АВИАЦИОННОЕ АЭРОЗОЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ МАРКИРОВАНИЯ МЕСТА ПРОИСШЕСТВИЯ
AVIATION AEROSOL DEVICE AND METHOD OF MARKING ACCIDENT SITE

Изобретение относится к средствам и способам обозначения места нахождения (падения, вынужденной посадки) потерпевшего бедствие воздушного судна, его экипажа и пассажиров, нуждающихся в экстренной помощи, обеспечивающим сокращение сроков их поиска и своевременное оказание необходимой помощи. Преимущественной областью применения изобретения является авиастроение (оснащение воздушных судов устройствами аэрозольного маркирования места авиационного происшествия) и сфера авиационного поиска и спасания (поиска потерпевших бедствие воздушных судов, их экипажей и пассажиров при применении предлагаемого устройства и способа). Возможной областью применения изобретения также может быть приборостроение в части создания средств аварийной сигнализации для морских судов и отдельных лиц, занимающихся экстремальными видами спорта: альпинизмом, сноубордизмом, горнолыжным спортом, горным туризмом, рафтингом, парапланеризмом, воздухоплаванием и др.
Известны средство и способ оповещения о чрезвычайной ситуации (1), отличающиеся тем, что данное изобретение основано на установке на месте аварии объекта аварийного знака на базе привязного шара-зонда, оснащенного набором сигнальных сообщений в виде графических символов или звуковым устройством, или радиоустройством.
Недостатками данного средства и способа являются ограниченные их возможности по сферам применения, в частности, они малопригодны для обозначения места падения потерпевшего бедствие воздушного судна, которое часто во время этого события полностью разрушается, или на месте происшествия возникает пожар. Для других аварийных ситуаций обозначение места происшествия набором сигнальных сообщений в виде графических символов, размещаемых на привязном шаре-зонде, или подачей звуковых сигналов с него может не дать существенного эффекта в силу малой дальности его визуального обнаружения (из-за незначительных размеров) и фиксирования звуковых сигналов. Размещение на шаре-зонде радиопередающего устройства мало влияет на дальность его обнаружения поисковыми силами и средствами, но существенно усложняет всю конструкцию по сравнению с известными аварийными радиомаяками (2).
Известны различные конструкции аварийных радиомаяков (2), предназначенные для обозначения места авиационного происшествия и отличающиеся тем, что их применение основано на распространении в пространстве радиоволн на строго определенных, фиксируемых и прослушиваемых постоянно или эпизодически (при проведении поисково-спасательных работ) аварийных радиочастотах. Применение таких средств в сфере авиационного поиска и спасания, в практике работы других поисково- и аварийно-спасательных служб довольно эффективно, но недостаточно для всестороннего решения проблемы поиска людей, оказавшихся в аварийной ситуации и нуждающихся в экстренной помощи. Аварийные радиомаяки и другие подобные радиосредства имеют ограниченное время работы, могут оказаться вне зон приема сигналов поисковыми средствами, а потому не исключают необходимости применения для обозначения места происшествия средств или устройств, основанных на других физических принципах.
Известны устройство и способ аварийного оповещения (3), отличающиеся тем, что они основаны на применении радиосредств (радиопередающих и радиоприемных устройств), устанавливаемых на транспортных средствах и пунктах управления движением транспортных средств.
Эти устройство и способ также имеют ограниченную сферу применения (предназначены преимущественно для установки на наземных транспортных средствах) и действия (сфера действия ограничена дальностью приема радиосигналов устройством, устанавливаемом на пункте управления движением транспортных средств), а по конструктивному исполнению более сложны, чем известный радиомаяк (2).
Известен способ индикации местоположения летательного аппарата после его падения в результате аварии (4), отличающийся тем, что он основан на применении размещаемого на борту воздушного судна аварийного сигнального устройства, представляющего собой привязной аэрозонд с вмонтированным в него радиомаяком, отделяемые от воздушного судна в момент его столкновения с земной поверхностью или препятствием.
