АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫЙ АЭРОМОБИЛЬНЫЙ ПОДЪЕМНИК
EMERGENCY RESCUE AIRMOBILE ELEVATOR

Предлагаемое изобретение относится к воздухоплавательной технике с несущими воздушными винтами, а именно к летательным аппаратам, использующим подъемную силу несущего газа, и может быть использовано для надземных спасательных работ на высотных зданиях, в горах и на воде, а также доставки оборудования в труднодоступные места.
Известен патент РФ на полезную модель №63770, МПК В64В 1/34, «Вертостат». Вертостат, содержащий две оболочки, соединенные между собой по типу катамарана, несущие и тяговые винты, а также горизонтальные и вертикальные рули управления, причем оболочки соединены между собой аэродинамическим крылом, внутри которого вдоль продольной оси его выполнено два отверстия с установленными в них несущими винтами, при этом в передней части крыла размещена кабина экипажа и пассажиров, а в задней части на крыле установлены тяговые винты и рули управления. Полезная модель позволяет улучшить управляемость вертостатом при взлетно-посадочных режимах, а также увеличить подъемную силу и увеличить скорость при свободном полете.
Недостатком данного технического решения является необходимость использования дополнительной конструкции - аэродинамического крыла и невозможность близкого подлета, например, к высотному строению для доставки туда грузов.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент РФ на изобретение №2337855 В64В 1/22, В64В 1/66, А62В 37/00 Летательный аппарат аварийно-спасательный. Изобретение относится к летательным аппаратам, использующим подъемную силу несущего газа. Летательный аппарат имеет жесткий корпус, внутри которого расположены оболочки с несущим газом, движители внутри аэродинамических модулей в виде тел вращения тороидальной формы с аэродинамическим профилем. В нижней части корпуса выполнен сквозной продольный проход, соединяющий кабину экипажа, грузопассажирский салон, топливные баки и агрегаты, оборудованный выходными люками и устройствами для причаливания к внешним объектам, выдвижным трапом с перилами и съемной тележкой. Имеется поперечный проход с выходами на крылья и вертикальный проход, оборудованный лебедкой и устройствами для спуска-подъема. Нижняя часть корпуса и полые крылья заполнены пенопластом, обеспечивающим плавучесть и прочность летательного аппарата, и выполняют функцию боковых стабилизирующих поплавков. Изобретение направлено на расширение арсенала технических средств.
Недостатком данного изобретения является сложность изготовления и эксплуатации, а также ограниченные возможности причаливания к высотным сооружениям.
Задачей предлагаемого изобретения является создание простого пилотируемого аварийно-спасательного аэромобильного подъемника с обеспечением возможности максимально удобного причаливания к высотным постройкам в осложненных условиях.
Поставленная задача решается за счет того, что аварийно-спасательный аэромобильный подъемник содержит: оболочки с несущим газом, подъемная сила которых уравновешивает, по большей мере, сухую массу подъемника; органы управления; двигательную установку; места для экипажа; выдвижной трап; устройства для сцепления; лестницу; парашют и аварийную подушку. Оболочки расположены вертикально. Двигательная установка состоит из двигателя и тяговых винтов, выполненных под оболочками и заключенных в защитные кольца. Двигательная установка, органы управления и места для экипажа объединены усиленным каркасом, а сам каркас дополнительно связан с оболочками посредством тросов. Лестница расположена между оболочками по всей их длине. Парашют расположен в верхней части лестницы, а аварийная подушка в нижней части. Трапы выполнены с обеспечением возможности разноуровневой установки поперек лестницы. Парашют, аварийная подушка и оболочки выполнены огнестойкими. Оболочки дополнительно снабжены теплоизоляционным слоем. Аварийная подушка выполнена с обеспечением возможности плавучести.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
Фиг. 1 - Общий вид аварийно-спасательного аэромобильного подъемника.
