УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНТАЖА ГРУЗА ВЕРТОЛЕТОМ

Устройство относится к авиационной технике, в частности к оборудованию вертолетов, используемых для выполнения строительно-монтажных работ.
Известно устройство для монтажа груза вертолетом по патенту РФ №2028968, кл. В64D 9/00, Е04Н 12/34, 1992 г, содержащее внешнюю подвеску, включающую траверсу с грузовыми канатами на концах, соединенную посредством двух сходящихся связей с замком вертолета, и систему поворота траверсы в горизонтальной плоскости (по азимуту), содержащую два привода, закрепленных на фюзеляже, каждый из которых связан с одним из концов траверсы. Приводы выполнены в виде двух силовых цилиндров, что обеспечивает повороты груза по азимуту в режиме висения вертолета при выполнении монтажных работ. Недостатки устройства заключаются в малом угле поворота груза (не более ±30°) и малоэффективном использовании тягового усилия от привода. Большие габариты устройства затрудняют его использование на вертолетах с малым клиренсом.
Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является устройство для монтажа груза вертолетом по патенту РФ №2136547, кл. В64D 9/00, 1996 г, содержащее внешнюю подвеску, включающую траверсу с грузовыми канатами на концах, соединенную с замком вертолета посредством двух сходящихся связей, и систему ориентации груза по азимуту, содержащую два привода, закрепленных на фюзеляже. Каждый из приводов выполнен в виде лебедки, связанной с одним из концов траверсы посредством гибкой тяги и пары отклоняющих блоков: верхнего и нижнего. Для обеспечения лучших условий передачи управляющих усилий и повышения крутящего момента на траверсе, каждая пара отклоняющих блоков закреплена на раме, установленной на фюзеляже вертолета на наибольшем расстоянии от замка. Такое исполнение системы азимутальной ориентации могло бы обеспечить повороты груза в горизонтальной плоскости на угол до ±80°. Однако этот диапазон углов поворота не реализовывается из-за ограничения по работоспособности гибкой тяги в нижних направляющих блоках. Указанный узел надежен в работе при угле отклонения γ гибкой тяги от средней плоскости блока не более 2…6° (М.П.Александров, Подъемно-транспортные машины, М., Высшая школа, 1972, стр.118-119). При повороте траверсы в известном устройстве возможно превышение допустимого угла γ отклонения гибкой тяги на нижних блоках в несколько раз. В результате возможны защемление гибкой тяги, выход ее из желоба нижнего отклоняющего блока и как следствие потеря работоспособности устройства. Поэтому существующая конструкция нижних отклоняющих блоков обеспечивает повороты траверсы в меньшем диапазоне углов, чем может реализовать кинематическая схема привода с двумя лебедками.
Следовательно, основным недостатком известного устройства является малый диапазон углов поворота груза. Кроме того, ограничена возможность приведения устройства в посадочное положение с минимальными габаритами.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и достижение нового технического результата за счет автоматического настраивания средней плоскости нижних направляющих блоков на требуемые в процессе работы углы расположения гибких тяг.
В предлагаемом устройстве новый технический результат заключается в увеличении углов поворота траверсы, повышении надежности работы устройства за счет предотвращения предпосылок к его выходу из строя в полете и при посадке, повышении безопасности работ и упрощении работы экипажа. Новый технический результат обеспечивается за счет введения в устройство дополнительных элементов, определенным образом взаимосвязанных с имеющимися.
В частности, этот технический результат в устройстве для монтажа груза вертолетом, содержащем внешнюю подвеску, включающую траверсу с грузовыми канатами на концах, соединенную посредством двух сходящихся связей с замком вертолета, и систему поворота траверсы в горизонтальной плоскости (по азимуту) с двумя приводами, установленными на фюзеляже, каждый из которых связан с одним из концов траверсы гибкой тягой, огибающей верхний и нижний отклоняющие блоки, смонтированные на раме, закрепленной на наибольшем расстоянии от замка вертолета, достигается за счет того, что на каждой раме дополнительно закреплен стакан, внутри которого установлена с возможностью вращения втулка с жестко присоединенной вилкой-эксцентриком, в которой перпендикулярно оси вращения втулки закреплена ось нижнего отклоняющего блока, причем сквозь втулку пропущена гибкая тяга, огибающая верхний и нижний отклоняющие блоки, а ось вращения втулки совмещена с осью участка гибкой тяги, находящегося между этими блоками.