Недостатками этого изобретения является неполный учет всех возможных аварийных ситуаций с воздушным судном. Воздушное судно при выполнении полета может столкнуться не только с земной поверхностью или препятствием на ней, но и с другим воздушным судном, а также может разрушиться в воздухе. Отделение в такой ситуации от воздушного судна аэрозонда и радиомаяка приведет к их обрыву и не даст необходимого эффекта. При падении воздушного судна на месте его падения может возникнуть пожар, который уничтожит аэрозонд и радиомаяк, а потому желаемый эффект от их применения не будет достигнут.
Известны средства и способ обозначения места нахождения летчика (члена летного экипажа) потерпевшего бедствие воздушного судна портативными пиротехническими сигнальными средствами типа ПСНД-30 - патронами сигнального ночного и дневного калибра 30 мм или стреляющего механизма типа «мортирки» с 15 мм сигнальными патронами (5), отличающиеся тем, что они основаны на кратковременном обозначении места бедствия сигнальным огнем или дымом, являющимися продуктами горения пиротехнического заряда.
Основным недостатком этих средств и соответствующего им способа является кратковременность действия, ограниченного временем горения пиротехнического средства (ПСНД-30 - 30 с; патрона «мортирки» - 5 с).
Известны также средство и способ (6) обозначения места нахождения летчика (членов летного экипажа) потерпевшего бедствие воздушного судна окрашиванием в ярко зеленый цвет с помощью специального химического порошкообразного вещества (флуоресцеина), входящего в набор индивидуальных аварийно-спасательных средств летного состава, поверхности воды, на которой находится летчик (член экипажа) потерпевшего бедствие воздушного судна.
Основным недостатком этого способа и средства является возможность их применения только при нахождении летчика (другого члена экипажа) на водной поверхности, причем малоподвижной, или на снегу. Применение подобного способа и средства на суше для обозначения места авиационного происшествия принципиально невозможно в силу их особенностей.
Известны средства и способ (7) аэрозольного маркирования (с использованием дыма) места авиационного происшествия, основанные на применении аэрозольной установки. Однако указанные средство и способ обеспечивают обозначение места авиационного происшествия только кратковременно, в течение нескольких минут после авиационного происшествия, что свидетельствует о низкой их эффективности и практической значимости.
(1) Сведения, раскрывающие сущность изобретения.
(1.1) Сущность изобретения как технического решения.
Устройство и способ аэрозольного маркирования места авиационного происшествия основаны на использовании основных закономерностей визуального обнаружения объектов при их поиске с воздушных судов (при воздушном визуальном поиске терпящих бедствие людей и объектов).
В соответствии с теорией воздушного визуального поиска его продолжительность определяется главным образом дальностью визуального обнаружения объекта с борта поискового воздушного судна. В свою очередь, в соответствии с законами физики дальность визуального обнаружения объектов с воздуха является функцией многих переменных, но основными определяющими ее факторами, от которых она находится в прямой зависимости, являются освещенность местности, прозрачность атмосферы, геометрические размеры объекта и его контрастность на фоне местности. Изобретение основано на существенном увеличении дальности визуального обнаружения малоразмерных объектов (которыми, по сути, являются члены экипажа, пассажиры и фрагменты или обломки потерпевшего бедствие воздушного судна) за счет создания на поверхности воды или земли и элементах ее ландшафта вблизи расположения объектов поиска (членов экипажа, пассажиров, самого потерпевшего бедствие воздушного судна или его обломков) контрастного по отношению к окружающему фону цветового пятна (например, ярко-оранжевого цвета) значительных размеров (в несколько десятков квадратных метров) путем распыления в атмосферу с помощью соответствующего устройства красящего аэрозольного состава, который, оседая на поверхности, образует контрастное маркерное пятно, сохраняющееся на поверхности длительное время (до 30-ти суток). При этом выброс красящего вещества в атмосферу производится устройством, размещенным на борту терпящего или потерпевшего бедствие воздушного судна, в большинстве случаев автоматически (без вмешательства членов экипажа) с определением оптимального в создавшейся полетной ситуации момента выброса красящего аэрозольного состава для создания на местности цветового маркерного пятна наибольшей площади.