Аварийно-спасательный аэромобильный подъемник 1 содержит: оболочки 2 с несущим газом, подъемная сила которых уравновешивает, по большей мере, сухую массу подъемника 1; органы управления 3; двигательную установку 4; места для экипажа 5; выдвижной трап 6; устройства для сцепления 7; лестницу 8; парашют 9 и аварийную подушку 10. Оболочки 2 расположены вертикально. Двигательная установка 4 состоит из двигателя 11 и тяговых винтов 12, выполненных под оболочками 2 и заключенных в защитные кольца 13. Двигательная установка 4, органы управления 3 и места для экипажа 5 объединены усиленным каркасом 14, а сам каркас 14 дополнительно связан с оболочками 2 посредством тросов 15. Лестница 8 расположена между оболочками 2 по всей их длине. Парашют 9 расположен в верхней части лестницы 8, а аварийная подушка 10 в нижней части. Трапы 6 выполнены с обеспечением возможности разноуровневой установки поперек лестницы 8. Парашют 9, аварийная подушка 10 и оболочки 2 выполнены огнестойкими. Оболочки 2 дополнительно снабжены теплоизоляционным слоем. Аварийная подушка 10 выполнена с обеспечением возможности плавучести, (см. фиг.1).
В предлагаемом изобретении расположение оболочек 2 с несущим газом и соотношение подъемной силы газа и движителей обеспечивают необходимые качества для аварийно-спасательного аэромобильного подъемника 1, а именно:
1. Указанное расположение оболочек 2 и грузов обеспечивает постоянно действующую метацентрическую высоту, благодаря которой аварийно-спасательный аэромобильный подъемник 1 имеет высокую вертикальную устойчивость и управляемость полета.
2. Аварийно-спасательный аэромобильный подъемник 1 всегда тяжелее воздуха, его взлет и добавление груза не требует подкачки или нагрева несущего газа, что обеспечивает постоянную готовность к использованию.
3. Набор высоты аварийно-спасательного аэромобильного подъемника 1 до 100 м (30 этажей) и более может происходить за 5-10 секунд, что быстрее других известных способов подъема.
4. При неполной полезной нагрузке аварийно-спасательный аэромобильный подъемник 1 может летать на малых оборотах движителей 11 длительное время, что позволяет его использовать для продолжительного мониторинга и монтажных работ.
Работа аварийно-спасательного аэромобильного подъемника 1
Управление движением аварийно-спасательного аэромобильного подъемника 1 осуществляют оборотами и поворотами тяговых винтов 12: вверх - увеличение оборотов; вперед - наклон винтов вперед на 5-10 градусов; назад - наклон винтов назад на 5-10 градусов; повороты - наклон винтов вправо/влево на 5-10 градусов; вниз - снижение оборотов.
Причаливание к высотному зданию выполняют путем управляемого подлета к оконному или дверному проему, балкону, лоджии и т.д.
После касания стены или ее выступа передней стороной аварийно-спасательного аэромобильного подъемника 1 устанавливают трап 6 и фиксируют его.
Для более надежного причаливания аварийно-спасательного аэромобильного подъемника 1 используют два трапа 6, один снизу и другой сверху лестницы 8.
После причаливания двигатели 11 выключают, и экипаж переходит в здание и передает туда необходимое снаряжение, либо принимает из здания эвакуируемых людей и ценное оборудование.
После приема из здания людей и грузов, суммарный вес которых не превышает максимальную полезную нагрузку, экипаж отцепляет трап от проема, задним ходом удаляет аварийно-спасательный аэромобильный подъемник 1 от стены, плавно снижается и выполняет мягкую посадку.
Если суммарный вес перемещаемых людей и грузов превышает максимальную полезную нагрузку аварийно-спасательного аэромобильного подъемника, то для спуска/подъема людей используют дополнительный выносной блок с тросом, входящий в основное снаряжение аварийно-спасательного аэромобильного подъемника 1.
