КРЕСЛО ПИЛОТА

Предлагаемая полезная модель относится к оборудованию летательных аппаратов, в первую очередь самолетов транспортной категории, эксплуатируемых с бетонных и грунтовых взлетно-посадочных полос, а именно к устройству кресла пилотов (летчиков).
Кресло пилота (в дальнейшем - кресло) предназначено для обеспечения функциональных обязанностей в самолетах в максимально возможных комфортных условиях в течение полета с возможностью кратковременного отдыха. Также кресло позволяют свести к минимуму возможности травмирования, особенно различных отделов позвоночника, в случае аварийной посадки самолета.
В связи с гармонизацией российских и международных авиационных требований существенно повысились требования к производимому авиационному оборудованию и в т.ч. к креслам летчиков летательных аппаратов. В первую очередь изменения коснулись более высоких требований по энергопоглощению для статических и динамических нагрузок, предъявляемых к креслам, а именно, динамической прочности в перегрузке 16g для продольно-бокового удара и перегрузке 14g к вертикально-боковому удару.
Кроме того, повысились требования по многим другим параметрам: функциональным возможностям, эргономике, ремонтопригодности и т.п. В связи с этим конструкции кресел, производимые на основе разработок, сделанных еще во времена СССР, оказались не отвечающим современным требованиям. Поэтому в настоящее время существует потребность в более совершенных конструкциях авиационных кресел, удовлетворяющих действующим нормативным авиационным требованиям.
Известно энергогасящее сиденье члена экипажа летательного аппарата (Патент РФ №2154595 Энергогасящее сиденье члена экипажа летательного аппарата Серебряков В.А., МПК B64D 25/04, Опубл. 20.08.2000). Согласно изобретению энергогасящее сиденье члена экипажа летательного аппарата содержит основание с направляющими, на которые посредством верхних и нижних ползунов опирается корпус, механизм стопорения, установленный на основании пружинный механизм и механизм гашения. Механизм стопорения снабжен закрепленными на корпусе подпружиненными штырями. Пружинный механизм поддерживает корпус во время регулировки сиденья по высоте. Механизм гашения энергии выполнен в виде ножей, закрепленных на направляющих основания с возможностью перемещения вдоль них со срезом продольных выступов в пазах направляющих. Основание снабжено боковыми стойками. Стойки нижними концами встроены в направляющие и соединены с ними посредством срезных штифтов. Стойки выполнены с отверстиями под штыри механизма стопорения. Ножи закреплены на стойках перед торцами направляющих. Торцы направляющих выполнены с пазами под ползуны. Ползуны размещены с наружной стороны основания и снабжены пазами под стойки, которые расположены с внутренней стороны основания. Пазы под стойки выполнены с продольными выступами, расположенными торцами напротив режущих кромок ножей. Цилиндры пружинного механизма закреплены верхними концами на стойках, а нижними концами - на корпусе сиденья.
Недостаток данной конструкции кресла в том, что конструкция энергопоглощающих узлов предполагает работу исключительно вдоль направляющих вертикальных стоек. Основная часть вертикальной нагрузки от веса, сидящего на кресле человека, приходит на среднюю часть сиденья, которая расположена на значительном расстоянии впереди от узлов подвески каркаса кресла. Это приводит к тому, что каркас кресла испытывает дополнительные изгибающие моменты, которые, в свою очередь, создают дополнительные нагрузки в горизонтальной плоскости, действующие на узлы подвески каркаса и энергопоглощающие элементы. Это усложняет работу ползунов при энергопоглощающем перемещении кресла, ограничивая диапазон углов возможных аварийных приземлений летательного аппарата. Кроме того, увеличивается возможность перекоса и заклинения энергопоглощающих элементов.
Известна конструкция энергопоглощающего кресла летательного аппарата, преимущественно вертолета, выбранного в качестве аналога энергопоглощающее кресло вертолета (Патент РФ №2270138 Энергопоглощающее кресло летательного аппарата Головин В.В., Егоров В.А., Костюченко В.А., Михеев С.В., Пожарский А.Л., Северин Г.И., Соболев П.П., Слуханов Г.Н. МПК B64D 25/04, B60N 2/50. Опубл. 20.02.2006, Бюл.№5), содержащее каркас, включающий в себя сиденье и спинку, вертикальные стойки, нижние концы которых жестко прикреплены к полу вертолета, верхний узел подвески, выполненный в виде пары ползунов, которые установлены подвижно на вертикальных направляющих, нижний узел подвески каркаса, два амортизатора, вертикальные направляющие жестко закреплены на спинке, а нижний узел подвески выполнен в виде поворотной платформы, одним концом установленной в нижней части вертикальных стоек посредством шарнира, а вторым, подвижным, концом соединенной со средней частью сиденья посредством шарнира и с амортизаторами, которые противоположными концами закреплены в верхних частях вертикальных стоек, а два ползуна связаны с верхними частями вертикальных стоек посредством шарнирных узлов.
Кроме того, особенностью этого энергопоглощающего кресла вертолета является то, что амортизаторы выполнены в виде шарнирных раздвижных тяг.
Другой отличительной особенностью этого энергопоглощающего кресла вертолета является то, что шарнирные узлы выполнены в виде вилок, установленных шарнирно в верхних частях вертикальных стоек.
Работа кресла вертолета осуществляется следующим образом. При эксплуатационных нагрузках каркас кресла, включающий в себя спинку и сиденье, вместе с сидящим на нем человеком удерживается от перемещения относительно узлов подвески с помощью амортизаторов. При аварийном приземлении вертолета, когда ударная нагрузка, действующая на человека, сидящего на кресле, превышает по своему значению допустимые пределы, то каркас кресла перемещается вниз, воздействуя на амортизаторы которые, поглощают энергию ударной нагрузки.
Недостатками данного изобретения являются высокая металлоемкость и массивность конструкции. Кроме того, энергопоглощающее кресло жестко закреплено к полу летательного аппарата, не имеет регулировки под рост человека, что снижает функциональные возможности и эксплуатационные качества кресла и ограничивает его применение.
Известна конструкция энергопоглощающего кресла летательного аппарата, преимущественно вертолета, выбранного в качестве аналога (Патент РФ №2500582 Энергопоглощающее кресло летательного аппарата Нафиков И.Ю. МПК B64D 25/04, B60N 2/427, F16F 7/12 Опубл. 10.12.2013), разработка которого была направлена, в первую очередь, на сохранение его работоспособности при увеличении диапазона углов возможных аварийных приземлений, а также упрощение его конструкции и снижении его массы.
Данное энергопоглощающее кресло летательного аппарата, содержит каркас, выполненный в виде стоек, чашку кресла и узлы подвески, при этом стойки снабжены направляющими с жестко установленным в каждой из них энергопоглощающим устройством, которое выполнено в виде коробчатой детали, снабженной пазами под направляющие стоек, проушинами для крепления на стойках каркаса, нишей с упором для установки пластины, другой конец которой закреплен на узле подвески, при этом узлы подвески выполнены в виде ползунов, подвижно установленных в направляющих стоек.
Кроме того, это энергопоглощающее кресло снабжено привязной системой и механизмом продольного регулирования, установленными на чашке кресла.
Применение данной конструкции позволяет оптимизировать нагрузки, приходящие на кресло при аварийном приземлении, значительно уменьшить возможность перекоса ползунов, на которые действует максимальный изгибающий момент. Вынесение в отдельный механизм энергопоглощающих устройств позволяет уменьшить вес стоек кресла, упростить их конструкцию, что немаловажно при использовании кресла на летательном аппарате. Кроме того, данная конструкция позволяет обеспечить быстрый доступ ко всем узлам энергопоглощающего кресла летательного аппарата, тем самым повышает его эксплуатационные показатели.
Однако, существенным недостатком данного технического решения является то, что оно разработано преимущественно для вертолетов и имеет ограничение функциональных возможностей из-за отсутствия регулируемых (поворачивающихся) подлокотников и возможности отклонения спинки.
Известна конструкция кресла авиационного для пользователя с парашютом, в которой чашка, используемая для укладки парашюта, вместе с последним выполняет роль сиденья кресла. Это техническое решение было разработано и использовалось для самолетов марки ИЛ, в частности ИЛ-76ТД-90 ВД, которое можно считать наиболее близким по количеству общих признаков и по технической сущности к предлагаемой полезной модели и соответственно прототипом (Ил-76Т(ТД) Инструкция по технической эксплуатации Кресла пилотов - описание и работа, Приложение №1), согласно которому кресло содержащее рельсы, четыре опоры перемещения, каретку, опору кресла, сиденье кресла, спинку, устройство подъема, устройство фиксации отката, подлокотники, привязную систему, причем рельсы формируют рельсовую колею для перемещений кресла и выполнены на основе профилированных полос с верхней и нижней горизонтальными полками и перемычкой между ними и креплением нижними полками к полу летной кабины, при этом в рельсах сформированы отверстия для фиксации отката, а в начале и конце рельсов установлены ограничители для исключения выкатывания кресла за пределы рельсовой колеи, а опоры перемещения содержат валы, крепящие их к каретке, а также механически соединены с рельсами с возможностью перемещений по сформированной рельсовой колее, причем сверху к каретке прикреплена опора кресла, в которой созданы несквозные желоба, выполняющие роль вертикальных направляющих для перемещений сиденья кресла, содержащие ролики с возможностью перемещений по этим желобам, при этом спинка состоит из каркаса и покрыта чехлом, при этом между чехлом и передней стороной каркаса спинки введен наполнитель, а устройство подъема включает поворачивающуюся ручку подъема, установленную на сиденье кресла, замок для фиксации подъема с механическим входом, механический гибкий трос и пружины подъема, прикрепленные к сиденью кресла и создающие усилие на ее подъем, причем этот трос механически связывает ручку подъема с механическим входом замка для фиксации подъема, при этом устройство фиксации отката включает поворачивающуюся ручку отката, прикрепленную к сиденью кресла, двух гибких тросов и двух фиксаторов отката с подвижными штырями, установленных с задней стороны кресла и стопорящими кресло при перемещениях за счет сопряжения подвижных штырей с отверстиями в рельсах, а эти гибкие тросы механически связывают ручку отката с подвижными штырями фиксаторов, причем подлокотники содержат по кронштейну и маховику, при этом с помощью кронштейнов подлокотники сзади крепятся к соответствующим сторонам спинки с возможностью поворота до вертикального положения, а маховиками регулируется наклон подлокотников, причем привязная система включает среди прочего плечевые и поясные ремни, пряжку и инерционную катушку, с возможностью инерционной фиксации плечевых ремней.
Приведенный выше прототип является основной и базовой конструкцией неповорачиваемого кресла летчика, предопределенной, прежде всего, необходимостью не только выполнения регламентов авиационной безопасности, но также и частично конструкцией, габаритными размерами и планировкой кабины самолета, составом летного экипажа, степенью автоматизации управления самолетом и другими причинами.
В этой конструкции кресла, как минимум, каретка является литым изделием, а чашка, используемая в сиденье, представляет собой сварную конструкцию.
К недостаткам этого технического решения можно отнести следующее:
- низкая устойчивость в чрезвычайной аварийной ситуации к пиковой перегрузке в 16g (при продольно-боковом ударе) и 14g (при вертикально-боковом ударе) для кресла и высокая пиковая перегрузка, превышающая допустимые значения для пилота, определяемые современными международными требованиями и гармонизированными с ними авиационными правилами АП-25, принятыми для стран СНГ. Эти перегрузки могут приводить к необратимым повреждениям кресла и к повреждениям позвоночника человека, в первую очередь в шейных его отделах и в области таза, а иногда и к летальным исходам;
- отсутствие возможностей использования кресла для летчиков без парашюта, используемого в качестве сиденья, гашения пиковой перегрузки и регулируемого отклонения спинки, регулируемого подголовника и индикации подъема;
- высокие требования к производственному оборудованию при изготовлении кресла, определяемые необходимостью точечной сварки и литейного производства для некоторых деталей и из-за этого низкая ремонтопригодность кресла;
- большая масса, высокая трудоемкость и себестоимость при производстве;
- ограниченный ресурс работы для двух колесных пар для перемещений.
