кроме того, увеличение длительности пилотирования вертолета «на привязи» к грузу связано с повышением психофизических нагрузок на экипаж, т.к. он несет ответственность за устойчивое положение груза, особенно незакрепленного.
Задачей предлагаемого решения является устранение указанных недостатков и достижение нового технического результата, заключающегося в повышении безопасности работ за счет возможности управляемой отцепки груза от вертолета без участия наземной бригады, сокращение затрат на оплату летного времени дорогостоящего вертолетного парка, а также снижение психофизических нагрузок на экипаж.
Этот технический результат во внешней подвеске вертолета, содержащей верхний замок, переходные звенья, вертлюг, канат с шарнирно присоединенным в нижней точке грузодержателем, выполненным в виде крюка, на котором шарнирно закреплены защелка и подпружиненный упор для блокировки защелки в закрытом положении, достигается тем, что между канатом и крюком установлено дополнительное звено с выступом, зафиксированное от поворота относительно каната, к крюку прикреплен трос управления, верхний конец которого подведен к кабине вертолета, причем упор снабжен вторым плечом, которое при повороте крюка, возможном при действии усилия в тросе управления, может взаимодействовать с выступом дополнительного звена и отклонять упор от исходного положения с возможностью разблокировки защелки.
На канате между крюком и вертлюгом закреплены направляющие для троса управления.
На верхнем конце троса управления установлена петля для сопряжения с зацепом рукоятки, размещенной в кабине вертолета для ручного открывания крюка.
На чертежах показана внешняя подвеска вертолета для транспортирования груза.
На фиг. 1 представлен общий вид внешней подвески вертолета;
на фиг. 2 - вид нижней части внешней подвески с управляемым грузодержателем.
Внешняя подвеска вертолета 1 включает верхний замок 2, к которому крепится вертлюг 3 посредством переходных звеньев 4. К вертлюгу 3 присоединен канат 5, к нижнему концу которого посредством болта 6 подсоединено дополнительное звено 7 с выступом 8. Для исключения возможности вращения дополнительного звена 7 относительно каната 5 на болт 6 установлено фиксирующее приспособление, например, сухарь 9. Поэтому дополнительное звено 7 является неподвижным продолжением каната 5. К дополнительному звену 7 с помощью шарнира 10 прикреплен грузодержатель, выполненный в виде крюка 11. В зеве крюка на одной стороне на оси 12 установлена защелка 14, а напротив в выемке корпуса крюка на оси 15 установлен шарнирно подпружиненный упор 16. Под действием пружины упор занимает исходное положение, в котором он, выступая из выемки, блокирует защелку 14 в закрытом положении. Кроме того, упор 16 снабжен вторым плечом 17, которое предназначено для взаимодействия с выступом 8 на дополнительном звене 7. К крюку 11 с противоположной стороны от зева средствами крепления 18 присоединен управляющий трос 19. На канате 5 по всей его длине установлены направляющие 20, выполненные в виде втулок, закрепленных на канате хомутами. Втулки изготовлены из антифрикционного материала, например, из бронзы. Посредством направляющих 20 управляющий трос 19 подведен к вертлюгу 3 в непосредственной близости от кабины вертолета. На верхнем конце управляющего троса 19 рядом с вертлюгом 3 выполнена петля 21, а в кабине рядом с центральным грузовым люком размещена рукоятка 22 с зацепом - крючком.
Внешняя подвеска вертолета работает следующим образом.
Перед подцепкой груза наземная бригада подготавливает его к транспортированию на внешней подвеске вертолета. Для этого груз обвязывают стропами и сводят их в верхней точке на жестком соединительном звене 23 (скоба, овальное звено или треугольное звено типа Рт1 по ГОСТ 25573-82). При зависании вертолета с внешней подвеской над грузом стропальщик, принимающий крюк, нажимает на упор 16, разблокируя защелку 14 и, повернув ее, открывает зев крюка. После ввода в зев звена 23, стропальщик закрывает защелку 14, нажимая ее верхним концом на подпружиненный упор 16 до блокировки защелки, что предотвращает непроизвольное открывание крюка 11 в полете.
После подъема груза, его транспортируют вертолетом в пункт назначения, где он должен быть установлен на подготовленное место. На всех этапах полета от подцепки до установки бортоператор через центральный грузовой люк наблюдает внешнюю подвеску с грузом, и по его командам командир вертолета устанавливает груз. После получения от монтажников информации, что груз установлен в проектное положение («груз стоит»), экипаж, снижая вертолет на висении над установленным грузом, ослабляет натяжение внешней подвески. Бортоператор через центральный грузовой люк вводит зацеп рукоятки 22 в петлю 21 троса управления 19 и тянет ее вверх. Под действием тягового усилия в тросе управления 19 крюк 11 поворачивается на шарнире 10, устанавливаясь зевом вниз. При этом плечо 17, взаимодействуя с выступом 8 на дополнительном звене 7, поворачивает на оси 15 подпружиненный упор 16, который утапливаясь в выемке крюка, разблокирует защелку 14. Звено 23 под действием веса стропов выходит из открывшегося зева крюка 11, отцепившись от внешней подвески вертолета. Вертолет улетает за следующим грузом или на посадку.
Предлагаемая внешняя подвеска несложна по конструкции, состоит из минимального количества деталей. Она обеспечивает управляемую из кабины отцепку от груза только после получения информации от монтажников о точной его установке, но без их участия. Это способствует повышению безопасности работ и снижению психофизических нагрузок на экипаж. Надежность системы отцепки груза проверена в испытательных полетах и в производственных условиях - смонтировано несколько высотных объектов.
Возможны варианты этой внешней подвески. Вариант с одним управляемым грузодержателем может использоваться при транспортировании грузов, не требующих точной установки, в т.ч. при вертолетной трелевке древесины. Варианты с двумя управляемыми грузодержателями могут быть использованы в составе систем азимутальной ориентации груза (САО), применяемых для выполнения СМР, когда необходима двухточечная подцепка для передачи вращающего момента на груз от привода САО.