ВЕРТОЛЕТ КА-32 С ПОДВЕСНЫМ ЗАХВАТНЫМ УСТРОЙСТВОМ

Полезная модель относится к средствам и устройствам для трелевки и транспортировки поваленных деревьев/грузов на внешней подвеске (грейфере) с применением вертолета, и может быть использовано в процессе заготовки и доставки древесины или грузов из труднодоступных мест.
Применение вертолета для перемещения грузов на внешней подвеске один из эффективных видов работы вертолета. При этом, для транспортировки груза использовались и используются специальные захваты (по классификации захватов: 2009-05-28) представляющие собой вариации количества ветвей строп.
Преимущество и недостатки традиционных специальных захватов.
Основные преимущества:
- простота изготовления,
- простота обслуживания,
- незначительный вес по отношению к весу перемещаемого груза
Основные недостатки:
- при подсоединения груза к специальному захвату и отсоединения груза необходимо присутствие операторов (стропальщиков, чекеровщиков) на земле,
- значительное время на подсоединения груза к специальному захвату и отсоединения груза.
При ликвидации ЧС (разбор завалов и автокатастроф, деблокации автомагистралей) критическим параметром является время.
Из уровня техники известен вертолет с грейфером, в котором размещают объект в горизонтальном положении на поверхности. Грейфер открыт и помещен на объекте, после чего грейфер закрывается на объекте с силой, достаточной, чтобы держать рычаги грейфера против объекта, но недостаточной, чтобы сжать объект плотно между рычагами. Грейфер поднимается с объектом, а объект может перемещаться между рычагами грейфера в вертикальное положение. Грейфер может включать два рычага, имеющие шарнирное соединение между собой внутренними концами. Рычаги имеют наружные части с ребрами, направленными внутрь. Грейфер имеет закрытое положение, в котором края наружных участков перпендикулярны оси симметрии, проходящей между рычагами грейфера (US 4848703, 18.07.1989).
Недостатки данного устройства следующие:
- при подсоединения груза к специальному захвату и отсоединения груза необходимо присутствие операторов (стропальщиков, чекеровщиков) на земле,
- значительное время на подсоединения груза к специальному захвату и отсоединения груза.
Известно устройство для вертолетной трелевки поваленных деревьев, содержащее закрепленный на корпусе вертолета трос и размещенный в нижней части последнего захват, расстояние между местами закрепления троса с корпусом вертолета и захватом лежит в диапазоне 1,78-7,27 диаметра несущего винта вертолета. Кроме того, захват выполнен в виде клещей, снабженных приводом, сообщенным линиями питания с энергоисточником, при этом последний может быть размещен на вертолете или быть автономным, привод захвата может иметь гидравлический или электрический вариант выполнения, захват может быть дополнительно снабжен по меньшей мере двумя воздушными вентиляторами, размещенными на захвате симметрично относительно места его закрепления с тросом, при этом приводы воздушных вентиляторов выполняются электрическими с подключением дополнительными линиями питания к энергоисточнику, а линии питания приводов захвата и воздушных вентиляторов могут быть сопряжены с тросом (RU 2095288, 10.11.1997).
Однако в данном устройстве не устранены указанные выше недостатки.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является вертолет с захватным устройством, которое представляет собой перегрузочный узел в виде грейферной структуры, являющейся гидравлической. Грейферная структура активируется и используется в комбинации с вертолетом в закрытой и открытой позициях. Высота и фактическое позиционирование грейферной структуры относительно любых применимых типов материалов, которые обрабатываются или передаются, регулируется высотой и позиционированием вертолета (US 4826109, 02.05.1989).
