ЭНЕРГОПОГЛОЩАЮЩЕЕ КРЕСЛО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
AIRCRAFT SAFETY SEAT

Область техники
Изобретение относится к области авиастроения, более конкретно к конструкциям агрегатов, комплектующих кабину, в частности конструкции кресел. Изобретение может быть использовано в любом виде транспорта, преимущественно на вертолете.
Уровень техники
Известно энергопоглощающее кресло летательного аппарата по патенту №RU 2270138, 05.06.2004 год, класс B64D 25/04. Энергопоглощающее кресло летательного аппарата (например, вертолета) содержит каркас, включающий в себя сиденье и спинку, вертикальные стойки, верхний узел подвески, нижний узел подвески каркаса, два амортизатора. Нижние концы вертикальных стоек жестко прикреплены к полу вертолета. Верхний узел подвески, выполненный в виде пары ползунов, которые установлены подвижно на вертикальных направляющих. Вертикальные направляющие жестко закреплены на спинке. Нижний узел подвески выполнен в виде поворотной платформы, одним концом установленной в нижней части вертикальных стоек посредством шарнира, а вторым подвижным концом соединенной со средней частью сиденья посредством шарнира с амортизаторами. При этом, амортизаторы противоположными концами закреплены в верхних частях вертикальных стоек, а два ползуна связаны с верхними частями вертикальных стоек посредством шарнирных узлов. Амортизаторы могут быть выполнены в виде шарнирных раздвижных тяг. Шарнирные узлы могут быть выполнены в виде вилок, установленных шарнирно в верхних частях вертикальных стоек.
Недостатком данного изобретения является, повышенная металлоемкость, массивность конструкции. Кроме того, энергопоглощающее кресло жестко закреплено на пол у ЛА, что снижает эксплуатационные качества кресла.
Известно энергогасящее сиденье члена экипажа летательного аппарата по патенту RU 2154595 от 14.10.1998 г. Класс B64D 25/04. Согласно изобретению энергогасящее сиденье члена экипажа летательного аппарата содержит основание с направляющими, на которые посредством верхних и нижних ползунов опирается корпус, механизм стопорения, установленный на основании пружинный механизм и механизм гашения. Механизм стопорения снабжен закрепленными на корпусе подпружиненными штырями. Пружинный механизм поддерживает корпус во время регулировки сиденья по высоте. Механизм гашения энергии выполнен в виде ножей, закрепленных на направляющих основания с возможностью перемещения вдоль них со срезом продольных выступов в пазах направляющих. Основание снабжено боковыми стойками. Стойки нижними концами встроены в направляющие и соединены с ними посредством срезных штифтов. Стойки выполнены с отверстиями под штыри механизма стопорения. Ножи закреплены на стойках перед торцами направляющих. Торцы направляющих выполнены с пазами под ползуны. Ползуны размещены с наружной стороны основания и снабжены пазами под стойки, которые расположены с внутренней стороны основания. Пазы под стойки выполнены с продольными выступами, расположенными торцами напротив режущих кромок ножей. Цилиндры пружинного механизма закреплены верхними концами на стойках, а нижними концами - на корпусе сиденья.
Недостаток данной конструкции кресла в том, что конструкция энергопоглощающих узлов предполагает работу исключительно вдоль направляющих вертикальных стоек. Основная часть вертикальной нагрузки от веса, сидящего на кресле человека, приходит на среднюю часть сиденья, которая расположена на значительном расстоянии впереди от узлов подвески каркаса кресла. Это приводит к тому, что каркас кресла испытывает дополнительные изгибающие моменты. Которые, в свою очередь, создают дополнительные нагрузки в горизонтальной плоскости, действующие на узлы подвески каркаса и энергопоглощающие элементы. Это усложняет работу ползунов при энергопоглощающем перемещении кресла, ограничивая диапазон углов возможных аварийных приземлений вертолета. Кроме того, увеличивается возможность перекоса и заклинения энергопоглощающих элементов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является «Сидение самолета с энергопоглощающими элементами» по патенту GB 2397865, класс B60N 2/42; B60N 2/427; B64D 11/06; B64D 25/04; F16F 7/12 от 04,08,2004 года. Согласно патенту кресло содержит чашку кресла, каркас, узлы подвески и энергопоглошающие узлы. Чашка кресла выполнена в виде спинки и прикрепленного к ней основания. Каркас выполнен в виде двух параллельных вертикальных стоек, соединенных между собой горизонтальными параллельными друг другу стержнями. Горизонтальные стержни закреплены на концах вертикальных стоек. Стойки и стержни выполнены в виде труб.
