УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ ГРУЗА ВИНТОКРЫЛОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
DEVICE FOR EXTERNAL LOAD SUSPENSION OF ROTOR-WINGED AIRCRAFT

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам подвески груза под фюзеляжем вертолета и может быть использовано для перевозки грузов с помощью вертолета вне его грузовой кабины, а также для быстрой отцепки груза на месте доставки.
Известна система внешней подвески груза к вертолету (патент SU 509495, B64D 1/22, публ. 23.03.1976 г.). На борту вертолета установлена электролебедка, трос которой с замком-рвушкой проходит через силовой замок. К замку-рвушке закреплен грузовой трос с крюком через головку, которая выполнена из верхней части с буртом для закрепления в силовом замке в нижней части, связанных между собой сферическим подшипником. Нижняя часть головки грузового троса имеет цилиндрическое утолщение, которое взаимодействует со сферическим шарниром плоского шарнирного четырехзвенного механизма, закрепленного на корпусе силового замка с помощью карданов. На одном из звеньев четырехзвенного механизма закреплена штанга, которая взаимодействует с подпружиненными рычагами автопилотного датчика положения троса, установленного на корпусе силового замка и связанного электрическими цепями с автопилотом.
Известно устройство для внешней подвески груза винтокрылого летательного аппарата (патент US 2012018569, публ. 26.01.2012, В64С 27/00), которое содержит нижний узел крепления, предназначенный для восприятия продольных и поперечных нагрузок; верхней узел крепления, необходимый для восприятия вертикальных нагрузок; а также натяжной элемент, устанавливаемый между нижним и верхним узлами крепления рамы. Натяжной элемент предназначен для передачи растягивающих нагрузок между нижним и верхним узлами крепления рамы. При этом нижний узел крепления рамы содержит проушину, прикрепленную к раме планера и дополнительно содержит поворотный рычаг осевой опоры, установленный на указанной проушине для обеспечения возможности вращения вперед и назад поворотного рычага осевой опоры. При этом поворотный рычаг осевой опоры поддерживает сферический шарнир, предназначенный для компенсации отклонения внешней подвески, установленной на сферическом шарнире. Указанное отклонение включает продольные и поперечные отклонения относительно сферического соединения для реакции на продольные и поперечные нагрузки.
Известно устройство для внешней подвески груза (книга «Вертолет МИ-8», Техническое описание, М. - Машиностроение, 1970 г., стр. 178-182). Подвеска состоит из следующих основных элементов: шарнирно-маятникового механизма, грузового замка, центрального каната, грузовых стропов с карабинами, троса для уборки подвески в походное положение и выпуска ее из походного положения вручную. Конструктивно шарнирно-маятниковый механизм выполнен и установлен таким образом, что центр качания находится на близком расстоянии от центра тяжести вертолета. Это сохраняет устойчивость вертолета и облегчает управление им при раскачке подвешенного груза.
Недостатками такого устройства для внешней подвески груза являются:
- Большие габариты шарнирно-маятникового механизма, которые превышают клиренс вертолета. Это приводит к неудобству посадки вертолета, так как перед посадкой необходимо убрать подвеску в походное положение, а также к возможным повреждениям самого механизма или фюзеляжа при аварийной посадке вертолета. Кроме того, конструкция шарнирно-маятникового механизма сложная и трудоемкая.
- Нахождение электрозамка под фюзеляжем вертолета. Это приводит к воздействию на замок неблагоприятных факторов окружающей среды. Кроме того, неудобно выполнять подцепку груза, так как закрытие замка осуществляется вручную, и затруднен контроль надежности зацепления груза в замке. Не предусмотрена резервная быстродействующая подсистема аварийного сброса груза, как того требуют Авиационные правила (параграф 29.865 п. (b) (2).
Техническая проблема, не решенная в известном устройстве, решение которой обеспечивается заявляемым изобретением, заключается в создании внешней подвески, в том числе обеспечивающей выполнение требования Авиационных правил АП-29 по установке резервной быстродействующей подсистемы аварийного сброса груза.
Технический результат - повышение надежности крепления груза к вертолету, повышение безопасности полета, упрощение конструкции подвески груза к вертолету, расширение эксплуатационных возможностей, увеличение грузоподъемности вертолета.
Для достижения технического результата предлагается Устройство для внешней подвески груза винтокрылого летательного аппарата, состоящее из электрозамка 1, закрепленного на фюзеляже через люк 10, размещенный в полу грузовой кабины 5, центрального каната 7 с закрепленными к нему стропами 8, в соответствии с изобретением отличающееся тем, что к потолку 4 фюзеляжа посредством карданов 13 закреплены четыре каната 3 в виде перевернутой пирамиды, при этом на нижних концах канатов 3 подвешено весоизмерительное устройство 2 посредством карданов 14, снизу к весоизмерительному устройству 2 подвешен электрозамок 1, к которому при помощи скобы 6 закреплен центральный канат 7, с закрепленными на нем стропами 8, заканчивающимися скобами 9.
Кроме того, к центральному канату 7 закреплены четыре стропы 8, заканчивающиеся четырьмя скобами 9, которые непосредственно подцепляют к грузу.
При этом на электрозамке 1 установлен рычаг 12 для открывания электрозамка 1 вручную.
Кроме того, длина канатов 3 выбрана таким образом, что центр качания груза совпадает с центром тяжести вертолета.
Причем канат центральный 7 состоит из отдельных канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве.
Кроме того, каждая стропа 8 состоит из отдельных канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве.
Применение закрепленных к потолку 4 фюзеляжа посредством карданов 13 четырех канатов 3, размещенных в виде перевернутой пирамиды, к которым снизу подвешено весоизмерительное устройство 2 посредством карданов 14, к которому подвешен электрозамок 1 с закрепленным центральным канатом 7, направлено на повышение надежности крепления груза к вертолету, повышение безопасности полета и упрощение конструкции.
