УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПАСЕНИЯ ВЕРТОЛЕТА

Настоящее техническое решение относится к авиации, более конкретно, к устройствам для спасения вертолетов в экстремальных ситуациях, возникающих, как правило, при отказе двигателей силовой установки.
Вертолет в случае отказа двигателей силовой установки (остановки двигателей) в полете в силу своих конструктивных особенностей сразу же теряет высоту (совершает падение). Это падение, как правило, неуправляемое. Для спасения экипажа и машины необходимо предотвратить падение или, как минимум, снизить скорость падения до величины, обеспечивающей мягкую или, в крайнем случае, полужесткую посадку. При этом необходимо также стабилизировать положение летательного аппарата.
Для реализации этой задачи предложено техническое решение (патент Российской Федерации №2162810 С2, В64D 25/00, 17/80 «Аварийно-спасательная система вертолета»), содержащее несущий винт, контейнер со сбрасываемой крышкой и спасательным парашютом, устройство для присоединения парашюта, пульт управления аварийно-спасательной системой, отличающееся тем, что оно снабжено бортовыми вертикальными щитками-стабилизаторами, расположенными вдоль вертикальной оси, проходящей через центр масс, управляемыми двумя пневмоцилиндрами, тормозными пороховыми двигателями мягкой посадки и служащими для их автоматического включения радиовысотомером малых высот и телескопическим щупом-замыкателем, несущий винт снабжен устройствами аварийного отстрела лопастей, в контейнере, размещенном в верхней части фюзеляжа между двигателями или за ними, расположен также вытяжной парашют, сблокированный со сбрасываемой крышкой контейнера, причем чехол спасательного парашюта выполнен из несгораемой ткани, а его стропы присоединены к фалам спасательного парашюта, прикрепленным четырьмя узлами к силовой раме фюзеляжа и укладываемым в размещенные сверху на фюзеляже скобы, служащие для отбортовки и фиксации фал от узлов их крепления до парашютного контейнера.
Данное техническое решение имеет следующие недостатки. Большое количество используемых и взаимосвязанных элементов, работающих в строгой последовательности, что снижает его надежность, увеличивает вес летательного аппарата, ухудшая летно-технические характеристики вертолета. Усложняется конструкция несущего винта за счет применения устройства для отстрела лопастей. И, главное, использование одного или нескольких парашютов недостаточно для того, чтобы снизить скорость падения летательного аппарата до безопасной величины и обеспечить мягкую посадку, особенно для средних и тяжелых машин.
Более простым и надежным решением задачи спасения вертолета при отказе тяговых двигателей является «Способ аварийной посадки вертолета» (патент Российской Федерации №2313476 С1, В64D 25/00, В64С 27/18), http://www.vertopedia.ru/items/show/395,
в котором лопасти несущего винта оснащены стартовыми двигателями, ось несущего винта укомплектована тормозом и соединена с тяговым двигателем через устройство, выполняющее роль обгонной муфты. Данное решение обеспечивает использование несущего винта вертолета в качестве движителя при совершении посадки с остановленным тяговым двигателем, который в этом случае заменяется резервными стартовыми. Оно является наиболее близким аналогом заявляемому техническому решению. При этом оно не свободно от недостатков. Так, при установке стартовых двигателей изменяется аэродинамика лопастей несущего винта, а также статическая и динамическая нагрузка на лопасти, что требует изменения конструкции машины и системы привода несущего винта. Из-за необходимости обеспечить включение стартовых двигателей усложняется конструкция лопастей. Для обеспечения посадки со средних высот запаса топлива в стартовых двигателях, количество которых ограничено количеством лопастей, может не хватить и задача спасения летательного аппарата и экипажа не будет решена.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в использовании штатного несущего винта вертолета для уменьшения скорости падения летательного аппарата до безопасной величины и совершения мягкой посадки.
Данная задача решается за счет того, что при отказе двигателей силовой установки используется резервный привод несущего винта, состоящий из лопастного колеса, связанного механическими передачами с валом несущего винта и соединенного с ним посредством обгонной муфты. Лопастное колесо смонтировано на подшипниках в закрытом корпусе с возможностью вращения под действием потока газов, воздействующего на лопасти и передающего колесу свою энергию. Поток газов возникает в результате произведения выстрела холостым патроном (выстрелов холостыми патронами) из артиллерийской установки, ствол которой стыкуется с каналом корпуса лопастного колеса, или в результате срабатывания твердотопливного реактивного двигателя, смонтированного в канале корпуса лопастного колеса.
Техническим результатом, достигаемым приведенной совокупностью признаков, является возможность возобновления вращения несущего винта при отказе двигателей силовой установки и обеспечение мягкой посадки летательного аппарата.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство, осуществляющее альтернативный привод несущего винта вертолета, на фиг.2 - вид по стрелке А (вид сверху) на данное устройство, на фиг.3 - разрез по линии Б-Б вида на фиг.1, на фиг.4 изображен вариант исполнения устройства с твердотопливными реактивными двигателями.
Заявленное устройство состоит из лопастного колеса 1, смонтированного на подшипниках в закрытом корпусе 2. Лопастное колесо 1 связано механическими передачами, например, цепной передачей 3 и редуктором 4, с валом 5 несущего винта летательного аппарата. Соединение механических передач с валом 5 несущего винта осуществляется посредством обгонной муфты 6. У корпуса 2 имеется тангенциально расположенный канал 7, с которым состыкован ствол артиллерийской установки 8, имеющий запас холостых патронов 9, собранных в ленту или в магазин. В варианте исполнения устройства с твердотопливными реактивными двигателями корпус 2 имеет несколько, расположенных по окружности вокруг лопастного колеса, каналов 7, размещение которых может быть выполнено в несколько ярусов (для увеличения времени работы устройства). У входа в канал 7 расположен твердотопливный реактивный двигатель 10.
Устройство работает следующим образом.
При отказе двигателей силовой установки вертолета летчик производит выстрел из артиллерийской установки 8. Пороховые газы, образующиеся в результате выстрела холостым патроном 9, влетают в канал 7 корпуса 2 и придают вращение лопастному колесу 1. Продолжающееся после отказа двигателей вертолета замедленное вращение винта (по инерции), облегчает разгон лопастного колеса. Приведенный в нормальное вращение несущий винт обеспечивает вертолету плавное снижение на некоторое время. По истечении запаса энергии вращения несущего винта, летчик вновь производит выстрел и опять некоторое время вертолет совершает плавное снижение и т.д., до приземления машины. В варианте исполнения устройства с твердотопливными реактивными двигателями вместо выстрела включается сначала один реактивный двигатель, затем другой и т.д., до совершения мягкой посадки.
Для регулировки скорости вращения несущего винта (неконтролируемая скорость его вращения может вызвать подъем вертолета вместо плавного спуска) возможно использование тормоза вала несущего винта или лопастного колеса. Для отвода газов из корпуса 2 в верхней его части должны быть предусмотрены каналы и устройство откачки отработанных газов (вентилятор), приводимое в движение от вала лопастного колеса 1 или иным способом.
Использование заявленного технического решения, позволит добавлением компактного и относительно легкого устройства, без существенных переделок конструкции вертолета снабдить его средством спасения машины и экипажа, страхующим при отказе двигателей, повысив, тем самым, безопасность полетов винтокрылых летательных аппаратов без ухудшения их аэродинамических характеристик.