Техническим результатом реализации предлагаемых устройства и способа аэрозольного маркирования места авиационного происшествия будет заметное снижение числа длительных (в несколько суток) поисково-спасательных работ, значительное сокращение сроков воздушного визуального поиска потерпевшего бедствие воздушного судна, его экипажа и пассажиров за счет существенного увеличения дальности визуального обнаружения места авиационного происшествия (падения, приземления потерпевшего бедствие воздушного судна) по характерному окрашенному пятну на местности и возможности обнаружения такого пятна спустя даже несколько (до 30-ти) суток после авиационного происшествия.
(1.2) Задачей изобретения является разработка устройства и способа аэрозольного маркирования места авиационного происшествия, применение которых на практике обеспечит значительное сокращение сроков воздушного визуального поиска потерпевших бедствие воздушных судов за счет существенного увеличения дальности визуального обнаружения места авиационного происшествия (падения, приземления потерпевшего бедствие воздушного судна) по характерному окрашенному пятну на местности и возможности обнаружения такого пятна спустя даже несколько (до 30-ти) суток после авиационного происшествия.
Изобретение иллюстрируется прилагаемыми схемами и рисунками, на которых изображено:
на фиг.1 приведена схема устройства аэрозольного маркирования места авиационного происшествия;
на фиг.2 показан способ аэрозольного маркирования места авиационного происшествия с применением соответствующего устройства.
Стационарно размещаемое на борту воздушного судна устройство аэрозольного маркирования места авиационного происшествия конструктивно может состоять из следующих основных элементов (фиг.1):
определителя состояния аварийной ситуации (1);
радиовысотомера малых высот (2) с всенаправленной приемопередающей антенной (3) и автономным источником питания (4);
аэрозольной установки (баллона) (5) с аэрозольным красящим составом (6), запорным устройством (7), распылителем (8) и манометром (9);
кнопки (кнопок) (10) принудительного ввода в действие установки аэрозольного маркирования места авиационного происшествия.
Определитель состояния аварийной ситуации (1) должен представлять собой электронный блок, формирующий сигнал на включение высотомера малых высот на основе определения момента выхода за максимально допустимые в эксплуатации значения хотя бы одного из основных параметров полета (высоты; поступательной скорости полета/вертикальной скорости снижения; углов атаки или тангажа; углов крена, нормальной, продольной и поперечной перегрузок; температуры в отсеках двигателей и в кабине или салоне воздушного судна и др.) или по команде членов экипажа. Текущие значения параметров полета на него могут поступать по каналам их вывода от штатных приемоиндикаторов на бортовые устройства регистрации этих параметров (бортовые средства объективного контроля). При этом определитель состояния аварийной ситуации должен работать как от стационарных источников электропитания воздушного судна, так и от аварийного автономного источника питания (аккумуляторной батареи) на случай полного обесточивания воздушного судна.
Радиовысотомер малых высот (2) предназначен для определения истинной высоты полета воздушного судна и формирования на высоте 50-70 м над рельефом местности сигнала на срабатывание аэрозольной установки. Радиовысотомер должен иметь автономный источник электропитания (4) на случай полного обесточивания воздушного судна, обеспечивающий его непрерывную работу в течение 25-30 мин, и самостоятельную всенаправленную приемо-передающую антенну (3). Автономный источник электропитания (4) радиовысотомера одновременно может служить аварийным источником питания определителя состояния аварийной ситуации (1).