Введение в конструкцию устройства для внешней подвески груза весоизмерительного устройства 2 направлено на повышение безопасности полета и увеличение грузоподъемности.
Использование каната 7 с закрепленными на нем четырьмя стропами 8, заканчивающимися четырьмя скобами 9, которые непосредственно подцепляют к грузу, повышает надежность крепления груза.
Наличие на электрозамке 1 рычага 12 для открывания электрозамка 1 вручную и выбор длины канатов 3 таким образом, что центр качания груза совпадает с центром тяжести вертолета, направлено на повышение безопасности полета.
Выполнение центрального каната 7 и каждой стропы 8 составными из отдельных канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве, позволяет расширить эксплуатационные возможности вертолета, в связи с возможностью регулирования общей длины каната 7, а также обеспечивает транспортировку грузов различной конфигурации, в том числе сложных, длинномерных и т.п.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом:
фиг. 1 - общий вид внешней подвески;
фиг. 2 - электрозамок.
Внешняя подвеска (фиг. 1) состоит из электрозамка 1, который через весоизмерительное устройство 2 с помощью четырех канатов 3 подвешен к потолку 4 грузовой кабины 5.
Канат 3 крепится к потолку посредством кардана 13, а к весоизмерительному устройству 2 посредством кардана 14, что дает кинематическую свободу и обеспечивает собираемость конструкции.
К электрозамку 1 при помощи скобы 6 крепится центральный канат 7, к которому крепятся четыре стропы 8, заканчивающиеся четырьмя скобами 9, непосредственно подцепляемых к грузу.
В полу грузовой кабины фюзеляжа расположен люк 10, для размещения каната 7, а также визуального контроля за грузом. Для безопасности оператора во время работы с внешней подвеской вокруг люка 10 на полу грузовой кабины жестко закрепляют временное ограждение 11.
На потолке фюзеляжа закреплены кронштейны (не показаны), к которым закрепляют канаты 3 посредством карданов 13. Таким образом, каждый канат 3 получает две степени свободы и может вращаться в двух плоскостях.
На другом конце канаты 3 также снабжены карданами 14, которые соединены между собой, а на них закреплено весоизмерительное устройство 2. К нему подвешен электрозамок 1 с помощью болтового соединения.
Крепление канатов 3 выполнено в виде перевернутой пирамиды. При этом их длина выбрана таким образом, что центр качания груза совпадает с центром тяжести вертолета. Это сохраняет устойчивость вертолета и облегчает управление им при раскачке подвешенного груза, что повышает безопасность полетов и управляемость вертолета.
Длина центрального каната 7 предварительно выбирается из условий полета и особенностей груза. Канат центральный 7 состоит из отдельных канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве.
Длина строп 8 выбирается в зависимости от конфигурации и габаритов груза. Стропа 8 состоит из отдельных канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве.
Перевозка грузов на внешней подвеске осуществляется следующим образом.
Предварительно открывают люк 10, затем вокруг него закрепляют ограждение 11 к полу грузовой кабины. Кроме того, центральный канат 7 вместе со стропами 8 при помощи скоб 9 закрепляют на перевозимом грузе.
Затем канат 7 пропускают в проем люка 10 и устанавливают на электрозамок 1 посредством скобы 6. Так как электрозамок 1 находится внутри грузовой кабины, упрощается контроль закрытия замка. После этого внешняя подвеска готова для перевозки груза.
Перед началом перевозки груза необходимо осуществить контроль веса груза при помощи весоизмерительного устройства 2.
После доставки груза на место пилот устанавливает его на землю, при этом происходит ослабление строп 8. Затем при помощи кнопки «Тактический сброс груза», расположенной на рычаге общего шага, пилот подает электрический сигнал на открытие электрозамка 1. Электрозамок 1 открывается, и центральный канат 7 вместе со стропами 8 отсоединяется от электрозамка L. При этом на панели приборов в кабине загорается световое табло «Замок открыт».
В электрозамке 1 предусмотрено автоматическое открывание, которое происходит после снятия нагрузки с несущего рычага.
С целью реализации требования Авиационных правил (параграф 29.865 п. (b) (2) о необходимости наличия резервной быстродействующей подсистемы аварийного сброса груза, на электрозамке 1 установлен рычаг 12, с помощью которого можно открыть электрозамок вручную, в случае отказа электропитания. Такой способ открытия электрозамка возможен только в случае размещения электрозамка 1 в грузовой кабине, когда оператор может повернуть рычаг 12.
По сравнению с прототипом электрозамок расположен внутри грузовой кабины. Таким образом, он не подвергается воздействию негативных факторов окружающей среды, намного удобнее стала подцепка груза к нему, обеспечивается визуальный контроль надежного закрытия замка, нет необходимости уборки электрозамка в походное положение перед посадкой вертолета, исключена возможность повреждения электрозамка или фюзеляжа при аварийной посадке вертолета, отпала необходимость в шарнирно-маятниковом механизме, так как центр качания груза уже совмещен с центром тяжести вертолета, появилась возможность реализовать дублирующий механический аварийный сброс груза, как того требуют Авиационные правила.
Для удобства пользования и увеличения безопасности выше электрозамка установлено весоизмерительное устройство, которое позволяет контролировать вес поднимаемого груза.
Для безопасности оператора в процессе работы с устройством внешней подвески груза вокруг открытого люка установлено ограждение, которое убирается в походное положение, когда внешняя подвеска не используется в полете.
Кроме того, предлагаемое устройство внешней подвески груза позволяет увеличить грузоподъемность вертолета с 2.5 т до 4 т, что расширяет область применения вертолета.