Техническими задачами, решаемыми предлагаемой полезной моделью, являются исключение указанных ранее недостатков, а также следующие:
- повышение устойчивости кресла в чрезвычайных аварийных ситуациях к пиковой перегрузке до значения 16g (при продольно-боковом ударе) и до значения 14g (при вертикально-боковом ударе) и снижения пиковых перегрузок, воздействующих на пилота при подобных ударах,
- расширение функциональных возможностей кресла,
- упрощение конструкции кресел, снижение массы, повышение ремонтопригодности и снижение требований к производственному оборудованию для их производства.
Указанные технические задачи решаются креслом пилота содержащим рельсы, четыре опоры перемещения, каретку, опору кресла, сиденье кресла, спинку, устройство подъема, устройство фиксации отката, подлокотники, привязную систему, причем рельсы формируют рельсовую колею для перемещений кресла и выполнены на основе профилированных полос с верхней и нижней горизонтальными полками и перемычкой между ними и креплением нижними полками к полу летной кабины, при этом в рельсах сформированы отверстия для фиксации отката, а в начале и конце рельсов установлены ограничители для исключения выкатывания кресла за пределы рельсовой колеи, а опоры перемещения содержат валы, крепящие их к каретке, а также механически соединены с рельсами с возможностью перемещений по сформированной рельсовой колее, причем сверху к каретке прикреплена опора кресла, в которой созданы несквозные желоба, выполняющие роль вертикальных направляющих для перемещений сиденья кресла, содержащие ролики с возможностью перемещений по этим желобам, при этом спинка состоит из каркаса и покрыта чехлом, при этом между чехлом и передней стороной каркаса спинки введен наполнитель, а устройство подъема включает поворачивающуюся ручку подъема, установленную на сиденье кресла, замок для фиксации подъема с механическим входом, механический гибкий трос и пружины подъема, прикрепленные к сиденью кресла и создающие усилие на ее подъем, причем этот трос механически связывает ручку подъема с механическим входом замка для фиксации подъема, при этом устройство фиксации отката включает поворачивающуюся ручку отката, прикрепленную к сиденью кресла, двух гибких тросов и двух фиксаторов отката с подвижными штырями, установленных с задней стороны кресла и стопорящими кресло при перемещениях за счет сопряжения подвижных штырей с отверстиями в рельсах, а эти гибкие тросы механически связывают ручку отката с подвижными штырями фиксаторов, причем подлокотники содержат по кронштейну и маховику, при этом с помощью кронштейнов подлокотники сзади крепятся к соответствующим сторонам спинки с возможностью поворота до вертикального положения, а маховиками регулируется наклон подлокотников, причем привязная система включает среди прочего плечевые и поясные ремни, пряжку и инерционную катушку, с возможностью инерционной фиксацией плечевых ремней, в кресло введены устройство отклонения спинки, два демпфера, индикатор подъема, подголовник, продольные рейки, при этом профилированные полосы рельсов выполнены в виде двутавра, верхняя полка которого используется для направления движения опор перемещения, а ее гранями сформированы четыре плоскости для сопряжения с опорами перемещения - верхняя и нижняя, являющиеся двумя горизонтальными и две боковые в виде вертикальной и наклонной, причем каретка состоит двух боковин, а также передней и задней перемычек, при этом боковины, образующие правую и левую стороны каретки, соединены спереди и сзади поперечно расположенными передней и задней перемычками, образуя фигуру похожую на прямоугольник, при этом в каждую опору перемещения введен и соединен с валом корпус с возможностью его механического соединения с четырьмя плоскостями верхней полки рельсов, а валы введены и закреплены спереди и сзади каждой боковины каретки с возможностью вращения, причем опоры перемещения соединены с рельсами, при этом четыре плоскости, формируемые верхними полками рельсов, механически сопряжены с корпусами опор перемещения, а отверстия для фиксации отката сформированы в продольных рейках, которые прикреплены к рельсам, причем фиксаторы отката закреплены в задней перемычке каретки с возможностью зацепления своими подвижными штырями этих отверстий продольных реек, при этом в замке для фиксации подъема созданы нижнее и два боковых крепления, а опора кресла состоит из двух боковых опорных стенок, передней, нижней, задней и верхней стяжек, вилки, при этом эти опорные стенки по форме близки к двум прямоугольным треугольникам с неравными катетами, а в собранном виде продольно и вертикально расположенных опорных стенок, соединенных спереди, снизу, сзади и сверху соответственно поперечно расположенными передней, нижней, задней и верхней стяжками образуется фигура близкая в треугольной призме, причем меньший катет каждой опорной стенки, расположенный горизонтально, принадлежит нижней стороне опоры кресла, большой, расположенный почти вертикально - задней, а третья сторона является передней наклонной стороной, при этом сверху опорные стенки зафиксированы верхней стяжкой, а изнутри каждой опорной стенки, сформированы несквозные желоба, расположенные вертикально друг напротив друга и являющиеся направляющими для вертикального перемещения роликов сиденья кресла, причем изнутри к нижней стяжке прикреплены вилка, соединяемая с нижним креплением замка для фиксации подъема, при этом в желобе опорной стенки, являющейся после сборки правой боковой стороной опоры кресла, создана вертикальная продольная сквозная щель для индикатора подъема, который реализован за счет подвижной стрелки, механически связанной с сиденьем кресла с помощью кронштейна индикатора, расположенной снаружи этой опорной стенки и линейки, прикрепленной вдоль этого паза снаружи этой опорной стенки, при этом спереди опора кресла крепится к каретке за счет осевых креплений через созданные горизонтальные отверстия в передней части боковых опорных стенок и боковинах каретки, а сзади - за счет двух демпферов, соединяющих собой заднюю перемычку каретки с задней стяжкой опоры кресла, образуя для опоры кресла подвижное поворачивающееся соединение вокруг оси, образованной осевыми креплениями, причем сиденье кресла состоит из сиденья и задней крепежной части, используемой для создания подвижных соединений сиденья кресла с опорой кресла с возможностью вертикального перемещения первой, а также сиденья кресла со спинкой с возможностью поворотов последней, при этом устройство отклонения спинки включает поворачивающуюся ручку отклонения спинки, прикрепленную к сиденью кресла, два гибких механических троса, два пружинных замка, каждый из которых включает вход управления и по два концевых крепления, а гибкие механические тросы осуществляют гибкую механическую связь между ручкой отклонения спинки и входами управления пружинных замков, причем сверху спинки введены трубчатые направляющие с пружинными фиксаторами, при этом для соединения с крепежной частью сиденья кресла в нижней части спинки созданы два поперечных отверстия, расположенные на одной оси, а с тыльной стороны спинки сформировано два уха, причем подголовник включает каркас, чехол, наполнитель, две стержневые направляющие с набором нанесенных на них поверхностных канавок, при этом стержневые направляющие соединены с каркасом, образуя вилкообразный вид, а место этого соединения покрыто последовательно наполнителем и чехлом, причем подголовник установлен сверху спинки введением своих стержневых направляющих внутрь трубчатых направляющих с фиксацией в дискретных положениях соответствующих положению поверхностных канавок с помощью пружинных фиксаторов, причем на концах стержневых направляющих установлены упоры, исключающие выход стержневых направляющих из трубчатых направляющих,
при этом сиденье состоит из горизонтально расположенных экрана сиденья и основания, левой и правой вертикально расположенными боковинами, демпфера сиденья, поворачивающегося подколенника, с присоединенным к нему снизу кронштейном подколенника, устройством отклонения подколенника, левым и правым боковыми кронштейнами, двумя нижними кронштейнами, наполнителями, тремя пружинными замками каждый с двумя концевыми креплениями и входом управления, а длина боковин, превышая длину экрана сиденья и выступая своими задними частями за его пределы, формирует крепежную часть, используемую для соединения со спинкой, с опорой кресла, устройством подъема и индикатором подъема, причем в крепежную часть сиденья дополнительно введены задний кронштейн, два переходника, две оси пружинного замка, при этом снизу, сзади и сверху с зацепом к основанию прикреплены два вертикально размещенных нижних кронштейна, при этом снизу к основанию и изнутри правого нижнего внутреннего кронштейна с образованием вращающегося соединения прикреплен первым концевым креплением пружинный замок подколенника, а вторым концевым креплением этот пружинный замок с образованием другого вращающегося соединения механически связан с кронштейном подколенника, причем левая и правая боковины с внутренних боковых сторон соединены основанием и экраном сиденья, таким образом, что экран сиденья расположен над основанием с образованием зазора значением от 39 мм до 43 мм, предпочтительно 41 мм, при этом в экране сиденья создано отверстие, которым демпфер сиденья крепится снизу к экрану сиденья, а в основании напротив этого отверстия создана выемка для упора этого демпфера сиденья, причем в зазоре между экраном сиденья и основанием установлен демпфер сиденья, упирающийся в созданную выемку, при этом боковые кронштейны крепятся к основанию сверху, сзади и с нижним зацеплением, образуя с боковинами зазор, значением не более 40-60 мм, в каждое из которых установлено по две оси для закрепления с возможностью поворота, соответственно, нижнего концевого крепления пружинных замков и нижней части боковых кронштейнов спинки, при этом с внутренних сторон к каждому из двух боковых кронштейнов крепятся по нижнему кронштейну, механически соединенные снизу, сзади и с верхним зацеплением к основанию и сзади механически связанные поперечно установленным вертикальным задним кронштейном, на котором установлено два переходника со сквозными горизонтальными отверстиями, друг напротив друга, используемыми для соединения с боковыми креплениями замка для фиксации подъема, причем в сиденье кресла введены четыре пружины подъема, прицепленные с одной стороны к заднему кронштейну, а с другой - к верхней стяжке опоры кресла и создают усилие подъема-сиденья кресла в диапазоне от 50 кгс до 60 кгс, предпочтительно 56 кгс, а с внешних сторон задних частей двух нижних кронштейнов, образующих заднюю крепежную часть, вдоль вертикальной линии установлены ролики, по два с каждой стороны, для обеспечения вертикальных перемещений сиденья кресла, причем на правом нижнем кронштейне последовательно по мере приближения к передней стороне кресла размещены ручка отклонения спинки, ручка отката и ручка подъема, наполнители прикреплены, соответственно, к экрану сиденья и подколеннику с помощью быстросъемных соединений, при этом каркас спинки включает два боковых кронштейна, передний кронштейн, задний кронштейн, кронштейн, опору спинки, стяжку спинки и уголок, причем боковые кронштейны образуют боковые стороны каркаса, к которым спереди прикреплена опора спинки, а сверху и спереди к боковым кронштейнам присоединен передний кронштейн, с которым связан задний кронштейн, при этом передний и задний кронштейны фиксируют трубчатые направляющие, длина которых не превышают 50-100 мм, расположенные вдоль спинки и используемые для крепления подголовника, причем рядом с нижними концами трубчатых направляющих установлены пружинные фиксаторы, а с задней стороны боковые кронштейны соединяют стяжка спинки и уголок, сверху которых установлен кожух, образуя своей внешней поверхностью заднюю сторону каркаса, при этом первое подвижное вращающееся соединение сиденья кресла со спинкой осуществляется при введении нижних частей боковых кронштейнов спинки в зазоры между боковыми кронштейнами и боковинами сиденья, фиксируясь там за счет осевых креплений, пронизывающих последовательно боковые кронштейны сиденья, поперечные отверстия в боковых кронштейнах спинки и боковины сиденья, причем пружинные замки используются для второго механического соединения сиденья со спинкой, при этом своими первыми концевыми креплениями они присоединены к оси пружинного замка крепежной части сиденья, а вторыми - к ушам каркаса спинки, а в исходном положении спинка кресла отклонена от вертикали на угол, в диапазоне 11,8° до 12,2°, предпочтительно 12° и может отклоняться под действием силы давления не более 8 кгс от исходного положения на угол, в диапазоне 18° до 22°, предпочтительно 20°, с фиксацией ее в любых промежуточных положениях, причем замок для фиксации подъема состоит из корпуса и подвижного кронштейна, который в свою очередь, включает шток с задним клином, выполняющий роль механического входа замка для фиксации подъема, пружину, ролик стопорения, два боковых и одно нижнее крепления, при этом корпус представляет собой шток со сформированными с внешней стороны округлыми выемками, а подвижный кронштейн закреплен на корпусе с возможностью перемещения по нему, причем в подвижном кронштейне со стороны округлых выемок размещен перемещаемый шток, подпираемый пружиной, а задний клин штока прижимает ролик стопорения к округлым выемкам корпуса и этим фиксирует подвижный кронштейн на корпусе, причем нижним креплением корпус соединен с вилкой, прикрепленной к нижней стяжке опоры кресла, а боковыми креплениями подвижного кронштейна соединен с двумя переходниками, установленных на заднем кронштейне сиденья, причем он может иметь от 16 до 18, предпочтительно 17 выемок,
при этом демпфер сиденья состоит из фланцевого расширителя, фланцевой трубки и крепежного винта, причем фланцевый расширитель имеет форму усеченного конуса с малым и большим диаметрами с резьбовым центральным отверстием и фланцем у торца большого диаметра, при этом используют фланцевую трубку с постоянной или переменной толщиной стенок с наружным фланцем у одного из торцов, а в собранном виде демпфер сиденья образован за счет частичного введения торца фланцевого расширителя с малым диаметром во фланцевую трубку на глубину не менее 5 мм, при этом фланцевая трубка демпфера сиденья своим наружным фланцем упирается в созданную выемку, причем демпфер сиденья, прикрепленный к экрану сиденья, прижимается к нему фланцем фланцевого расширителя, при этом устройство отклонения подколенника состоит из кнопки отклонения подколенника, закрепленной сбоку на подколеннике, соединенной гибким механическим тросом со входом управления пружинного замка подколенника, содержащего два концевых крепления, а пружинные замки спинки и подколенника реализованы на основе пружинного гидрозамка.