2
Аэрозольная установка (5) конструктивно может быть выполнена в форме распространенного в авиации воздушного баллона емкостью 10-12 л, заправленного смесью сжатого (примерно до 5-10 кг/см) воздуха (или иного газа) и жидкого красящего состава ярко оранжевого (наиболее контрастного к фону местности) цвета. В качестве красящего состава (6) может использоваться мелкодисперсный незамерзающий (спиртовой или иной) раствор сухотертых масляных красок или другой химический состав. Главные требования к нему: высокая адгезивность (прочность закрепления на любых поверхностях); высокая светоотдача и контрастность; нерастворимость и высокая плавучесть в пресной и морской воде; стойкость к воздействию солнечных лучей, атмосферных осадков в виде дождя и колебаниям температур наружного воздуха до 30 суток; безопасность для флоры и фауны.
Баллон должен иметь калиброванное выходное отверстие (сопло распылителя) (8) для обеспечения нормированного выброса красящего вещества в атмосферу и электромеханический затвор (7) чекового типа, который будет открывать баллон и обеспечивать выход красящего аэрозольного состава (6) в атмосферу при поступлении сигнала от радиовысотомера. Для контроля давления рабочей смеси в баллоне в процессе эксплуатации воздушного судна он должен быть оборудован манометром (9) или другим устройством (например, мембраной), обеспечивающим контроль состояния устройства.
Кнопка (кнопки) (10) принудительного ввода в действие установки аэрозольного маркирования места происшествия размещаются в кабине экипажа на рабочих местах летчиков и предназначены для принудительного (путем нажатия кнопки) ввода в действие радиовысотомера (2) и последующего (на высоте 50-70 м над рельефом местности) автоматического (по сигналу радиовысотомера) включения аэрозольной установки (5).
Все элементы устройства аэрозольного маркирования взаимосвязаны между собой электроцепью постоянного тока, обеспечивающей включение в действие того или иного элемента устройства. В нормальных полетных ситуациях эта электроцепь будет обесточена.
Основные элементы конструкции устройства аэрозольного маркирования места происшествия, а именно, аэрозольная установка (баллон с красящим составом), радиовысотомер и его антенна, источник автономного питания радиовысотомера размещаются вблизи друг от друга в хвостовой части корпуса воздушного судна или другом месте, но наименее подверженном разрушению в аварийных ситуациях. Выходное отверстие (сопло распылителя) баллона должно быть выведено за пределы обшивки воздушного судна.
Определитель состояния аварийной ситуации может размещаться в любом месте конструкции воздушного судна.
Порядок реализации способа аэрозольного маркирования места авиационного происшествия с применением предлагаемого устройства будет следующий.
Если в процессе выполнения полета воздушного судна, оснащенного устройством аэрозольного маркирования места авиационного происшествия, на его борту возникнет аварийная ситуация, которая будет характеризоваться выходом хотя бы одного параметра полета (угла атаки, перегрузки, высоты, скорости, вертикальной скорости снижения и др.) за пределы эксплуатационных ограничений, то в момент выхода какого-либо параметра полета за пределы эксплуатационных ограничений определитель аварийной ситуации (1) сформирует сигнал на включение в работу радиовысотомера малых высот (2) от автономного источника питания (4). Радиовысотомер (2) через свою всенаправленную антенну (3) будет измерять истинную высоту полета воздушного судна или (в зависимости от траектории его полета) его удаление до земной поверхности. Всенаправленность антенны (3) обеспечит срабатывание высотомера на требуемой высоте независимо от траектории движения воздушного судна (даже при полете в перевернутом положении или по вертикальной траектории).
На высоте (или удалении до поверхности земли) 50-70 м радиовысотомер (2) сформирует электрический сигнал на открытие запорного клапана (7) аэрозольной установки (5). При открытии клапана (7) аэрозольная смесь (6) под давлением сжатого воздуха (иного газа) в баллоне (5) через выходное отверстие (сопло распылителя) (8) будет выбрасываться в атмосферу и оседать на подстилающей поверхности, образуя цветовое пятно (фиг.2), которое будет служить легко обнаруживаемым объектом при поиске потерпевшего бедствие воздушного судна.
