Устройство поплавка надувного шасси летательного аппарата
AIRCRAFT INFLATABLE CHASSIS FLOAT

Изобретение относится к авиации, в частности к шасси летательных аппаратов, а именно к устройству поплавков надувных шасси, предназначенных для штатной и аварийной посадки на воду и создания плавучести, достаточной для постоянного поддержания летательного аппарата, например вертолета, на поверхности воды.
Система надувных шасси летательного аппарата может содержать две и более пар надувных поплавков. В полетном состоянии поплавки компактно уложены в контейнеры, закрепленные на фюзеляже летательного аппарата, и закрыты створками. Внутренний объем поплавков в наполненном состоянии как правило разделен на секции эластичными герметичными перегородками. Перегородки, в случае разгерметизации одной из секций, выгибаются, частично восполняя потерянный объем и позволяя тем самым обеспечить безопасный уровень плавучести поплавка. Наполнение поплавков производится от системы сжатого газа, содержащей баллоны высокого давления с зарядно-выпускными блоками, которые соединены трубопроводами с каждой секцией поплавков. Различают системы аварийного приводнения летательного аппарата, использующие поплавки разового наполнения, и штатные надувные шасси, в которых осуществляется не только выпуск и наполнение поплавков, но и их уборка после взлета. Штатные надувные шасси сложнее по конструкции, обладают повышенной массой, но имеют большой ресурс и позволяют эксплуатировать летательный аппарат со взлетами и посадками с водных поверхностей. Иногда (например, на вертолете Белл-206) могут устанавливаться неубираемые поплавки для взлетов и посадок с озер и рек. Специально спроектированные вертолеты с днищем в форме лодки и с боковыми объемными приливами или надувными поплавками (Ми-14, S-92) могут эксплуатироваться с поверхности моря. Сухопутные вертолеты требуют разработки специальных комплектов надувных шасси с возможностью монтажа или демонтажа с борта в условиях эксплуатации или с доработкой конструкции при капитальном ремонте. Наиболее сложными и наименее разработанными в настоящее время являются конструкции, позволяющие выполнять многократный выпуск и уборку надувных шасси в условиях нормальной эксплуатации на море.
Известны системы надувных шасси летательных аппаратов, включающие надувные поплавки для посадки на воду: (патенты: США №3004737, 244-102, 1962 г., ФРГ №3812702, МКИ В64С 25/56, 1989 г., Франции №245546, МКИ В64С 25/56, 1981 г.; патенты России №2001843, МКИ B64D 1/00, 1992 г., №2130405 МКИ В64С 25/56 1997 г., №2123454 МКИ В64С 25/54 1997 г., №2089453 МКИ В64С 25/56 1996 г., №2120886 МКИ В64С 25/56 1996 г., №2191139 МКИ В64С27, В64С 25/56, В64С 25/54 1997 г. ).
По технической сущности патент РФ №2089453 выбран в качестве наиболее близкого прототипа.
Общий недостаток устройства поплавков прототипа и поплавков, описанных в других названных патентах, заключается в том, что поплавки нельзя убрать обратно в контейнеры после взлета. Поэтому полет с наполненными поплавками возможен только на небольших скоростях при крайней необходимости. Между тем, в настоящее время существует практическая необходимость обеспечить сухопутным летательным аппаратам, в частности, вертолетам возможность их эксплуатации с поверхности моря.
Задачей изобретения является создание универсальной конструкции поплавка для многоразовой системы надувного шасси с возможностью штатного выпуска перед посадкой и уборки после взлета с целью обеспечения эксплуатации летательного аппарата с поверхности моря.
Задача изобретения решается тем, что для надувного шасси летательного аппарата предложен двухобъемный пневмокаркасный поплавок, набранный из кольцевых надувных секций плоского раскроя, причем первый пневмокаркасный объем создает основную часть плавучести путем заполнения внутреннего полезного пространства атмосферным воздухом низкого давления, а второй пневмокаркасный объем служит балластной полостью, которая после приводнения в результате своего раскрытия заполняется водой.
Полученный технический результат характеризуется следующими существенными признаками:
- узлы двух изменяемых объемов поплавка выполнены в виде пакета из набора плоских кольцевых надувных секций, сообщающихся между собой и имеющих свойство в надутом состоянии образовывать несущий пневмокаркас с внутренним полезным пространством, причем полезное пространство первого объема обеспечивает возможность создания необходимой плавучести при помощи его наполнения атмосферным воздухом, а полезное пространство второго объема обеспечивает возможность образования водяного балласта при помощи наполнения его водой после приводнения.
- вертикальная габаритная высота поплавка ограничена диагональными тросовыми расчалками.
- поплавок снабжен возможностью вакуумирования надувных кольцевых секций при помощи бортового эжектора или специального вакуумного агрегата.
- пакет кольцевых надувных секций поплавка в плане может быть выполнен в форме окружности, эллипса, овала, прямоугольника с закругленными углами или с комбинацией элементов указанных форм.
- для летательных аппаратов, осуществляющих штатные взлеты и посадки с озер и рек, поплавок может быть выполнен в однообъемном воздушном исполнении без балластной части.
На Фиг. 1 показан контейнер поплавка в сложенном состоянии (части корпуса контейнера слегка раздвинуты, чтобы лучше были видны линии деталей внутренней начинки).
На Фиг. 2 показан поплавок в процессе раскрытия первого пневмокаркасного объема и наполнения его внутреннего полезного пространства атмосферным воздухом.