1
2
3
2
4
5
Отличием полезной модели является то, что применены два прямых рельса, создающие прямую рельсовую колею шириной от 340 мм до 370 мм, предпочтительно 355,6 мм, каждая рельса состоит из передней, промежуточной и задней частей соответственно с длинами l, l и l, для соединения передней и задней частей с передней и задней парами опор перемещения, причем длина l составляет не менее 50 мм, при этом в пределах промежуточной части обоих рельсов верхняя полка удалена, а высота перемычки составляет от 10 до 15 мм, предпочтительно 13 мм, без учета толщин полок, при этом угол наклона β наклонной боковой грани, формирующей наклонную боковую плоскость к верхней плоскости верхней полки составляет от 35° до 45°, предпочтительно 40°, при этом положение наклонных боковых граней по сторонам верхних полок для обоих рельсов совпадает, а ширина верхней полки по ее верхней поверхности составляет от 20 до 22 мм, предпочтительно 21 мм, причем продольные рейки длиной l не больше длины задних частей рельсов и прикреплены к ним продольно изнутри рельсовой колеи, а шаг между отверстиями l равен 12,7 мм, при этом задние концы этих реек находятся на расстоянии не более 150 мм от конца задней части рельсов.
6
7
8
4
5
Другим отличием полезной модели является то, что тем, что для создания угловой рельсовой колеи шириной от 340 мм до 370 мм, предпочтительно 355,6 мм, применены четыре угловых рельса в виде двух пар передних и задних рельсов, соответственно для передних и задних опор перемещения, при этом каждый из угловых рельсов состоит из продольного и углового плечей, соответственно, с длинами l и l, с углом поворота между ними а в диапазоне от 90° до 270°, причем промежуток l между передними и задними угловыми рельсами составляет не менее 50 мм, при этом продольные рейки длиной l не длиннее продольных плеч, с отверстиями, шаг l между которыми равен 12,7 мм, прикреплены с внутренней стороны рельсовой колеи вдоль продольных плеч задних угловых рельс, а задние концы этих реек находятся на расстоянии не более 150 мм от конца продольных плеч задней части угловых рельсов, причем угол наклона β наклонной боковой грани, формирующей наклонную боковую плоскость к верхней плоскости верхней полки составляет от 35° до 45°, предпочтительно 40°, при этом наклонная боковая грань расположена по внешней стороне углового рельса, а ширина верхней полки по верхней горизонтальной грани составляет от 20 до 22 мм, предпочтительно 21 мм, а высота перемычки составляет от 10 до 15 мм, предпочтительно 13 мм, без учета толщин полок.
Еще одним отличием полезной модели является то, что в опорах перемещения вал реализован на основе введенного опорного болта, а корпус состоит тела корпуса, штифта, упорного ролика с внешней конусообразной поверхностью, двух цилиндрических направляющих роликов, прямой пластины, пластины с радиусом, цилиндрического ролика, втулки, шести болтов, при этом тело корпуса близко по форме к кубику с квадратным основанием и имеет большую нижнюю и малую верхнюю части с общей внутренней полостью, причем малая верхняя по форме параллелепипеда расположена на большой нижней, при этом квадратное основание тела корпуса имеет размеры сторон в диапазоне от 46 мм до 52 мм, предпочтительно 49 мм, причем насквозь верхней части сформировано центральное вертикальное отверстие, а в нижней части сформировано одно сквозное горизонтальное, причем через первое пропущен опорный болт выходя резьбовым стержнем наружу, фиксируясь своей головкой внутри малой верхней части, причем в нижней части вдоль противоположных сторон сформированы две опоры с пазами с двумя рядами по три равномерно расположенных вертикальных отверстий для болтов, при этом в первой опоре сформированы два паза по расположению двух крайних отверстий из первого ряда, в которые вставлены два цилиндрических направляющих ролика, зафиксированные прямой пластиной и пронизанные насквозь двумя крайними болтами, а два направляющих ролика формируют вертикальную плоскость сопряжения для боковой прямоугольной грани верхней полки рельса, причем во второй опоре сформирован центральный паз, в который вставлен упорный ролик в виде усеченного конуса основанием вниз и сечением в сторону горизонтального отверстия, с углом наклона от своего основания β от 35° до 45°, предпочтительно 40°, образуя наклонную плоскость сопряжения с наклонной боковой гранью верхней полки рельса, фиксируясь снизу пластиной с радиусом и центральным болтом второй опоры, при этом два цилиндрических направляющих ролика расположены в шахматном порядке относительно упорного ролика, а цилиндрический ролик последовательно насажен с натягом на втулку, введен во внутреннюю полость тела корпуса и продет штифтом с зазором с возможностью вращения вокруг него, причем штифт введен в сквозное горизонтальное отверстие в нижней части и ограничен в смещениях двумя центральными болтами из противоположных рядов болтов, при этом наружная поверхность цилиндрического ролика по касательной образует горизонтальную плоскость сопряжения с верхней поверхностью верхней полки рельсов, являющейся первой горизонтальной плоскостью сопряжения, а первая опора вместе с введенными направляющими роликами поджата прямой пластиной и первым рядом их трех болтов, а вторая опора с введенным в паз упорным роликом поджата пластиной с радиусом и вторым рядом из других трех болтов, при этом поверхность прямой пластины и пластины с радиусом, направленная внутрь тела корпуса образуют вторую горизонтальную плоскость сопряжения.
Кроме того, отличием полезной модели является то, что рельсы и продольная рейка изготовлены из дюралевых сплавов, причем отверстия в продольной рейке имеют диаметр от 6,3 мм до 6,5 мм, предпочтительно 6,4 мм, при этом фиксатор состоит из корпуса с внешней резьбой, подвижного цилиндрического штыря диаметром не более 6 мм, соединенного с гибким механическим тросом, пружины и регулировочных элементов, а подвижный штырь изготовлен из стальных сплавов, поджимается пружиной и имеет максимальный диапазон перемещений не менее 10 мм.
0
Следующим отличием полезной модели является то, что каждый демпфер состоит из расширителя с формой усеченного конуса с малым и большим диаметрами со сквозным центральным отверстием, трубки крепежного комплекта, состоящего из болта и гайки с шайбой, и П-образного кронштейна с верхней площадкой с центральным отверстием и двумя боковыми ушами для крепления, образующими внутреннюю полость, при этом одним ухом П-образного кронштейна демпферы прикреплены к боковинам каретки, а другим к задней перемычке каретки, причем болт из крепежного комплекта проходит сквозь последовательно расположенных расширитель, начиная с его большого диаметра, трубку, отверстие верхней площадки П-образного кронштейна изнутри его внутренней полости, соединяется с задней стяжкой опоры кресла за счет фиксации гайкой с шайбой из крепежного комплекта к опоре кресла, при этом для расширителей демпферов в каретке созданы сквозные отверстия диаметром не менее его большого диаметра, а торец расширителя с малым диаметром частично входит в трубку на глубину не менее 5 мм, при этом на внешней поверхности трубки, со стороны торца не соединенного с расширителем сформирован цилиндрический фланец, а во внутренней полости верхней площадки П-образного кронштейна создана соответствующая выемка, обеспечивающая в собранном состоянии совмещение этого фланца с выемкой и центрирование соединения трубки с расширителем, причем демпферы устанавливается на расстоянии R в диапазоне от 300 мм до 325 мм, предпочтительно 311 мм от центра осевых креплений опоры кресла к каретке.
Также отличием полезной модели является то, что используют трубку с постоянной или переменной толщиной стенок.
Другим отличием полезной модели является то, что в крепежном комплекте демпфера используют болт с конусообразной присоединительной поверхностью его головки и расширитель с соответствующим конусообразным углублением в поверхности основания для их соединения путем введения первого во второе.
Следующим отличием полезной модели является то, что в каждый подлокотник дополнительно введены накладка, каркас, вкладыш, рейка, регулировочный винт, зацеп, винты, клипса, заклепки и упор, при этом каркасом подлокотника создана внутренняя полость, а при этом усилие поворота подлокотников находится в диапазоне от 2 кгс до 4 кгс, предпочтительно 3 кгс, причем сверху каркаса с помощью зацепа и одного из винтов закреплена накладка, а в передней части внутренней полости каркаса сформирована клипса, которой зафиксирован с возможностью вращения маховик с рейкой, расположенной вдоль каркаса, при этом рейка имеет заклепки для ограничения продольных смещений и механически связана для передачи вращения с регулировочным винтом, установленным во вкладыше и размещенным в задней части внутренней полости каркаса, причем торец регулировочного винта упирается в упор, закрепленный на кронштейне, а регулировочный винт имеет заданный диапазон числа оборотов вращения определяемый диапазоном хода его заднего торца, регулирующий наклон подлокотника в диапазоне от минус 20° до 8° от линии горизонта, при этом длина подлокотников находится в диапазоне от 400 мм до 450 мм, предпочтительно 425 мм, а их ширина - от 45 мм до 75 мм, предпочтительно 60 мм.
Полученное новое качество от данной совокупности признаков ранее не было известно и достигается только в данной полезной модели.
Представленные технические решения поясняются рисунками.
Фиг. 1, 2 представляют общий вид (спереди и сзади) кресла пилота.
Фиг. 3-5 представляет рельсы (прямые и угловые) и их сечение.
На фиг. 6-8 показана опора перемещения: вид сверху (фиг.6), в поперечном сечении А-А (фиг. 7) и при установке на рельсу совместно с фиксатором отката, входящим в зацепление с продольной рейкой (фиг. 8).
Фиг. 9 изображает каретку, установленную на опоры перемещения.
На фиг. 10 показано устройство фиксатора отката.
Фиг. 11 изображает опору кресла.