В случаях мгновенного наступления в полете на борту воздушного судна катастрофической ситуации (например, в результате столкновения с другим воздушным судном, воздействия природных факторов или поражения оружием), приводящей к полному его разрушению, устройство аэрозольного маркирования места авиационного происшествия будет работать по следующей схеме.
При разрушении электропроводки воздушного судна и прекращении питания определителя аварийной ситуации (1) от штатных источников электропитания это послужит сигналом на включение радиовысотомера (2) с подключением его к автономному источнику электропитания (4). Даже при полном разрушении воздушного судна, но без повреждения основных элементов устройства аэрозольного маркирования места авиационного происшествия и электроцепей между ними оно сработает по штатной схеме: на высоте 50-70 м над рельефом местности радиовысотомер (2) даст команду на открытие запорного клапана (7); аэрозольный состав (6) под давлением сжатого воздуха через сопло распылителя (8) будет выбрасываться в атмосферу и оседать на подстилающей поверхности, образуя на ней цветовое маркерное пятно. В этом случае маркирование местности произойдет в районе падения хвостовой части воздушного судна, где располагалось устройство аэрозольного маркирования. И даже при большом разбросе других фрагментов потерпевшего бедствие воздушного судна обнаружить его по созданному на местности маркерному пятну будет гораздо проще.
Если в полете возникнет аварийная ситуация, не связанная с выходом параметров полета за эксплуатационные ограничения, например, возникнет сильное задымление в кабине или ее разгерметизация, при котором летчики примут решение на выполнение аварийной посадки вне аэродрома, то порядок работы устройства будет следующий.
При принятии летчиками решения на выполнение аварийной посадки вне аэродрома, когда ни один из параметров полета не выходит за пределы эксплуатационных ограничений, они при выполнении захода на посадку на высоте 500-600 м принудительно, нажатием кнопки (10) включения устройства аэрозольного маркирования места происшествия, приведут его в действие. Нажатие кнопки (10) сформирует сигнал на включение радиовысотомера (2) и его питание от автономного источника (4). При достижении воздушным судном высоты 50-70 м над рельефом местности радиовысотомер (2) подаст сигнал на открытие запорного клапана (7) аэрозольной установки (5). При открытии клапана (7) аэрозольный состав (6) под давлением сжатого воздуха будет выталкиваться через выходное отверстие (сопло распылителя) (8) в атмосферу и, оседая на поверхности земли или воды, образует маркерное пятно.
В этом случае даже при выполнении экипажем удачной аварийной посадки воздушного судна вне аэродрома будет сформирован дополнительный признак его бедствия - маркерное пятно на поверхности земли (воды), что существенно облегчит поиск этого воздушного судна.
1. RU 2132571 С1, 1999.06.27.
2. RU (RUPATABRU) 2306576 А, 2007.09.20;
RU (RUPATABRU) 2256932 А, 2005.07.20;
RU (RUPATABRU) 2157546 А, 2000.10.10;
RU (RUPATAP) 2006137667 А, 2008.05.10;
RU (RUPMAB) 88455 А, 2009.11.10;
RU (RUPMAB) 55997 А, 2006.08.27;
RU (RUPMAB) 53451 А, 2006.05.10;
RU (RUPATABRU) 2013783 А, 1994.05.30;
RU (RUPM_NEW) 88455 А, 2009.11.10.
3. RU 2003130219 А, 2005.04.27.
4. RU 2003101688 А, 2004.07.27.
5. Парашютная и аварийно-спасательная подготовка. Учебник. М.: Воениздат, 1988. - с.201.
6. Парашютная и аварийно-спасательная подготовка. Учебник. М.: Воениздат, 1988. - с.202.
7. Патент Великобритании 755408, 22.08.1956.