На Фиг. 3 показан поплавок в процессе раскрытия второго пневмокаркасного объема и наполнения его внутреннего полезного пространства водой после приводнения летательного аппарата
Устройство поплавка надувного шасси летательного аппарата по Фиг. 1, 2, 3 включает:
Контейнер (1), который содержит выдвижную часть корпуса (2) и промежуточную донную часть (3). На внутренней стенке контейнера (1) закреплен верхний торец плоского гофрированного пакета кольцевых надувных секций (4) объема, образующего воздушное полезное пространство. На верхней плоскости промежуточной донной части (3) закреплен нижний торец гофрированного пакета кольцевых надувных секций (4) этого же объема. На нижней плоскости промежуточной донной части (3) закреплен верхний торец гофрированного пакета кольцевых надувных секций (5) объема, образующего балластное полезное пространство. Нижний торец гофрированного пакета кольцевых надувных секций (5) балластного объема закреплен на внутренней стенке выдвижной части корпуса (2). Контейнер (1) имеет встроенную полость (6), в которой размещен баллон (7) аварийного выпуска поплавка с манометром, датчиками и командными агрегатами. Внутренняя стенка контейнера (1) содержит отверстия (8), сообщающие внутреннее полезное пространство воздушного объема с атмосферой. Выдвижная часть корпуса (2) на внешней стороне имеет отверстия (9) для обеспечения возможности прохода воды в балластное полезное пространство. Контейнер (1) и промежуточная донная часть (3) связаны между собой силовыми диагональными расчалками (10), которые оптимально рассредоточены в полезном пространстве воздушного объема.
Устройство поплавка надувного шасси летательного аппарата работает следующим образом (Фиг. 1, 2, 3):
При поступлении управляющей команды «Выпуск» по магистрали отбора сжатого воздуха от компрессоров маршевых двигателей (1-й вариант питания), или по магистрали отбора сжатого воздуха от ВСУ (2-й вариант питания), или от бортового высоконапорного вентилятора (3-й вариант питания) воздух с рабочим давлением подается в объем кольцевых секций (4) пневмокаркаса воздушного полезного пространства. Начинается увеличение его вертикального габарита до номинального размера. Одновременно, благодаря увеличению внутреннего объема в него через отверстия (8) засасывается воздух из окружающей атмосферы. При достижении номинального размера вертикального габарита воздушного объема натягиваются силовые диагональные расчалки (10) и пневмокаркас получает дополнительную пространственную жесткость. Срабатывает сигнализация выпущенного положения воздушного объема поплавков, предупреждающая пилота о том, что посадка на воду разрешена. После приводнения и перевода на панели управления трамблера в положение «Наполнение балласта» воздух из воздушной магистрали подается в объем кольцевых секций (5) пневмокаркаса балластного полезного пространства, который к этому моменту уже погружен в воду. Его объем начинает увеличиваться, засасывая максимальное количество воды. Срабатывает сигнализация выпущенного положения кольцевых секций (5) балластного объема.
В результате, благодаря раскрытому воздушному объему и водяному балласту, летательный аппарат получает достаточную плавучесть и хорошую устойчивость на волне, а также меньшую скорость дрейфа.
Перед взлетом, после поступления команды «Сброс балласта» по питающей магистрали внутренние объемы кольцевых секций (5) сообщаются с эжектором или с вакуумным агрегатом и вакуумируются, что приводит к их сжатию и вытеснению воды из балластного полезного пространства. По мере овобождения от водяного балласта выполняется отрыв летательного аппарата от воды и его взлет с набором высоты.
На высоте уборки надувного шасси пилот на панели управления переводит переключатель шасси в положение «Уборка шасси». При этом включается подача сжатого воздуха от маршевых двигателей или ВСУ к эжекторам на вакуумирование внутренних кольцевых объемов (4) поплавка. Объем поплавка уменьшается, вытесняя воздух в атмосферу через отверстия (8) и в конечный момент выдвижная часть корпуса (2) входит в контейнер (1) до упора. Срабатывает сигнализация убранного положения поплавка. Ферма шасси с контейнерами (1) переводится в убранное положение. Летательный аппарат продолжает набор высоты и полет до пункта назначения.
При аварийном выпуске поплавка срабатывает пиропатрон или электрокран баллона (7) аварийного выпуска поплавка и воздух через воздушный редуктор устремляется в кольцевые секции (4) пневмокаркаса, увеличивающие внутреннее полезное воздушного пространства до номинального объема и засасывая атмосферный воздух через отверстия (8). При необходимости, например если летательный аппарат перегружен, для создания дополнительной плавучести отдельной командой управления может быть подключен второй балластный объем, который также будет наполняться воздухом из атмосферы через отверстия (9). Причем после приводнения и оценки ситуации, а также в случае выявления явно избыточной плавучести управлением с панели надувного шасси пневмокаркас из кольцевых секций (5) балластного полезного пространства может быть сложен с выпуском атмосферного воздуха и заново выпущен для наполнения балластной водой.
Для летательных аппаратов, осуществляющих штатные взлеты и посадки с поверхности озер и рек, где не бывает сильного волнения, поплавок может выполняться в однообъемном исполнении без балластного полезного пространства и кольцевых надувных секций (5), что заметно упрощает и облегчает конструкцию надувного шасси многоразового применения.
Предложенное устройство поплавка надувного шасси летательного аппарата позволило:
- создать наиболее компактную, легкую и надежную двухобъемную конструкцию многоразового использования, обеспечивающую наиболее простой цикл выпуска и уборки надувного шасси для летательного аппарата, эксплуатируемого на море.
- применить для летательных аппаратов, эксплуатируемых на водной поверхности озер и рек, поплавок в упрощенном однообъемном исполнении без балластной части.