На фиг. 12-16 показаны места расположения демпфера на кресле (фиг. 12, 13) и различные варианты демпфера (фиг. 14-16).
Фиг. 17, 18 представляет механическую конструкцию сиденья без мягких наполнителей.
На фиг. 19, 20 представлены два варианта демпфера сиденья.
С помощью фиг. 21 отражается вид кресла сзади с частично изображенными сиденьем, устройством подъема и другими узлами.
Фиг. 22 изображает спинку кресла (без подголовника).
На фиг. 23 представлен подголовник, установленный в спинку кресла.
Фиг. 24 демонстрирует конструкцию подголовника.
На фиг. 25 изображен в общем виде замок для фиксации подъема.
Фиг. 26 демонстрирует частичный вид справа предлагаемого кресла, установленного на рельсы, с возможностью продольных перемещений (согласно двунаправленной стрелке) с индикатором подъема.
На фиг. 27 и 28 показаны общий вид и устройство подлокотника.
удар1
дем
С помощью фиг. 29 и 30 условно поясняется положение кресла (и сидящего на нем пилота) в нормальном состоянии до продольно-бокового удара F (фиг. 29) и поворот кресла на угол Δγ вокруг оси AB и поглощение энергии этого удара демпфером за счет его удлинения Δl(фиг. 30).
удар2
С помощью фиг. 31 и 32 условно поясняется состояние сиденья (и сидящего на нем пилота) в нормальном состоянии до вертикально-бокового удара F (фиг. 31) и сжатие сиденья при поглощении энергии этого удара экраном сиденья за счет его проседания, прогибания (фиг. 32).
Кресло (фиг. 1, 2) используется летчиками (пилотами), устанавливаются в кабине самолета по направлению полета и крепится к полу пилотской кабины с помощью направляющих рельс. Кресло может перемещаться по горизонтали (по плоскости XOY) и регулировкой высоты подъема, без возможности поворота вокруг вертикальной оси OZ.
Создание нужной траектории движения при перемещении кресла внутри пилотской кабины для полноценной работы летчиков и фиксация его к полу невозможно без использования рельсов, поэтому принимается, что рельсы являются неотъемлемой частью кресел.
Далее в тексте приведены угловые отклонения при условии, что за положительное направление (положительный угол) принято движение по часовой стрелке, если смотреть на левую сторону кресла. Также основным направлением считается направление оси OX, вдоль направления полета.
Кроме того, описание составлено для кресла с правым расположением ручек, под которым понимается, расположение справа трех ручек (последовательно, начиная спереди): ручки подъема 1101, ручки отката 401 и ручки отклонения спинки 1001, а слева - ручки стопорения плечевых ремней 1502 (как на фиг. 1, 2). Однако, возможно и левое расположение ручек, а также специальное (по оригинальному техническому заданию), которые принципиально не меняют устройство и функционирование представленных технических решений.
Кресло состоит из следующих узлов: рельсы 1, опоры горизонтального перемещения (в дальнейшем - опоры перемещения) 2, каретка 3, устройство фиксации отката 4, опора кресла 5, демпферы 6, сиденье кресла 7, устройство отклонения подколенника 8, спинка 9, устройство отклонения спинки 10, устройство вертикального перемещения кресла (в дальнейшем - устройство подъема) 11, индикатор подъема 12, подлокотники 13, подголовник 14, привязная система 15.
Перечисленные выше узлы кресел имеют следующий состав и взаимодействия.
Для обеспечения полноценной работы летчика за счет создания нужной траектории движения при перемещения кресла используются рельсы 1, создающую рельсовую колею в плоскости XOY. В зависимости от особенностей пилотской кабины (габаритные размеры и другие параметры) колея может быть прямой или угловой, образованной, соответственно, двумя прямыми (фиг. 3) или четырьмя угловыми (фиг. 4) рельсами. Для исключения выхода кресла за пределы рельсовой колеи используются ограничители.
Рельсы (фиг. 3, 4) представляют собой профилированные полосы в виде двутаврового профиля, сечения (с двумя горизонтальными полками, соединенными одной вертикальной перемычкой, фиг. 5). Высота перемычки у такого профиля как расстояние от верхней поверхности нижней полки до нижней поверхности верхней полки, т.е. без учета толщин полок, составляет от 10 до 15 мм, предпочтительно 13 мм. Нижняя горизонтальная полка рельсов 1 крепится к полу пилотской кабины, а верхняя полка используется для направления движения, а ее гранями сформированы четыре плоскости для сопряжения с опорами перемещения 2 - верхняя и нижняя, являющиеся двумя горизонтальными и две боковые в виде вертикальной и наклонной. Ширина верхней полки с верхней стороны составляет от 20 до 22 мм, предпочтительно 21 мм.
1
2
3
2
Для создания прямой колеи, как правило, вдоль оси OX, т.е. вдоль направления полета, может использоваться комплект из двух прямых рельсов 101 и 102 (фиг. 3), каждая из которых состоит из передней 103, промежуточной 104 и задней 105 частей соответственно с длинами l, l и l, для соединения передней и задней частей с передними и задними опорами перемещения 2. При этом длина промежуточной части l составляет не менее 50 мм. В пределах промежуточной части 104 обоих рельсов верхняя полка удалена. Наклонные боковые грани на прямых рельсах сонаправлены.
4
5
4
Вдоль задних частей 105 рельсов с внутренних сторон рельсовой колеи к рельсам прикреплены по продольной рейке 106 длиной l с вертикальными отверстиями (для зацепления с подвижными штырями 405 фиксаторов отката 403) с шагом l равным 12,7 мм. Эти отверстия используются для фиксации отката (положения) кресла. Длина продольных реек l не больше длины задних частей рельсов, при этом задние концы этих реек расположены на расстоянии не более 150 мм от конца задних частей рельс.
6
7
8
Для создания угловой колеи также может использоваться комплект из четырех угловых рельс 107-110: двух передних 107, 108 и двух задних 109, 110 (фиг. 4), соответственно для передней и задней пар опор перемещения 2. При этом каждый из этих угловых рельсов состоит из продольного (вдоль оси OX) длиной l и углового длиной l плечей. Угол поворота (изгиба) угловой колеи а, определяемый углом между продольным и угловым плечами может находиться в диапазоне от 90° до 270°. Промежуток (зазор) lмежду передними и задними угловыми рельсами составляет не менее 50 мм.
4
5
4
Вдоль продольных плеч задних угловых рельс 109 и 110 с внутренних сторон рельсовой колеи прикреплены по продольной рейке 111 длиной l с вертикальными отверстиями (для зацепления с подвижными штырями 405 фиксаторов отката 403), расположенных также с шагом l. Эти отверстия также используются для фиксации отката (положения) кресла. Длина продольных реек длиной l не превышает длину продольных плеч рельс 109 и 110, причем задние концы этих реек расположены на расстоянии не более 150 мм от конца продольных плеч. При этом для угловых рельсов 107-110 наклонная боковая грань расположена по их внешней стороне.
Для прямых и угловых рельс угол наклона Р наклонной боковой грани, формирующей наклонную боковую плоскость к верхней плоскости верхней полки составляет от 35° до 45°, предпочтительно 40° (фиг. 5).
Для сопряжения кресел с рельсами 1 и обеспечения плавного перемещения кресел по плоскости XOY используются опоры перемещения 2. Как правило, общее количество опор перемещения 2 составляет 4 шт. и они установлены в вертикальных отверстиях спереди и сзади левой и правой боковин 301 каретки 3.
Каждая опора перемещения 2 (фиг. 6, 7) состоит из вала 201, реализованного с помощью опорного болта, и корпуса 202, состоящего из штифта 203, упорного ролика 204, с внешней конусообразной поверхностью, двух цилиндрических направляющих роликов 205, прямой пластины 206, пластины с радиусом 207, цилиндрического ролика 208, втулки 209, болтов 210, нижней 211 и верхней 212 частей тела корпуса.
9
10
Общий вид тела корпуса близок по форме к кубику с квадратным основанием (при виде сверху, фиг. 6) с размерами сторон l=l в диапазоне от 46 мм до 52 мм, предпочтительно 49 мм и с двумя частями: большой нижней 211 и расположенной на ней малой верхней 212 формой параллелепипеда, имеющими общую внутреннюю полость (фиг. 7, 8). Сквозь верхнюю 212 часть проделано одно центральное вертикальное отверстие, а в нижней части 211 - сквозное горизонтальное. При этом через первое продет (пропущен) опорный болт 201, выходя своим резьбовым стержнем наружу и фиксируясь своей головки внутри малой верхней 212 части и становится, в итоге, валом всей опоры перемещения 2, используемым для введения в вертикальное отверстие в боковине каретки 3.
При этом в нижней части 211 тела корпуса вдоль противоположных сторон, возле краев квадратного основания сформированы две опоры с пазами, (полостями) с двумя рядами по три равномерно расположенными вертикальными отверстиями для болтов 210.
Упорный ролик 204 имеет внешнюю конусообразную поверхность усеченного конуса, с углом наклона от своего основания от 35° до 45°, предпочтительно 40°, образуя по касательной наклонную боковую плоскость сопряжения, сопрягаемую с наклонной боковой гранью верхней полки рельса. Он установлен в центральном пазу основанием вниз и сечением в сторону горизонтального отверстия и пронизан центральным болтом 210 правой второй опоры (фиг. 7).
При этом два цилиндрических направляющих ролика 205 имеют внешнюю цилиндрическую поверхность и установлены в полостях, пронизанных двумя крайними болтами 210 левой первой опоры, т.е. в шахматном порядке относительно упорного ролика 204. Эти два ролика 205 по касательной формируют вертикальную плоскость сопряжения с боковой прямоугольной гранью верхней полки рельсов.
Цилиндрический ролик 208 установлен на осевую цилиндрическую втулку 209, они размещены во внутренней полости тела корпуса и последняя насажена на штифт 203 с зазором для вращения, который вставлен в горизонтальное сквозное отверстие в нижней части 211 тела корпуса. Наружная поверхность цилиндрического ролика 208 по касательной образует горизонтальную плоскость сопряжения с верхней поверхностью верхней полки рельсов, являющейся первой горизонтальной плоскостью сопряжения.
Снизу две опоры большой нижней части 211 тела корпуса поджаты и зафиксированы соответственно (фиг. 7) прямой пластиной 206 с первым рядом болтов 210 (для направляющих роликов 205) и пластиной с радиусом 207 со вторым рядом болтов 210 (для упорного ролика 204). При этом поверхности прямой пластины и пластины с радиусом, направленные вовнутрь полости тела корпуса образуют вторую горизонтальную плоскость сопряжения.
Болты 210 обеспечивают вращение направляющих 205 и упорного 204 роликов, а два центральных из них фиксируют и ограничивают штифт 203 в горизонтальных смещениях.
Такое расположение роликов 204, 205, 208, а также пластин 206 и 207 обусловлено соединением опор перемещения 2 с рельсами 1 за счет сопряжения с верхней, двумя боковыми и нижними плоскостями верхней полки рельса (фиг. 8), обеспечивая высокую нагрузочную способность, надежность и плавность хода. Так осуществляется скользящее соединение, допускающее продольные и исключающее поперечные и вертикальные смещения первой.
На фиг. 8 показано соединение опоры перемещения 2 с рельсом на примере задней части 105 прямого рельса 102, а также соединение фиксатора 403 с продольной рейкой 106.
Каретка 3 (фиг. 9) используется состоит двух боковин 301, передней 302 и задней 303 перемычек.
Две боковины 301, образующие правую и левую стороны каретки 3, соединены спереди и сзади поперечно расположенными передней 302 и задней 303 перемычками, образуя фигуру похожую на прямоугольник (при виде сверху). В передней и задней частях каждой боковины 301 выполнены вертикальные сквозные отверстия для установки опор перемещения 2, с помощью которых каретка 3 крепится к рельсам 1. Являясь основным силовым элементом, сверху каретка 3 удерживает кресло через опору кресла 2.