В случае аварийного выключения двигателя 11 в полете при неполной нагрузке аварийно-спасательный аэромобильный подъемник 1 плавно снижается за счет торможения габаритными оболочками 2 и авторотации движителей; мягкую посадку обеспечивает надувная аварийная подушка 10, которая при высокой скорости спуска разрывается по специальным швам, закрытым многоразовой липкой лентой. При максимальной нагрузке для дополнительного торможения используют парашют 9 в верней части лестницы 8.
Конструкция аварийно-спасательного аэромобильного подъемника 1 позволяет садиться на воду и держаться на ее поверхности, для этого объем аварийной подушки 10 должен быть больше объема вытесняемой воды. Вертикальность положения обеспечивается метацентрической высотой. Приспособленный для приводнения аварийно-спасательный аэромобильный подъемник 1 может использоваться для спасения утопающих, а оборудованный дополнительно устройствами забора и сброса воды может использоваться для тушения пожаров.
В случае, когда вес аварийно-спасательного аэромобильного подъемника 1, после приема людей и груза с воды станет больше максимального взлетного, аварийно-спасательный аэромобильный подъемник 1 может двигаться к берегу за счет горизонтальной составляющей тяги движителей 11 или при попутном ветре за счет парусности двух оболочек 2.
Для посадки на воду аварийная подушка должна обеспечивать плавучесть в 2-3 раза больше взлетного веса (200 кг), то есть быть объемом около 500 литров (габаритами 100 см × 100 см × 50 см).
Жесткость оболочек обеспечивают давлением несущего газа, например, для оболочки диаметром 2 м, высотой 7 м и избыточном давлении 0,05 атм, давление на оболочку по поверхности 500 кг/м.кв., по оси напряжение около 1500 кг, а в поперечном сечении около 7 тонн (натяжение ткани оболочки 5 кг/см).
Уравновешивание газом обеспечивает минимальные размеры оболочек (в 3-4 раза меньше дирижаблей и аэростатов) при той же грузоподъемности. А минимальный размер оболочек в свою очередь позволяет до 1,5 раз уменьшить линейный размер оболочек, в том числе радиус, что существенно влияет на расстояние до объекта причаливания. Минимизация объема оболочек также позволяет до 2-х раз уменьшить площадь сечения оболочек, тем самым уменьшить давление ветровой нагрузки на аварийно-спасательный аэромобильный подъемник.
Обслуживание
Для обслуживания аварийно-спасательного аэромобильного подъемника используют баллоны с газом для закачки в оболочки. Другого дополнительного оборудования для обслуживания не требуется.
Экономичность достигается за счет минимизации веса, вследствие чего уменьшаются затраты топлива, простоты изготовления, а удобство причаливания за счет горизонтального расположения оболочек аварийно-спасательного аэромобильного подъемника и наличия трапов с устройствами для сцепления.
Преимущества перед аналогами:
1. Экономичность.
2. Высокая вертикальная устойчивость.
3. Простота управления.
4. Простота сборки и подготовки к полету.
5. Высокая скорость набора высоты (100 м за 5-10 сек).
6. Возможность полета на малых оборотах длительное время.
7. Максимально близкий подлет к объекту причаливания.
8. Возможность плавного снижения при аварийном отключении двигателя за счет торможения габаритами оболочек и авторотации движителей.
9. Обеспечение мягкой посадки за счет наличия аварийной подушки и парашюта.
10. Возможность посадки и удержания на воде.
11. Использование для тушения пожаров (при установке дополнительного оборудования).
12. Возможность горизонтального движения по воде за счет горизонтальной составляющей тяги движителей либо парусности оболочек при попутном ветре.
Все вышесказанное говорит о выполнении поставленной технической задачи и о промышленной применимости заявленного устройства.
Перечень позиций:
1. Аварийно-спасательный аэромобильный подъемник
2. Оболочка
3. Орган управления
4. Двигательная установка
5. Место для экипажа
6. Выдвижной трап
7. Устройства для сцепления
8. Лестница
9. Парашют
10. Аварийная подушка
11. Двигатель
12. Тяговые винты
13. Защитное кольцо
14. Усиленный каркас
15. Тросы