Ось вращения втулки расположена от оси вращения нижнего направляющего блока на расстоянии, равном:
е=(D+d)/2,
где е - расстояние от оси вращения втулки от оси вращения нижнего блока;
D - минимальный диаметр желоба блока;
d - диаметр гибкой тяги.
На чертежах представлено предлагаемое устройство:
на фиг.1 дан общий вид вертолета с устройством (вид сбоку);
на фиг.2 - схема возможных перемещений траверсы и изменения направления гибких тяг в процессе работы устройства (вид сверху);
на фиг.3 - узел А по фиг.1;
на фиг.4 - вид Б-Б по фиг.3.
Перед выполнением строительно-монтажных работ предлагаемое устройство устанавливают на вертолет 1. Устройство содержит внешнюю подвеску и систему азимутальной ориентации груза.
Внешняя подвеска включает траверсу 2 с грузовыми канатами 3, которые снизу снабжены грузозахватами 4 (крюками или электрозамками). Траверсу 2 посредством двух сходящихся связей 5, вертлюга 6 и наконечника с карданами (не показаны) подцепляют к замку 7 вертолета 1. Указанная внешняя подвеска предназначена для подцепки груза.
Система азимутальной ориентации груза предназначена для поворота траверсы 2 в горизонтальной плоскости. Она содержит две лебедки 8, на барабан каждой из которых запасовано по одной гибкой тяге 9, и две рамы 10 с парой отклоняющих блоков 11 и 12. Обе рамы 10 закреплены на наибольшем расстоянии от замка 7, например, на заднем грузовом трапе 13. Гибкие тяги 9 посредством отклоняющих блоков 11 и 12 выведены из фюзеляжа и присоединены к концам В и С траверсы 2 с наименьшим углом к горизонтали (фиг.1). В результате обеспечивается наибольшая эффективность тягового усилия в гибких тягах 9.
Каждая рама 10 закреплена посредством болтов 14 и пальцев 15 (фиг.3). На ней установлена пара отклоняющих блоков одинакового диаметра. Верхний блок 11 установлен на неподвижной оси 16. Для установки нижнего блока 12 на раме 10 жестко закреплен стакан 17, внутри которого соосно установлена втулка 18 с возможностью вращения на подшипниках 19. К втулке 18 жестко прикреплена вилка 20, в которой закреплена ось 21 нижнего блока 12. Ось 21 расположена перпендикулярно оси вращения втулки 18 на расстоянии «е», т.е. с эксцентриситетом, равным:
е=(D+d)/2,
где е - расстояние от оси вращения втулки 18 до оси 21 вращения нижнего отклоняющего блока 12;
D - минимальный диаметр желоба отклоняющих блоков 11 и 12;
d - диаметр гибкой тяги 9 (фиг.4).
Каждую гибкую тягу 9, выпущенную с лебедки 8, прокладывают в желобе верхнего отклоняющего блока 11, затем пропускают внутри втулки 18, а после выхода из нее прокладывают в желобе нижнего отклоняющего блока 12. Указанное выше соотношение размеров (D, d и e) обеспечивает совмещение оси участка гибкой тяги 9, расположенного между отклоняющими блоками 11 и 12, с осью вращения втулки 18. Конец гибкой тяги 9, вышедший с нижнего блока 12, подсоединяют к одному из концов траверсы 2.
Устройство работает следующим образом.
После взлета вертолета 1 включением лебедок 8 устанавливают траверсу 2 в исходное положение, при котором она вместе со сходящимися связями 5 находится в поперечной плоскости вертолета, проходящей через замок 7.