Кроме того, спереди в боковинах 301 выполнены горизонтальные сквозные отверстия для осевых креплений (не показаны) вдоль горизонтальной поперечной к креслам оси AB, соединяющих каретку 3 с аналогичными горизонтальными сквозными отверстиями в передней части опоры кресла 2.
В задней перемычке 303 сформированы сквозные отверстия для установки фиксаторов 403 устройства фиксации отката 4.
Устройство фиксации отката 4 используется для стопорения положения кресла в рельсах 1 и состоит из поворачивающейся ручки отката 401, прикрепленной с правой стороны к сиденью кресла 7, механически с ней связанных двух гибких тросов 402 (показаны на фиг. 9), соединенных с двумя фиксаторами отката 403, закрепленными на задней перемычке 103 каретки 3.
Конструкция фиксаторов отката 403 включает следующие основные элементы (фиг. 10): корпус 404 с внешней резьбой, подвижный штырь 405, пружину 406, регулировочные элементы 407.
Подвижный штырь 405 механически соединен с тросом 402, поджимается пружиной 406 и его внешняя часть выступает за пределы корпуса не менее, чем на 10 мм. Внешняя резьба на корпусе 404 используется для закрепления фиксатора вкручиванием в резьбовое отверстие в задней перемычке 303. Регулировочные элементы 407 используются для регулировки хода подвижного штыря 405 от диапазона натяга троса 402.
Натягивание троса 402 поворотом ручки отката (тягой «на себя») 401 приводит к максимальному втягиванию подвижного штыря 405 внутрь корпуса 404 и используется для расфиксации кресла при перемещениях. Последующее освобождение троса 402 приводит к выведению подвижного штыря 405 за счет разжимания пружины 406 и введению в отверстие продольной рейки 106 (для прямых рельсов 101, 102 - фиг. 3) или 111 (для угловых рельсов 107-110 - фиг. 4) и зацеплению с отверстием (фиг. 8) и фиксации кресла в новом положении.
Опора кресла 5 (фиг. 1) снизу соединяет каретку 3, сопряженную с рельсами 1, с расположенным сверху сиденьем кресла 7 и спинкой кресла 9 и одновременно используется для поглощения энергии продольно-бокового удара в аварийной ситуации.
Опора кресла 5 (фиг. 11) состоит из боковых опорных стенок (в дальнейшем - опорные стенки) 501, передней 502, нижней 503, задней 504 и верхней 505 (показана на фиг. 21) стяжек, вилки 506.
Опорные стенки 501 по форме близки к двум симметричным прямоугольным треугольникам с неравными катетами. После сборки продольно и вертикально расположенных опорных стенок 501, соединенных спереди, снизу, сзади и сверху соответственно поперечно расположенными передней 502, нижней 503, задней 504 и верхней 505 стяжками образуется фигура близкая в треугольной призме. При этом меньший катет каждой опорной стенки 501, расположенный горизонтально, принадлежит нижней стороне опоры кресла 5, большой, расположенный почти вертикально - задней, третья сторона является передней наклонной стороной, при этом сверху опорные стенки 501 зафиксированы верхней стяжкой 505.
На внутренних сторонах каждой опорной стенки 501, сформированы несквозные пазы, желобы 507, которые расположены вертикально друг напротив друга и выполняют роль направляющих для вертикального перемещения (вертикальных рельсов) роликов 717 сиденья кресла 7.
В желобе 507 опорной стенки 501, являющейся после сборки правой боковой стороной опоры кресла 5, сформирован вертикальный продольный сквозной паз (щель) 508, который используется для индикатора подъема 12. К нижней стяжке 503 прикреплена вилка 506 для зацепления с устройством подъема 11 (нижнее крепление 1111 замка для фиксации подъема 1102).
На задней стяжке 504 вблизи опорных стенок 501 сформированы два сквозных отверстия для соединения с демпферами 6.
Вблизи вершины, образованной нижней и передней сторонами каждой опорной стенки 501 проделаны поперечные горизонтальные отверстия по оси AB. Эти отверстия используются для осевых креплений при присоединении опоры кресла 5 к каретке 3. Помимо этого сзади кресла демпферы 6 соединяют опору кресла 5 к задним перемычкам 303 каретки 3. Вокруг оси AB кресло поворачивается при аварийной ситуации в случае продольно-бокового удара, большая часть энергии которого гасится демпферами 6.
Каждый из двух демпферов 6 (фиг. 13-16), устанавливаемых на кресле, состоит из расширителя (конуса) 601, имеющего форму усеченного конуса со сквозным центральным отверстием, подобен конусному ролику, цилиндрической трубки (в дальнейшем - трубка) 602, крепежного комплекта 603 (болта и гайки с шайбой) и П-образного кронштейна 604 с верхней площадкой с центральным отверстием и двумя боковыми ушами для крепления, образующими внутреннюю полость. При этом на болт из крепежного комплекта 603, начиная с его головки, последовательно насажены расширитель 601 (большим диаметром к головке болта), трубка 602, П-образный кронштейн 604, заканчивая его верхней площадкой и зафиксированный гайкой с шайбой из крепежного комплекта 603. При этом малый диаметр, сечение конуса 601 частично входит в трубку 602 и это соединение расположено во внутренней полости П-образного кронштейна 604.
На внешней поверхности трубки 602, со стороны несоединенной с конусом 601, сформирован цилиндрический фланец (буртик) 605, а на верхней площадке из внутренней полости П-образного кронштейна 604 для него соответствующая выемка (уступ) 606. В собранном состоянии фланец 605 входит и совмещается с выемкой 606, обеспечивая центрирование соединения трубка 602 - расширитель 601 во внутренней полости П-образного кронштейна 604 и исключая ее угловые перекосы. Этим гарантируется обеспечение заданной величины гашения энергии от продольно-бокового удара всего демпфера 6.
В одном из исполнений кресла используется преимущественно два демпфера 6, установленные с задней стороны каретки 3, рядом с фиксаторами отката бис помощью П-образного кронштейна 604, прикрепленные первым ухом к задней перемычке 303 каретки 3, а вторым ухом к ее боковине 301 (фиг. 13). С помощью крепежного комплекта 603 демпфер 6 соединен с подвижной частью кресла (поворачивающейся вокруг оси АВ при гашении энергии от продольно-бокового удара), а именно с опорой кресла 5.
Была рассчитана, практически проработана и экспериментально испытана конструкция демпфера 6, в которой конус 601 изготовлен из дюралевого сплава, например, Д16Т с длиной 15 мм и большим и малым диаметрами 19 мм и 15 мм. Трубка 602 может быть изготовлена из нержавеющей стали, например, 12Х18Н10Т и имеет длину - 22 мм, внутренний диаметр - 15 мм, внешний диаметр 19 мм. При сборке демпфера 6 расширитель 601 вставляется и запрессовывается в трубку 602 (трубка 602 натягивается на расширитель 601, фиг. 14-16) за счет ее частичной развальцовки с глубиной не менее 5 мм.
Демпферы 6 используются для поглощения (гашения) энергии движения подвижных частей кресел (поворота вокруг оси AB) от резкого продольно-бокового воздействия, удара за счет вдавливания конуса 601 внутрь трубки 602, приводящей к ее пластической деформации и расширению до максимального диаметра конуса 601, но исключая разрыв, разрушение и т.п. Для обеспечения максимального хода конуса 601 в процессе поглощения энергии в перемычке 303 проделаны сквозные отверстия диаметром, превышающим большой диаметр конуса 601 (фиг. 13).
Как показали многократные натурные испытания при продольно-боковом ударе значением 16g для демпфера 6 с указанными выше параметрами максимальный ход расширителя 601 составил около 15 мм. Т.е. рассчитанной и подобранной длины трубки было достаточно для полного гашения этого удара за счет пластической деформации (расширения) без разрыва трубки 602.
0
Демпфер 6 устанавливается на расстоянии R в диапазоне от 300 мм до 325 мм, предпочтительно 311 мм от осевых креплений по оси AB опоры кресла 5 к каретке 3 для кресла.
В зависимости от предъявляемых требований демпфер 6 может быть выполнен и в других исполнениях. Для управления функцией гашения энергии от перемещения конуса 601 внутри трубки 602 и формирования ее, например, в виде нелинейной функции для разных исходных данных (типов самолетов, медико-биологических показателей летчика и членов летного экипажа и др.) возможно использования конусообразной трубки 602 (форма усеченного конуса) с переменной (например, линейно-изменяющейся) толщиной стенки, с внешним или внутренним (фиг. 15) конусами. Функция изменения толщины стенки может быть и подобранной индивидуально под конкретные медико-биологические показатели человека.
Помимо этого, для предотвращения угловых смещений расширителя 601 и трубки 602 относительно П-образного кронштейна 604 и соответствующего нежелательного уменьшения эффективности поглощения энергии всего демпфера 6 возможно использования болта из крепежного комплекта 603 конусообразной поверхностью присоединения его головки (фиг. 16), например с потайной головкой, и сформированной, например, за счет зенкования, соответствующей конусообразной поверхностью в основании расширителя 601 («под конус») для нее. При вхождении такого болта в конус обеспечивается и гарантируется дополнительная центровка конуса 601 и трубки 602 относительно П-образного кронштейна 604.
Сиденье кресла 7 состоит из сиденья и задней крепежной части, при этом сиденье состоит из гибкого (подвижного) экрана сиденья 701 прямоугольной формы, левой и правой вертикальных боковин 702, формой сапожка, направленных носком вперед, в направлении оси OX, основания сиденья 703, прямоугольной формы, демпфера сиденья 704, подколенника 705, с присоединенным снизу кронштейном подколенника 706. левым и правым боковыми кронштейнами 707, мягкими наполнителями сиденья 708 и подколенника 709, двух нижних 710, заднего 713 и четырех пружинных 716 кронштейнов, нижней 711 и верхней 712 осей, двух переходников сиденья 714, четырех пружинных кронштейнов 715, кронштейна для троса 716, четырех роликов 717, расширителя (конуса) сиденья 718, включающей фланец расширителя 719, винта 720, трубки сиденья 721 с фланцем трубки 722.
Вертикально установленные левая и правая боковины 702 соединены изнутри прямоугольными основанием сиденья 703 и экраном сиденья 701. При этом экран сиденья 701 расположен над основанием 703 с образованием вертикального зазора значением от 39 мм до 43 мм, предпочтительно 41 мм. В зазоре размещен демпфер сиденья 704, расположенный на продольной оси сиденья кресла 7 на расстоянии, не более 120 мм от заднего края экрана сиденья 701.
Снизу, сзади и сверху с небольшим зацепом к основанию сиденья 703 прикреплены два вертикально размещенных нижних кронштейна 710. Кроме того, снизу к основанию сиденья 703 и изнутри правого нижнего кронштейна 710 с образованием вращающегося соединения прикреплен задним (первым) концевым креплением пружинный замок 802. Передним (вторым) концевым креплением этот пружинный замок 802, механически связан с кронштейном подколенника 706, снизу присоединенным к подколеннику 705, также образуя вращающееся соединение.
Угол поворота подколенника 705 вокруг оси EF (фиг. 1, 2) зависит от состояния пружинного замка 802. При этом максимальная длина пружинного замка 802 соответствует положению поднятого подколенника 706, в одной плоскости с экраном сиденья 701, а при его минимальной длине подколенник 705 опущен вниз. Для управления текущим состоянием подколенника 705 используется устройство отклонения подколенника 8, представленное далее.
Боковины 702, превышая по длине экран сиденья 701 и основание сиденья 703 и выступая сзади за их пределы своими задними частями вместе с боковыми 707 и нижними 710 кронштейнами, формирует сзади сиденья крепежную часть, используемую для соединений со спинкой 9, опорой кресла 5, устройством подъема 11, индикатором подъема 12.