Энергопоглощающий узел содержит металлическую пластину и изгибное устройство. Изгибное устройство выполнено в виде коробчатого корпуса с установленными в нем роликами. Металлическая пластина установлена параллельно оси кресла. Один конец пластины закреплен на вертикальной стоке каркаса, а второй - на горизонтальной стойке. При этом пластина расположена в изгибном устройстве так, что взаимодействует со всеми роликами. Пластина может быть выполнена разнотолщинной.
Узел подвески выполнен в виде кронштейна, снабженного сквозным отверстием, которым он установлен на вертикальных стойках, проушинами и крепежным элементом, при помощи которого кронштейн закреплен на стенке ЛА. Проушинами узел подвески взаимодействует с изгибным устройством энергопоглощающего узла.
При перегрузках узел подвески, соединенный с изгибным устройством, перемещается вдоль пластины, установленной на каркасе кресла, так, что перемещение узла подвески и изгибного механизма вызывает пластическую деформацию пластины. За счет пластической деформации пластины происходит энергопоглащение.
Энергопоглощающее устройство обладает недостаточной надежностью, в частности при воздействии на кресло боковых нагрузок.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является разработка конструкции энергопоглощающего кресла летательного аппарата, позволяющей расширить его функциональные возможности, путем сохранения его работоспособности при увеличении диапазона углов возможных аварийных приземлений. При этом упростить его конструкцию и снизить ее массу.
Поставленная задача достигается тем, что энергопоглощающее кресло летательного аппарата, содержит каркас, выполненный в виде стоек, чашку кресла, узлы подвески и энергопоглощающее устройство. Стойки снабжены направляющими с жестко установленным в каждом из них энергопоглощающим устройством. Энергопоглощающее устройство выполнено в виде коробчатой детали, снабженной пазами под направляющие стоек, проушинами для крепления на стойках каркаса, нишей для установки пластины. Другим концом пластина закреплен на узле подвески. Узлы подвески выполнены в виде ползунов, подвижно установленных в направляющих стоек. Кресло снабжено привязной системой и механизмом продольного регулирования, установленными на чашке кресла.
Решение поставленной задачи позволяет расширить функциональные возможности энергопоглощающего кресла, сохранить его работоспособность и увеличить диапазон углов возможных аварийных приземлений. Кроме того, данное решение поставленной задачи позволяет упростить конструкцию энергопоглощающего кресла и снизить его массу.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами, на которых показаны:
Фиг.1 - кресло энергопоглощающее ЛА с установленной чашкой сиденья, вид спереди;
Фиг.2 - кресло энергопоглощающее ЛА с установленной чашкой сиденья, вид сзади;
Фиг.3 - кресло энергопоглощающее ЛА с установленной чашкой сиденья, вид сбоку;
Фиг.4 - каркас кресла энергопоглощающего, вид сбоку;
Фиг.5 - узел А фиг.3;
Фиг.6 - разрез Б-Б фиг.5;
Фиг.7 - корпус энергопоглощающего элемента, изометрия;
Фиг.8 - узел энергопоглощающего устройства установленный на стоках, разрез по оси корпуса энергопоглощающего устройства.
Раскрытие изобретения
Энергопоглощающее кресло ЛА содержит (фиг.1, 4) чашку кресла 1 с чехлом и мягкими элементами, каркас 2, узлы подвески, энергопоглощающее устройство 3, привязную систему 4 и механизм продольного регулирования кресла.
Каркас энергопоглощающего кресла ЛА включает две параллельные вертикальные стоики 6, 7. Стойки 6, 7 выполнены в виде единого элемента. На передней поверхности по всей высоте стоек выполнена Т-образная направляющая. Направляющая предназначена для подвижной установки в ней верхних и нижних узлов подвески, а так же для жесткой установки и закрепления энергопоглощающего устройства. Узлы подвески выполнены в виде верхних 17 и нижних 18 ползунов. Стойки 6, 7 снабжены пазом 19 для установки на жестко закрепленные на полу летательного аппарата рельсы 21 (фиг.3). В верхней части стоек 6, 7 установлен упор 22 (фиг.2). Упор 22 выполнен в виде осей и предназначен для предотвращения выпадения верхних ползунов 17.
Стойки 6 и 7 соединяют между собой через чашку кресла 1, трубу 23 и раскосы 24 (фиг.2).