При исходном положении траверсы 2 (на фиг.2 положение ВС) участок каждой гибкой тяги 9, расположенный между нижним отклоняющим блоком 12 и траверсой 2, находится под углом ψ к участку, расположенному между лебедкой 8 и верхним отклоняющим блоком 11. Если средние плоскости верхнего отклоняющего блока 11 и нижнего отклоняющего блока 12 совпадают, то на последнем образуется отклонение гибкой тяги 8 от его средней плоскости на угол γ=ψ. За счет давления гибкой тяги 9 на боковую поверхность желоба нижнего отклоняющего блока 12 возникает момент, равный произведению силы упругой деформации гибкой тяги на плечо, равное эксцентриситету "е". Этот момент стремится повернуть в подшипниках 19 втулку 18 вместе с вилкой 20 и нижним отклоняющим блоком 12. Вращение втулки 18 происходит до тех пор, пока угол отклонения γ в желобе не приблизится к нулю. В этом случае вращающий момент на втулке 18 исчезает, и нижний отклоняющий блок 12 устанавливается своей средней плоскостью под углом ψ к средней плоскости верхнего блока 11.
С таким расположением подвески вертолет 1 заходит на подцепку груза. После подцепки груз поднимают над землей и транспортируют к месту монтажа.
1
1
мах
1
1
При зависании вертолета 1 с грузом над местом монтажа устраняют рассогласование между осями груза и фундамента поворотом траверсы 2 на необходимый угол φ по азимуту, включая лебедки 9 во встречных направлениях. При этом траверса 2 может совершать управляемое вращение на вертлюге 6 из положения ВС до одного из крайних положений (например, положение BC на фиг.2), т.е. до угла φ, когда оси траверсы 2 и гибкой тяги 9 совпадут в одной плоскости. При этом нижние отклоняющие блоки 12 отслеживают направление гибких тяг 9, присоединенных к концам траверсы 2. Например, гибкая тяга 9, присоединенная к ближнему концу C, отклоняется от исходного своего положения на максимальный угол (ψ+ψ). При других промежуточных положениях траверсы 2 на соответствующий угол ψ автоматически самоустанавливается нижний отклоняющий блок 12 (на фиг.2 и 4 это положение блока 12 показано тонкими линиями).
Закончив согласование груза по азимуту с проектными отметками, снижением вертолета устанавливают груз на фундамент, и производят отцепку грузозахватов 4. Вернув траверсу 2 в исходное положение, вертолет 1 направляют на посадку.
2
2
2
2
2
2
Перед посадкой устройство приводят в посадочное положение. Для этого включением обеих лебедок 8 на уборку укорачивают обе гибкие тяги 9. Внешняя подвеска вертолета, включая вертлюг 6 и сходящиеся связи 5 с траверсой 2, под действием двух тяговых усилий подтягиваются к фюзеляжу, принимая минимальные габариты (на фиг.1 изображено пунктиром). В результате поступательного движения траверса 2 занимает положение ВС, при котором гибкие тяги 9, присоединенные к концам B и С отклоняются от исходного положения на угол ψ. На этот же угол ψ поворачиваются нижние отклоняющие блоки 12.
∑
1
2
При любых движениях траверсы 2 (как при вращательном, так и при поступательном) нижние отклоняющие блоки 12 отклоняются автоматически вместе с гибкими тягами 9, обеспечивая работоспособность устройства. При этом суммарный угол поворота нижних отклоняющих блоков 12 составляет ψ=ψ+ψ+ψ, который может в несколько раз превышать допускаемый угол γ отклонения гибкой тяги от средней плоскости блока (2…6°).
За счет совмещения оси вращения втулки 18 с осью участка гибкой тяги 9, расположенного между отклоняющими блоками 11 и 12, гибкая тяга 9 во всех случаях работы устройства расположена на дне желоба обоих блоков, и ее угол γ отклонения от средней плоскости не превышает допустимого значения.
Предлагаемое устройство было изготовлено и проверено в летных испытаниях на вертолете Ми-26, при которых выполнялись реальные строительно-монтажные работы. При испытаниях подтверждена надежность работы нижних отклоняющих блоков 12: их самоустановка происходила всегда в направлении гибких тяг.