Боковые кронштейны 707 крепятся к основанию 703 сверху, сзади и с нижним зацеплением, располагаясь изнутри боковин 702 и образуя с ними зазор, обычно не более 40-60 мм. В каждом из двух таких зазоров в области крепежной части установлено по две оси: нижней 711 (фиг. 19) и верхней 712 (фиг. 26) для закрепления с возможностью поворота, соответственно, нижнего концевого крепления пружинных замков 1002 и нижней части боковых кронштейнов спинки 9.
В задней части нижних кронштейнов 710 поперечно установлен вертикально расположенный задний кронштейн 713. На его внешней стороне установлены переходники 714 со сквозными горизонтальными отверстиями, друг напротив друга, используемыми для соединения с боковыми креплениями 1110 замка для фиксации подъема 1102.
В верхней части заднего кронштейна 713 над переходниками 714 размещен кронштейн для троса 715, используемый в процессе передачи натяжения троса 1103 и механически связывающий ручку подъема 1101 с замком для фиксации подъема 1102.
Снизу с обеих сторон заднего кронштейна 713 установлены четыре пружинных кронштейна 716, по два спереди и сзади (на фиг. 17 показаны только два сзади), используемых для зацепления пружин 1104 и натяжения ею к верхней стяжке 505 в опоре кресла.
Снаружи и сзади двух нижних кронштейнов 710 установлены четыре ролика 717 вдоль вертикальной линии по два с каждой стороны. После соединения сиденья кресла 7, например, с опорой кресла 5 эти ролики 717 перемещаются вдоль пазов 507, обеспечивая вертикальные смещения этого сиденья.
На правом нижнем кронштейне 710 кресла последовательно размещены, начиная спереди, ручка подъема 1101, ручка отката 401 и ручка отклонения спинки 1001.
Мягкие наполнители сиденья 708 и подколенника 709 (фиг. 21) изготовлены, например, из пенополиуретана, являются съемными с помощью быстросъемных соединений, например, контактной ленты типа «липучки», широко используемыми для одежды, обуви и мебели и прикреплены сверху сиденья и подколенника 705. Эти наполнители 708 и 709 могут быть сняты после аварийной ситуации в виде вертикально-бокового и/или продольно-бокового ударов, требующей ремонта и технического обслуживания сиденья. Затем после проведения всех нужных технических действий эти мягкие наполнители 708 и 709 могут снова быть установлены на сиденье кресла 7.
Конструкция демпфера сиденья 704 в основном подобна демпферам 6, описанным выше, и предназначена для поглощения энергии при вертикально-боковом ударе. В этом демпфере сиденья 704 расширитель (конус) сиденья 718 с фланцем расширителя 719 со стороны большого диаметра, упирается им снизу в экран сиденья 701 и зафиксирован винтом 720. Расширитель сиденья 718 изготовлен из дюралевого сплава, например, Д16Т с длиной 15 мм и большим и малым диаметрами 19 мм и 15 мм.
Трубка сиденья 721 может быть изготовлена из нержавеющей стали, например, 12Х18Н10Т, имеет длину 22 мм, внутренний и внешний диаметры 15 мм и 19 мм.
При сборке демпфера сиденья 704 расширитель сиденья 718, прикрепленный со стороны своего фланца 719 винтом 720 снизу к экрану сиденья 701, вставляется и запрессовывается в трубку сиденья 721 (трубка сиденья 721 натягивается на расширитель сиденья 718) за счет ее частичной развальцовки с глубиной не менее 5 мм. Своим фланцем 722 трубка сиденья 721 упирается в выемку (углубление) 723, сформированную в основании сиденья 703.
Демпфер сиденья 704 используется в аварийной ситуации для поглощения энергии при вертикально-боковом ударе, действующим снизу на кресло, когда экран сиденья 701 прогибается из-за инерционности тела человека. При таком ударе происходит вдавливание конуса сиденья 718 внутрь трубки сиденья 721, приводящей к ее пластической деформации и распгирению до максимального диаметра конуса сиденья 721, но исключая разрыв, разрушение и т.п.
Как показали многократные натурные испытания при вертикально-боковом ударе значением 14g для демпфера сиденья 704 с указанными выше параметрами максимальный ход расширителя сиденья 718 составил около 15 мм. Таким образом, рассчитанной и подобранной длины трубки достаточно для полного гашения этого удара за счет пластической деформации (расширения) без разрыва трубки сиденья 721.
В зависимости от предъявляемых различных требований демпфер сиденья 704 может быть выполнен и в других исполнениях. Для управления функцией гашения энергии от перемещения расширителя сиденья 718 внутри трубки сиденья 721 и формирования ее, например, в виде нелинейной функции для разных исходных данных (типов самолетов, медико-биологических показателей летчика и членов летного экипажа и др.) возможно использования конусообразной трубки (формой усеченного конуса) с переменной (например, линейно-изменяющейся) толщиной стенки, с внешним (фиг. 20) или внутренним конусами. Функция изменения толщины стенки может быть и подобранной индивидуально под конкретные медико-биологические показатели человека.
Устройство отклонения подколенника 8 (фиг. 18) включает кнопку отклонения подколенника 801, пружинный замок 802 и механического гибкого троса 803.
Трос 803, большая часть которого прикреплена к основанию 703, механически соединяет кнопку отклонения подколенника 801, установленную на левой боковине 702, с пружинным замком 802, которых имеет два концевых крепления (крепежных части). Первым (задним) концевым креплением (крепежной частью) пружинный замок 802 механически связан с нижним кронштейном 710 и основанием сиденья 703 вращающимся соединением, а вторым (передним) - через кронштейн подколенника 706 соединен с подколенником 705 (фиг. 18).
Трос 803 осуществляют гибкую механическую связь между кнопкой отклонения подколенника 801 и входом управления пружинного замка 802. Натяжением троса 803 с усилием, не более 3 кгс, регулируется состояние пружинного замка 802. При этом нажатием кнопки отклонения подколенника 801 натягивается трос 803 и пружинный замок 802 переводятся в открытое состояние (незафиксированное состояние, свободное для сжатия или растяжения), которое, в итоге, позволяет отклонять подколенник 705. Если кнопка 801 будет в исходном (т.е. ненажатом) состоянии, то и пружинный замок 802 будет закрыт и жестко зафиксирован, поэтому не сможет осуществлять сжатие или растяжение, а соответственно подколенник 705 также будет зафиксирован.
Механический гибкий трос 803 и кнопка отклонения подколенника 801 могут быть реализованы, например, на основе одного стандартного покупного изделия «Трос управления с кнопкой МС21-32», производимого фирмой P.L. Porter Controls (США, интернет-ресурс - http://www.craneae.com/Products/Cabin/ControlCables.aspx).
Пружинный замок 802 может быть реализован, например, на основе стандартных покупных управляемых гидрозамков, марки 1-10-3С5Ахх, производимого фирмой P.L. Porter Controls (США, интернет-ресурс - http://www.craneae.com/Products/Cabin/Hydrolok.aspx).
Спинка 9 (фиг. 22) используется для создания комфортных условий для работы и включает два боковых кронштейна 901, передний кронштейн 902, задний кронштейн 903, кронштейн 904, опору спинки (каркас) 905, стяжку спинки 906, уголок 907, два уха 908, две трубчатых направляющих 909, мягкий наполнитель, чехол.
Боковые кронштейны 901 образуют боковые стороны спинки кресла 9, к которым спереди прикреплена опора спинки 905 на всю их площадь. Сверху (и спереди) к боковым кронштейнам 901 присоединен передний кронштейн 902, с которым связан задний кронштейн 903. Передний 902 и задний 903 кронштейны фиксируют трубчатые направляющие 909 (фиг. 25), расположенные вдоль спинки 9, длиной не более 50-100 мм, используемые для крепления подголовника 14. Такое соединение подобно розетке с двумя отверстиями (имеют розеткообразный вид), образует пару совместную стержневым направляющим 1404 подголовника 14 (фиг. 24) с зазором, позволяющим за счет проскальзывания перемещаться и устанавливать его на нужном уровне (фиг. 23).
В нижней части каждого бокового кронштейна 901 сформировано по уху 908, которые используются для крепления к сиденью кресла 7 (путем соединения со вторыми концевыми креплениями пружинных замков 1002), а также выполнено по поперечному сквозному отверстию, которые расположены на одной оси CD (фиг. 22).
Рядом с нижними концами трубчатых направляющих 909, расположенных внутри спинки 9, поперечно установлены пружинные фиксаторы 910 (фиг. 23), каждый с подпружиненным шариком. За счет упора последнего, особенно в случаях западания шариков в канавки, сформированных на стержневых направляющих, происходит фиксация нужного уровня подъема подголовника 14.
С задней стороны боковые кронштейны 901 соединяют стяжка спинки 906 и уголок 907, сверху которых установлен кожух, образуя своей внешней поверхностью заднюю сторону спинки 9. В собранном состоянии на спинку кресла 9 надет чехол, а между ним и опорой спинки 905 закреплен мягкий наполнитель, например, из пенополиуретана.
Спинка 9 крепится к сиденью кресла 7 введением нижних частей своих боковых кронштейнов 901 в зазоры между боковыми кронштейнами 707 и боковинами 702 и фиксацией там с возможностью поворота вокруг оси CD (фиг. 22) с помощью верхних осей 712.
Другая точка крепления спинки 9 к сиденью кресла 7 определена местом положения ушей 908, которыми крепится к устройству отклонения спинки 10, в частности ко вторым концевым креплениям пружинных замков 1002, позволяющему задавать нужное отклонение спинки 9.
В одном из вариантов в исходном положении спинка кресла 9 отклонена от вертикали на угол, в диапазоне 11,8° до 12,2°, предпочтительно 12° от вертикали. И может отклоняться под действием силы давления верхней части туловища значением, как правило, не более 8 кгс) от исходного положения на угол, в диапазоне 18° до 22°, предпочтительно 20°, с фиксацией ее в любых промежуточных положениях.
Устройство отклонения спинки 10 включает поворачивающуюся ручку отклонения спинки 1001 (фиг. 2), два пружинных замка 1002 (фиг. 13, 21), два механических гибких тросов 1003.
Два троса 1003 соединяют ручку отклонения спинки 1001, закрепленную на правом нижнем кронштейне сиденья кресла 7, с двумя пружинными замками 1002, каждый из которых включает два концевых крепления (крепежных части). Первым (нижним) концевым креплением (крепежной частью) пружинные замки 1002 присоединены сзади к нижней оси 711 сиденья кресла 7, а второй (верхней) - сзади спинки кресла 9, к ее ушам 908 (фиг. 22).
Тросы 1003 осуществляют гибкую механическую связь между ручкой отклонения спинки 1001 и входами управления пружинных замков 1002. Натяжением тросов 1003 с усилием, не более 3 кгс регулируется состояние пружинных замков 1002: тягой (поворотом «на себя») ручки 1001 натягиваются тросы 1003 и пружинные замки 1002 переводятся в открытое состояние (свободное сжатие/растяжение), которое, в итоге, позволяет отклонять спинку кресла 9. Если ручка 1001 будет в исходном состоянии, то и пружинные замки 1002 будут закрыты, не смогут осуществлять сжатие или растяжение и соответственно спинка кресла 9 также будет зафиксирована.
.
Пружинные замки 1002 могут быть реализованы, например, на основе стандартных управляемых гидрозамков, марки 1-10-3С5Ахх, производимого фирмой P.L. Porter Controls (США, интернет-ресурс - http://www.craneae.com/Products/Cabin/Hydrolok).
Устройство подъема 11 используется для регулирования вертикального положения сиденья кресла и его работа основана на взаимодействии элементов разных узлов.
Для подъема сиденья кресла 7 используются несквозные направляющие желобы 507 (фиг. 11), сформированные в опорных стенках 501 опоры кресла 5. В процессе подъема по этим желобам 507 перемещаются ролики 717, увлекая за собой сиденье кресла 7 и, тем самым, обеспечивая плавную установку ее нужной высоты.