Основным недостатком данной конструкции является несимметричное сжатие клещей, возможность повреждения гидроцилиндра и невозможность работать с негабаритными грузами различной формы, различной жесткостью конструкции, различным положением центра тяжести груза.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании вертолета с подвесным захватным устройством, который исключал бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в сокращении времени захвата груза и обеспечении возможности захвата груза без участия оператора (стропальщика, чекеровщика) на земле за счет конструкции захватного устройства, которая позволяет выполнять работы с негабаритными грузами различной формы, различной жесткостью конструкции, различным положением центра тяжести груза и обеспечивает симметричное сжатие-разжатие челюстей (клещей), и производить работы в любом месте без подготовительных операций, в частично затопленных или в иных неблагоприятных условиях, в следствие чего нет необходимости в восстановлении подъездных дорог к месту чрезвычайной ситуации (ЧС).
Указанный технический результат в вертолете с подвесным захватным устройством, выполненным двухчелюстным с гидравлическим механизмом и системой подвески захватного устройства к внешней подвеске вертолета с замком, и содержащем автономную гидравлическую систему, соединенную с гидравлическим механизмом двумя шлангами и связанную с системой управления и контроля, и систему электропитания, достигается тем, что захватное устройство имеет верхний кронштейн, который вместе с двумя тягами и челюстями захватного устройства выполнен с возможностью образования силовой схемы в виде пятиугольника с пятью осями вращения, при этом верхний кронштейн соединен с осью, соединяющей челюсти захватного устройства с гидроцилиндром гидравлического механизма.
Система управления и контроля включает в себя пульт управления и блок контроля и сигнализации.
Узлы крепления гидравлического механизма выполнены сваркой.
Концы челюстей захватного устройства выполнены литыми, округлой формы.
Замок выполнен со встроенной системой аварийного сброса.
Автономная гидравлическая система расположена в контейнере с крепежом с внешней стороны фюзеляжа вертолета и содержит электромотор, соединенный с гидронасосом, связанным с резервуаром с маслом АМГ-10 или его аналогом и через клапаны посредством цанговых соединений с двумя шлангами, присоединенными к гидроцилиндру гидравлического механизма.
Система электропитания подсоединена к бортовой сети вертолета.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено соединение захватного устройства с автономной гидравлической системой; на фиг. 2 - схема автономной гидравлической системы; на фиг. 3 - вид А по фиг. 2; на фиг. 4 - системой управления и контроля.
Вертолет содержит автономную гидравлическую систему 1, соединенную с захватным устройством 2, системой управления и контроля и системой электропитания, подсоединенной к бортовой сети вертолета.
Захватное устройство 2 выполнено с двумя челюстями (клещами) 3, гидравлическим механизмом 6 и системой подвески захватного устройства 2 к внешней подвеске вертолета через замок, имеющий встроенную систему аварийного сброса (не показано). Узлы крепления гидравлического механизма 6 выполнены сваркой.
Захватное устройство 2 имеет верхний кронштейн 4, который вместе с двумя тягами 5 и челюстями 3 образует силовую схему в виде пятиугольника с пятью осями вращения. Такая схема обеспечивает симметричное сжатие/разжатие челюстей, простоту изготовления, предохранение гидроцилиндра от повреждения во время работы. Верхний кронштейн 4 соединен с осью, соединяющей челюсти 3 с гидроцилиндром 7 со штоком 8 гидравлического механизма 6. Концы челюстей 3 захватного устройства 2 выполнены литыми, округлой формы.
Автономная гидравлическая система 1 соединена с гидравлическим механизмом 6 двумя шлангами 8 (используется насос gidravlikpump p/n c23m896 Factory Setting Below или его аналог) через цанговые соединения 9, которые позволяют сбрасывать груз и захватное устройство 2 (в случае аварийной ситуации) без вреда автономной гидравлической системе 1 (насосной станции) и вертолету. Автономная гидравлическая система 1 расположена в контейнере (860×680×310) с крепежом с внешней стороны фюзеляжа вертолета (не показано).