Направляющие стоек 6, 7 снабжены энергопоглощающим устройством 3 (фиг.4). Энергопоглощающее устройство (фиг.8) включает корпус 26 (фиг.7), с установленной в нем изогнутой пластиной 27. Корпус энергопоглощающего устройства выполнен в виде коробчатой детали снабженной пазами 9, двумя проушинами 25 на одном из концов и нишей для установки пластины. Пазы 9 выполнены на стенах корпуса. Ниша снабжена упором 10, в который одним концом упирается изогнутая пластина 27. Другой конец пластины 27 закреплен винтами 20 на нижнем ползуне 18. Корпус 26 энергопоглощающего устройства жестко установлен на стойках 6 и 7 при помощи проушин 25 (фиг.4).
Верхний 17 и нижний 18 ползуны установлены подвижно в направляющих стоек, при этом жестко закреплены на чашке кресла 1 одноосевыми шарнирами 30 (фиг.8).
Чашка кресла 1 (фиг.1-3) выполнена в виде монолитного изделия из полимерного композиционного материала, например, стекло- или углепластика и снабжена мягкими элементами. Чашка кресла 1 установлена на стойках кресла 6, 7 при помощи верхних 17 и нижних 18 ползунов. В верхней части чашка кресла снабжена нишей 8, предназначенной для прохождения плечевых ремней 29 привязной системы 4.
Мягкие элементы чашки кресла выполнены из пенополиуретановой мягкости и огнеупорной прокладки. Пенополиуретановая подушка кресла может быть выполнена различной степени мягкости, удовлетворяющей требованиям безопасности полета. Чехол для кресла ЛА выполнен из натуральной кожи или ткани.
Привязная система 4 предназначена для пристегивания и удержания члена экипажа или пассажира в кресле во время взлета и посадки, а также посадки на сушу или воду, при появлении перегрузок в аварийной ситуации. Привязная система 4 включает плечевой ремень 29, левый поясной ремень 16, правый поясной ремень 15 с пряжкой 14 и инерционную катушку 13, связанную с плечевым ремнем. Поясные ремни 16, 15 крепят к чашке кресла 1 справа и слева при помощи узлов крепления 12. Инерционная катушка 13 привязной системы 4 установлена сзади спинки чашки кресла 1.
Кресло снабжено механизмом продольной регулировки, включающим в себя подпружиненный штырь 11 (фиг.5-6), соединенный с гибкими тросиками 5, на другом конце которых расположен рычаг управления продольного перемещения 28. Рычаг управления продольного перемещения 28 монтирован на чашке кресла 1 снизу слева. Механизм продольной регулировки снабжен регуляторами натяжения тросиков.
Работа энергопоглощающего кресла летательного аппарата (например, вертолета) осуществляется следующим образом. При эксплуатационных нагрузках чашка кресла 1 вместе с сидящим на нем человеком удерживается от перемещения по вертикальным стойкам 6, 7 при помощи энергопоглощающего устройств 3 за счет жесткости и трения. Деформация пластины 27 служит для поглощения энергии. Основные нагрузки, действующие на чашку кресла 1 в продольном направлении, воспринимают стойки 6, 7. При аварийном приземлении ЛЛ, когда ударная перегрузка, действующая на человека, сидящего в кресле, превышает по своему значению допустимые пределы, чашка кресла 1 перемещается вниз. При этом чашка кресла 1 воздействует через нижние ползуны 18 на пластины 27 энергопоглощающих устройств 3. Пластины 27, вытягиваясь из корпуса 26, поглощают энергию ударной нагрузки. При этом чашка кресла 1, с установленными на ее спинке инерционной катушкой 13 с привязной системой 4, нижними 18 и верхними 17 ползунами, перемещается вниз по направляющим относительно вертикальных стоек 6, 7.
В случае если необходимо передвинуть кресло по рельсам 21, следует нажать рычаг управления продольного перемещения 28. При этом подпружиненный штырь 11, связанный с рукояткой через систему тросиков 5, выдвигается и позволяет креслу свободно перемещаться по рельсам.
Таким образом, применение данной конструкции позволяет оптимизировать нагрузки, приходящие на кресло при аварийном приземлении, значительно уменьшить возможность перекоса ползунов, на которые действует максимальный изгибающий момент. Вынесение в отдельный механизм энергопоглощающих устройств позволяет уменьшить вес стоек кресла, упростить их конструкцию, что немаловажно при использовании кресла на летательном аппарате. Кроме того, данная конструкция позволяет обеспечить быстрый доступ ко всем узлам энергопоглощающего кресла ЛА, тем самым повышает его эксплуатационные показатели.