В устройстве подъема 11 используются ручка подъема 1101 (фиг. 1), установленная справа на нижнем кронштейне 710 сиденья кресла 7, замок для фиксации подъема 1101 (фиг. 2), трос 1103 (фиг. 21) и четыре пружины подъема 1104 (на фиг. 21 частично показаны только две из них). При этом пружины подъема 1104 механически соединяют и стягивают сиденье кресла 7, цепляясь с одной стороны к ее заднему кронштейну 707 пружинными кронштейнами 716, а с другой цепляясь за верхнюю стяжку 505 опоры кресла 5.
Замок для фиксации подъема 1102 (фиг. 25) представляет собой фиксирующее устройство, рассчитанное на вертикальную нагрузку до 14g и состоит из корпуса 1105 и подвижного кронштейна 1106, который в свою очередь, включает шток 1107 с задним клином, пружину 1108, ролик стопорения 1109, двух боковых 1110 и одно нижнее 1111 крепления.
Корпус 1105 представляет собой шток со сформированными с внешней стороны округлыми выемками. Подвижный кронштейн 1106 закреплен на корпусе 1105 с возможностью скольжения (перемещения) по нему. В подвижном кронштейне 1106 со стороны округлых выемок размещен шток 1107, с возможностью перемещения, подпираемый пружиной 1108. При этом задний клин штока 1107 прижимает ролик стопорения 1109 к округлым выемкам корпус 1105 и этим фиксирует подвижный кронштейн 1106 на корпусе 1105.
Ручка подъема 1101 гибким тросом 1103 механически связана со штоком 1107. Корпус 1105 снизу соединен с опорой кресла 5 с помощью вилки 506. Боковыми креплениями 1110 подвижного кронштейна 1106 замок для фиксации подъема 1102 соединен с задним кронштейном 713 с помощью переходников для сиденья 714.
Поворотом (тягой «на себя») ручки подъема 1101 через гибкий трос 1103 имеется возможность вытягивания подпружиненного штока 1107 из подвижного кронштейна 1106, который, своим задним клином освобождает ролик стопорения 1109. Это позволяет подвижному кронштейну 1106 перемещаясь по корпусу 1105, увлекать за собой сиденье кресла 7 направляемыми роликами 717 вдоль направляющих желобов 507 в нужном направлении:
- на подъем за счет стягивания четырех пружин подъема 1104 с усилием от 50 кгс до 60 кгс, предпочтительно 56 кгс,
- на опускание под действием собственного веса пользователя, если он весит больше 50-60 кг.
После отпускания ручки подъема 1101 и соответственно ослабления гибкого троса 1103 подпружиненный шток 1107 втягивается пружиной 1108 и придавливает ролик стопорения 1109 в ближайшую округлую выемку, тем самым фиксируя подвижный кронштейн 1106 и блокируя его от перемещений.
Корпус 1105 может иметь от 16 до 18, предпочтительно 17 выемок и таким образом это кресло имеет от 16 до 18, предпочтительно 17 промежуточных положений по высоте.
Индикатор подъема 12 (фиг. 2) используется для индикации текущего уровня его подъема и его регулировки для установки нужного поля зрения летчика.
Индикатор подъема 12 (фиг. 26) реализован за счет стрелки 1201, механически связанной кронштейном индикатора 1202 (не показан) с сиденьем кресла 7 через паз 508 в правой из опорных стенок 501. С внешней стороны правой опорной стенки 501, параллельно пазу 508 прикреплена линейка 1203 длиной соответствующая полному диапазону подъема кресла.
Вертикальные перемещения сиденья кресла 7 приводят к соответствующим вертикальным перемещениям кронштейна 1202 со стрелкой 1201. Эти перемещения измеряются прикрепленной линейкой 1203. Максимальный диапазон подъема кресла, как правило, составляет 180 мм - по 90 мм в каждую сторону относительно середины, выбранной за нулевую точку.
Для удобства работы летчиков кресло оборудовано двумя (слева и справа спинки 9) подлокотниками 13, которые автономно, независимо друг от друга могут занимать любые положения между крайними горизонтальным (по направлению полета) и вертикальным (вверх) положениями с поворотами вокруг осей GH (фиг. 1, 2).
Устройство подлокотников 13 представлено на примере правого подлокотника (фиг. 27, 28), прикрепленном с помощью кронштейна 1301 к спинке 9, и содержит накладку 1302, каркас 1303, вкладыш 1304, колесо (маховик) 1305, рейку 1306, регулировочный винт 1307, зацеп 1308, винты 1309-1311, клипсу 1312, заклепки 1313, упор 1314.
Каркасом 1303 подлокотника создана внутренняя полость, а задней частью каркас соединен с кронштейном 1301 с возможностью поворота до вертикального положения (вверх) или заподлицо со спинкой с усилием не превышающем диапазона от 2 кгс до 4 кгс, предпочтительно 3 кгс.
Сверху каркаса с помощью зацепа 1308 и винта 1309 закреплена накладка 1302. В передней части внутренней полости каркаса 1303 сформирована клипса 1312, которой зафиксировано с возможностью вращения колесо 1305 с рейкой 1306, расположенной вдоль каркаса подлокотника 1303. Эта рейка 1306 имеет заклепки 1313 для ограничения продольных смещений и механически связана для передачи вращения с регулировочным винтом 1307, установленным во вкладыше 1304, размещенным в задней части внутренней полости каркаса 1303. При этом задний торец регулировочного винта 1307 упирается в упор 1314, закрепленный на кронштейне 1301. Регулировочный винт 1307 имеет заданный диапазон числа оборотов вращения определяемый диапазоном хода его заднего торца, регулирующий наклон подлокотника 13 в диапазоне от - 20° до 8° от линии горизонта.
Длина подлокотников находится в диапазоне от 400 мм до 450 мм, предпочтительно 425 мм, а ширина - от 45 мм до 75 мм, предпочтительно 60 мм.
Для удобства кратковременного отдыха летчиков и особенно для исключения повреждения шейных отделов позвоночника при продольно-боковом ударе в чрезвычайных ситуациях кресло оборудовано подголовником 14.
Подголовник 14 (фиг. 24) устанавливается сверху спинки 9 и включает каркас 1401, чехол 1402, наполнитель 1403, две стержневые направляющие 1404 диаметром от 8 мм до 15 мм, предпочтительно 10 мм с нанесенными поверхностными канавками 1405 (углублениями насечками, пазами) на участке длиной от 45 мм до 55 мм, предпочтительно на 50 мм. На концах стержневых направляющих 1404 установлены упоры 1406, защищающие от полного вынимания подголовника 14.
Стержневые направляющие 1404 соединены с каркасом 1401, образуя вилкообразный вид (подобно вилке с двумя зубьями), а место этого соединения покрыто последовательно наполнителем 1403, например, из полиуретана, и чехлом 1402 создавая подушку подголовника 14. По высоте, ширине и толщине она имеет размеры не более 200 мм для каждого параметра, при этом длина стержневых направляющих 1404, выходящих за пределы подушки подголовника не более 200 мм.
Подголовник 14 установлен сверху спинки 9 путем введения своих стержневых направляющих 1404 внутрь трубчатых направляющих 909 (фиг. 23), образуя зазор между ними от 0,1 мм до 0,5 мм, предпочтительно 0,3 мм. Пружинные фиксаторы 910, прижимаются своими подпружиненными шариками к канавкам стержневых направляющих 1404 и фиксируют их в дискретных положениях, соответствующих этим канавкам за счет западания в них подпружиненного шарика. В одном из вариантов кресел усилием прижатия пружинных фиксаторов 910 задается усилие для перемещения подголовника равномерно приложенного к его боковым частям не менее 14 кгс.
Пружинный фиксатор представляет собой цельное стандартное изделие, например, производимое фирмой HEESIRICH KIPP WERK (Германия, интернет-ресурс - http://www.kippcom.ru/App/WebObjects/XSeMIPSKIPP.woa/cms/page/locale.ru/pid.1097.1105.1226/agid.13221/ecm.ag/index).
Привязная система 15 (фиг. 1) используется для фиксации тела пилота на разных этапах полета самолета и особенно при аварийной посадке или при его недееспособности.
В одном из исполнений привязная система 15 может быть 4-х точечной с механизмом стопорения плечевых ремней и состоит из регулируемых по длине поясных ремней, которые крепятся к сбоку к креслу; плечевых ремней с инерционным механизмом фиксации (инерционной катушкой) 1501, установленном в спинке 9 (фиг. 22); пряжки, фиксирующей (или расфиксирующей) два поясных и два плечевых ремня; механизма механической фиксации плечевых ремней, включающую ручку стопорения плечевых ремней 1502 (фиг. 1), гибким тросом, механически связанную с инерционной катушкой 1501.
В качестве привязной системы 15 может быть применено стандартное изделие 1-10-3С5Ахх, производимое фирмой Schroth Safety Products GmbH (Германия, интернет-ресурс - http://www.schroth.com).
Итак, в одном из исполнений кресло имеет следующие габаритные размеры:
- высота составляет от 1135 мм до 1155 мм, предпочтительно 1145 мм (при условии, что спинка в исходном положении);
- ширина в поперечном направлении составляет от 550 мм до 560 мм, предпочтительно 555 мм;
- ширина в продольном направлении (при условии, что все подвижные элементы в исходном положении) составляет от 700 мм, до 710 мм, предпочтительно 705 мм.
Кресло и средства фиксации рассчитаны на людей ростом от 1,57 м до 1,9 м, предпочтительно 1,75 м. Все устройства, блоки и механизмы составляющие предлагаемое кресло являются сборно-разборными и обладают устойчивостью к вибрационным нагрузкам всех этапов полета самолета.
Предлагаемое кресло при регулировках и энергогашении работают следующим образом.
Перемещение кресла в нужное рабочее положение в плоскости XOY осуществляется путем тяги (поворотом «на себя») ручки отката 401 и расфиксацией фиксаторов отката 403 за счет втягивания гибким тросом 402 подпружиненных подвижных штырей 405 и выхода из зацепления с отверстиями продольных реек рельсов 1.
Далее за счет создания усилия при отталкивании (или подтягивании) ногами о пол кресло перемещается до наиболее удобного рабочего положения и последующим отпусканием ручки отката 401 подпружиненные подвижные штыри 405 выводятся и за счет небольших перемещений кресла «вперед-назад» добиваются его фиксации в направляющих рельсах пола за введения этих штырей в отверстия продольных реек. Кресло может иметь 15 рабочих положений в диапазоне 177,8 мм с шагом 12,7 мм.
Регулировка кресла по высоте осуществляется путем тяги (поворота на «себя») ручки подъема 1101, которая натягивая трос 1103, в итоге, вытягивает подпружиненный клиновидный шток 1107 (фиг. 25), освобождая ролик стопорения 1109 и расфиксируя подвижный кронштейн 1106. Так последний становится подвижным относительно корпуса 1105.
Затем пользователь садится на кресло и за счет собственного веса переводит его вниз до необходимого уровня (для опускания) за счет растяжения пружин подъема 1104, прикрепленных к заднему кронштейну 713 и верхней стяжке 505 опоры кресла 5. Либо, при небольшом привставании, когда кресло в результате сжатия пружин подъема 1104, поднимется до необходимого уровня. Развиваемое усилие подъема составляет, как правило, от 50 кгс до 60 кгс, предпочтительно 56 кгс. Далее за счет отпускания ручки подъема 1101 происходит фиксация кресла
Для удобства работы, и увеличения обзора, кресло имеют дискретную регулировку, например, с шагом в диапазоне от 8 до 12 мм, предпочтительно 10 мм, в вертикальном направлении с фиксацией в промежуточных положениях, например, в пределах от 170 мм до 190 мм, предпочтительно 180 мм.
Кроме того, за счет использования индикатора подъема 12 в кресле имеется возможность индикации подъема с последующим запоминанием нужных значений.