Автономная гидравлическая система 1 включает манометр 27, резервуар 18 с маслом АМГ-10 (аналогичной жидкостью), имеющий горловину 20 и на котором расположены уровень 19, датчик температуры 15 и дыхательный клапан 21. Резервуар 18 с маслом АМГ-10 или аналогичной жидкостью подключен через редукционный клапан 26 с гидронасосом 22, соединенным с электромотором 17, и связан через кран 23, фильтр 24 и клапаны 25 со шлангами 8, соединенными с гидроцилиндром 7 гидравлического механизма 6 захватного устройства 2.
Система управления и контроля включает в себя пульт управления и блок контроля и сигнализации, содержащий кнопку контроля сигнализации 10, нажимной переключатель на сжатие и разжатие 11 захватного устройства 2 (дублирование с переключателем на ручке рычага общего шага (ОШ) 12), сигнальное табло 13 (станция работает), сигнальное табло 14 (перегрев) гидрожидкости, получающий сигнал от датчика температуры 15, переключатель вкл-выкл 16 для включение автономной гидравлической системы 1 от электромотора 17.
Учитывая непредсказуемость форм и габаритов груза, подлежащего перемещению на (внешней) подвеске вертолета, предлагается использование двухчелюстного захвата.
Система имеет следующие параметры и характеристики:
НАИМЕНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА
ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРАМЕТРА
Тип захвата
клещевой двухчелюстной захват с гидравлическим механизмом
Длина троса (подвески)
30-60 м
Грузоподъемность
5 т
Время сжатия
8 с
Максимальное давление сжатия
200 кг/см2
Давление свободного хода
50 кг/см2
Максимальный размах захвата
2,20 м
Питание основной системы
Бортовая сеть вертолета - 3-х фазное переменное напряжение 208 В (400Гц)
Питание управляющей системы
Бортовая сеть с напряжением 27 В
V амг-10
50 лит.
Второй пилот включает автономную гидравлическую систему на пульте управления - гидронасос работает, горит табло (автономная гидравлическая система работает). Командир вертолета выполняет заход над объектом, заводит в разжатые челюсти груз небольшим маневрированием вертолета (при достаточных навыках не более 10 сек.), сжимает челюсти нажатием переключателя на ручке ОШ (8 сек.), поднимает и переносит по воздуху груз к месту укладки, производит разжатие челюстей, освобождая груз и повторяет цикл. Управление электрогидроклапанами производится переключателем на ручке ОШ. Управление включение/выключение гидронасоса осуществляется переключателем на пульте управления автономной гидравлической системы вторым пилотом. На пульте есть дублирование открытия/закрытия клапанов переключателем нажимного типа.
При втягивании штока гидроцилиндра челюсти разжимаются (размах челюстей 2.20 м.), при выходе штока челюсти сжимаются с небольшим перекрытием. Схема захвата выбрана с учетом возможной работы с негабаритными грузами различной формы, различной жесткостью конструкции, различным положением центра тяжести груза. Усилие, прилагаемое к концам челюстей, достаточно для деформации груза, образуя углубления для надежной фиксации груза и создавая ось вращения. Груз имеет способность повернуться тяжелой частью вниз, что исключает его дальнейшее вращение и раскачку. Также остается возможность более сильного сжатия груза, исключающее поворот груза. Мощность автономной гидравлической системы и захватного устройства позволяют это сделать. Выбор варианта определяет командир вертолета, сообразуясь с особенностью груза.
Гидронасос создает редуцируемое давление в автономной гидравлической системе. Нажимной переключатель на ручке ОШ управляет клапанами, подавая давление в одну из полостей гидроцилиндра захватного устройства, что приводит к сжатию или разжатию челюстей. Избыточное давление сбрасывается через редукционный клапан и байпасный канал клапанов, управляемый самим клапаном в линию слива или резервуар/бак, в зависимости от расхода жидкости. Вместо замка ДГ-65 для подвески выбран замок 6111, который менее подвержен случайному открытию из-за стекания статического электричества с вертолета в момент касания заземления челюстей земли.