Отклонение подколенника кресла осуществляется при нажатии на кнопку управления с усилием не более 3 кгс и под действием силы давления ног пилота (не более 8 кгс) от исходного горизонтального положения вверх в пределах от 10° до 14°, предпочтительно 12° и вниз в пределах от 13° до 17°, предпочтительно 15° с фиксацией его в любых промежуточных положениях. При снятии нагрузки от ног и при нажатии на кнопку управления подколенники плавно возвращаются в верхнее положение.
Отклонение спинки кресла осуществляется поднятием ручки отклонения спинки 1001 вверх, например, с усилием не более 3 кгс, и натяжением гибкого троса 1003 открываются (расфиксируются) пружинные замки 1002 (фиг. 21), которые в свою очередь расфиксирует спинку 9. Нажатием корпусом тела, с усилием не более 8 кгс, человек отклоняет ее до требуемого положения (с положительным углом отклонения) на величину в пределах от 18° до 22°, предпочтительно 20° от исходного отклонения от вертикали в пределах от 10° до 14°, предпочтительно 12°. В процессе нажатия на спинку 9 при расфиксированных пружинных замках 1002 их длина уменьшается, а встроенная в него пружина сжимается.
Отклонение спинки кресла с отрицательным углом отклонения происходит за счет сгибания верхней части туловища человека при расфиксированном пружинных замках 1002 и соответствующих их удлинении за счет разжимании встроенной пружины.
После выбора требуемого положения пользователем ручка отклонения спинки 1001 отпускается, тросы 1003 освобождаются, а пружинные замки 1002 переходят в зафиксированное состояние с закреплением спинки 9 в выбранном положении.
Для перевода вверх подлокотников (фиг. 21) следует потянуть за переднюю часть подлокотника вверх, с усилием в диапазоне от 2 до 4 кгс, предпочтительно 3 кгс. Подлокотник встанет на упор в вертикальном положении. Перевод подлокотника в горизонтальное положение производится в обратной последовательности.
Регулировка рабочего положения подлокотника осуществляется за счет вращения маховика 1305 (фиг. 26) для каждого подлокотника автономно. Вращение колеса 1305 в одну или другую сторону, приводящее с помощью рейки 1306 к вращению винта 1307 приводит соответственно к выкручиванию (или вкручиванию) его заднего торца и, за счет упирания в упор 1314, подъему или опусканию всего подлокотника.
Регулировка положения подголовника по высоте кресла осуществляется путем перемещения его, например, с усилием не менее 14 кгс, равномерно приложенным к обеим боковым частям подголовника в нужном направлении (вверх или вниз) до удобного положения. Фиксация подголовника осуществляется автоматически за использования встроенных пружинных фиксаторов 910 (фиг. 23).
Энергопоглощение предлагаемого кресла от воздействия двух типов ударов происходит следующим образом.
Для продольно-бокового удара.
0
В начальный момент времени соединение кресла с кареткой 3 определяются двумя точками: точка M (осевое крепление кресла с кареткой) и вторая условная точка N (крепление кресла к каретке 3 через демпфер 6), расположенная на расстоянии радиуса окружности вращения R от оси AB (фиг. 29).
ударl
дем
При продольно-боковом ударе F кресло отклоняется от своего первоначального положения и поворачивается вокруг оси АВ в отрицательном направлении (против часовой стрелки) в пределах небольшого угла Δγ между осями MP (до удара) и MP' (после удара) за счет удлинения демпфера Δl с поглощением энергии удара и смещения точки крепления из точки N в точку N' (фиг. 30).
ударl
дем
удар1
При этом большая часть энергии продольно-бокового удара Fгасится демпфером 6 за счет механического расширения трубки 602 при вхождении в нее конуса 601 на значение Δд, а меньшая остаточная часть энергии удара F воздействует на тело сидящего человека.
Для вертикально-бокового удара.
дс1
В начальный момент времени человек, сидя на кресле, продавливает мягкие наполнители 718 и 719, а установленный демпфер сиденья 704 в зазоре между экраном сиденья 701 и основанием 703 имеет максимальную длину l (фиг. 31).
удар2
дс2
удар2
При вертикально-боковом ударе снизу кресла F механическая конструкция начинает смещаться вверх и давить снизу на человека. За счет инерционности массы и гибкости тело человека не успевает смещаться с аналогичной скоростью и начинает давить на экран сиденья 701. Под воздействием этого давления демпфер сиденья 704 сжимается до значения l (фиг. 32) за счет вхождения расширителя сиденья 718 в трубку сиденья 721. В процессе этого демпфер сиденья 704 поглощает большую часть энергии вертикально-бокового удара Р. Меньшая остаточная часть его энергии приходится на тело сидящего человека.
Суть предлагаемых технических решений заключается в следующем.
1. Для повышения устойчивости к пиковым перегрузкам кресла и снижения нагрузок на пилота в данном техническом решении предлагается осуществить специальные меры по поглощению энергии при продольно- и вертикально-боковых ударах.
Для защиты от продольно-бокового удара конструктивно кресла выполняются из двух частей: подвижной и неподвижной, первая из которых крепится ко второй осью вращения AB и может вращаться относительно нее. Также вводятся демпферы 6 поглощающие энергию этого удара, связывающие их. Подвижная часть кресел включает опору кресла и вышерасположенные узлы. Неподвижная часть кресел включает каретку и нижерасположенные узлы.
0
Ось вращения AB условно формирует первую точку крепления - фиксированную точку M в виде центра окружности вращения с радиусом R. Демпферы 6, являющиеся фактически хордой к этой окружности, образующие из-за своих малых размеров условную точку N крепления кресла к каретке (фиг. 29).
дем
Продольно-боковой удар приводит к повороту кресла в пределах небольшого угла Δγ между осями MP (до удара) и MP' (после удара) за счет удлинения демпферов 6 Δl и смещения условной точки крепления из точки N в точку N' (фиг. 30) и поглощению большей его энергии. При этом кресло и тело человека, прижатого привязной системой к нему, не испытывают максимальных нагрузок, чем и сохраняется целостность первого и предотвращаются возможные повреждения позвоночника второго.
Для поглощения энергии вертикально-бокового удара конструкция сидений кресел выполняются гибким со встроенным демпфером сиденья 704. При вертикально-боковом ударе происходит сжатие демпфера сиденья 704 и поглощение большей части энергии удара.
Демпферы 6 и демпферы сиденья 704, представляют из себя одноразовый модуль, поглощающий энергию удара за счет пластической деформации трубки при расширении от вдавливания в нее конуса. Толщина трубки может быть как линейно-, так нелинейно-изменяющейся, формируя при ударе нужную функцию поглощения энергии, подобранную под разные исходные данные в виде конструктивных особенностей самолетов, медико-биологических показателей летчика и членов летного экипажа и др.
2. Для обеспечения как максимальной мобильности, так надежной фиксации, защищенной от поперечных и вертикальных смещений, при перемещениях кресел предлагается использовать сопряженные друг с другом рельсы и опоры перемещения (фиг. 3-8). Сечение рельс подобно сечению двутавра, с верхней полкой, имеющей противоположные прямоугольный и угловой (под углом β) боковые торцы с вертикальной и наклонной гранями. При этом опоры перемещения, вращающиеся вокруг вертикальной оси OZ, имеют квадратное (при виде сверху) и близкое к П-образному сечению (при виде сбоку), которое за счет использования встроенных внутрь роликов механически сопряжены с четырьмя плоскостями верхней полки рельса. Такая конструкция опоры перемещения позволяет обеспечить высокую нагрузочную способность при ударных воздействиях и гарантированные подвижность, мобильность и возможность поворота с минимальным радиусом (для угловых рельс).
3. Для повышения ремонтопригодности предлагаемая конструкция кресла является сборно-разборной, что позволяет обеспечить замену демпферов в течение не более 5-7 часов после каждого ударного воздействия, сделав их многоразовыми и заменить нужный узел, в случае необходимости, с минимальными временными и трудовыми затратами и низкими требованиями к оборудованию.
4. Для расширения функциональных возможностей в предлагаемых креслах в основном предлагается: ввести демпферы для поглощения пиковой перегрузки, ввести индикатор подъема ввести регулируемые по высоте подголовники, реализовать возможность регулируемого отклонения спинки.
В феврале 2014 года были проведены официальные квалификационные динамические испытания предлагаемого кресла на воздействие вертикально- и продольно-боковых ударов с целью подтверждения соответствия требований международных правил и правил АП-25.
Эти испытания показали, что предложенные конструкции кресел в чрезвычайной аварийной ситуации выдерживают перегрузку 16g для продольно-бокового удара и перегрузку 14g для вертикально-бокового удара.
Снижена вероятность повреждений позвоночника, в первую очередь, в шейных его отделах и в области таза летчика, а также летальных исходов, система фиксации человека способна выдержать динамические нагрузки и остается присоединенной по всем точкам креплений. Для предложенной конструкции кресла максимальная суммарная нагрузка составила:
для продольно-бокового удара:
- в верхней части туловища и в т.ч. в шейных отделах позвоночника 476 кГс против максимально допустимых 907 кГс;
- в нижней части туловища в области таза и поясничного отдела позвоночника составили 320 кГс против максимально допустимых 680 кГс;
для вертикально-бокового удара:
- в верхней части туловища и в т.ч. в шейных отделах позвоночника 238 кГс против максимально допустимых 907 кГс;
- в нижней части туловища в области таза и поясничного отдела позвоночника составили 320 кГс против максимально допустимых 680 кГс.
Осмотр кресла после испытаний показал следующее: рельсы (прямые и угловые) в местах креплений кресла без деформаций; передние и задние опоры перемещений находились в исходном состоянии; все основные силовые узлы кресла (кронштейны, спинка, сиденье, пружинные замки) без деформаций, устройство подъема, накладки подлокотников остались целыми и находились в рабочем состоянии.
Кроме того, особенность сборно-разборных конструкции позволяет сделать его ремонтопригодным и даже в некоторых случаях многоразовым с быстрым и малозатратным ремонтом в специализированных центрах технического обслуживания. Например, после происшествия чрезвычайной аварийной ситуации и использования ресурса встроенных одноразовых демпферов (и в случае необходимости нескольких деталей) максимальное время на их замену и повторное приведение кресла в рабочее состояние (время ремонта) для их сборно-разборных конструкций составляет не более 7-8 часов, т.е. не более одной рабочей смены. В некоторых случаях допустимо иметь минимальный ЗИП для ремонта кресла. При этом не требуется специальная технологическая оснастка, а квалификация рабочего не будет превышать уровня сборщика.
Из описания также видно, что практически все детали, составляющие предлагаемое кресло могут быть изготовлены на широко распространенных фрезерных и/или токарных станках, обрабатывающих центрах или подобном оборудовании, не требует применения редкого специального и в т.ч. сварочного оборудования. Также в креслах не используются редкие и специальные материалы.
Масса предлагаемого кресла в базовой комплектации не превышает 33-35 кг и оно вполне перемещаемо и/или переносимо одним человеком. Конструкция опор перемещения кресел позволяет обеспечить их высокую подвижность при большом угле поворота угловых рельс.
Предлагаемое кресло были сертифицированы весной 2014 года согласно авиационным правилам АП-25 и к настоящему времени была поставлена как опытная партия кресел, так и налажен их серийный выпуск для различных модификаций самолетов Ту-204/214, Ил-76. Утверждена все техническая документация для производства кресел и номенклатура используемых материалов. Этим подтверждается практическая реализуемость предлагаемых технических решений.
Как видно из всего описания предложенная конструкция кресла позволяет повысить уровень пиковой нагрузки в чрезвычайной аварийной ситуации при продольно-боковом ударе до значения 16g и вертикально-боковом ударе до 14g, определяемый современными международными требованиями безопасности. Оно обладают существенно более широкими функциональными возможностями, имеют более простую конструкцию с меньшей массой и более высокой ремонтопригодностью, сниженными требованиями к производственному оборудованию для производства таких кресел и соответственно успешно решает поставленные технические задачи.