Система аварийно-стояночного торможения летательного аппарата и буксировочное водило
EMERGENCY STOP BRAKING SYSTEM OF AIRCRAFT AND TOWING CARRIER

Группа изобретений относится к гидравлическим тормозным системам, а именно к системе аварийно-стояночного торможения летательного аппарата (ЛА) и к буксировочному водила для ЛА, снабженных такой системой.
В уровне техники известна система торможения летательного аппарата (ЛА) (RU 94018438 А1, 10.04.1997), содержащая систему подачи гидравлической энергии, соединенный с ней редукционный клапан, снабженный механизмом торможения и выполненный с возможностью подачи редуцированного давления в тормоза колес при воздействии на рукоятку механизма торможения, устройства контроля и сигнализации и средства коммутации. Указанная система является основной и не имеет резерва на случай ее отказа (возникновение аварийной ситуации), однако она может применяться в качестве стояночной. Также в системе торможения не предусмотрены возможность подачи сигнала торможения удаленно и возможность автоматического торможения в случае аварийной расстыковке водила и тягача при буксировке ЛА.
Известно буксировочное водило (Павлов С.А., Сердобов В.Б. «Буксировка воздушных судов», Москва, МАДИ 2018, с. 21), содержащее корпус, снабженный колесами с устройством подъема и средствами для сцепки с тягачом и с ЛА. При обнаружении оператором аварийной расстыковки водила и тягача на борту ЛА приводят в рабочее положение рукоятку механизма торможения. Как правило, с момента расстыковки до приведения рукоятки проходит значительное количество времени, вследствие чего высока вероятность аварийной ситуации. Так, недостаток водила заключается в отсутствии возможности автоматически передать сигнал на борт ЛА для активации торможения в случае аварийной расстыковки.
Упомянутые система торможения ЛА и буксировочное водило приняты в качестве прототипов.
Задачей группы изобретений является создание технических решений, повышающих безопасность эксплуатации ЛА на стоянке и при рулении, разбеге, пробеге и буксировке за счет возможностей дистанционного включения торможения оператором и автоматического включения торможения при буксировке в случае расстыковки водила и тягача, то есть за счет резервирования системы торможения в части стояночного и аварийного применений.
Поставленная задача изначально решалась для беспилотных систем, однако полученные решения могут найти применение и на пилотируемых аппаратах.
Технический результат заключается в повышении надежности системы торможения ЛА за счет ее резервирования в части стояночного и аварийного применений.
Указанный результат достигается в созданной системе аварийно-стояночного торможения ЛА, содержащей систему подачи гидравлической энергии и соединенный с ней редукционный клапан, снабженный механизмом торможения и выполненный с возможностью подачи редуцированного давления в тормоза колес при воздействии на механизм торможения, благодаря наличию соединенного с механизмом торможения гидравлического привода и соединенного с ним и с системой подачи гидравлической энергии электрогидравлического распределителя, выполненного с возможностью включения как по сигналу от наземного пункта управления (НПУ), так и по сигналу от электрически подсоединенного буксировочного водила, снабженного электросистемой с источником питания и коммутирующими устройствами.
В частности, система содержит связанный с электрогидравлическим распределителем бортовой соединитель, предназначенный для подсоединения буксировочного водила.
Технический результат для предлагаемого буксировочного водила заключается в обеспечении безопасности буксировки ЛА за счет сокращения времени активации системы торможения при аварийной расстыковке водила с тягачом.
Данный результат достигается тем, что буксировочное водило для летательного аппарата с системой аварийно-стояночного торможения, содержащее корпус, снабженный колесами с устройством подъема и средствами для сцепки с тягачом и летательным аппаратом, дополнительно содержит электросистему с источником питания и коммутирующими устройствами. При этом электросистема выполнена с возможностью электрического соединения с системой аварийно-стояночного торможения и выдачи сигнала при аварийной расстыковке водила с тягачом.
Использование электрогидравлического распределителя, воздействующего при включении на механизм торможения редукционного клапана посредством гидравлического привода путем его соединения с системой подачи гидравлической энергии, позволяет осуществить подачу редуцированного давления в тормоза колес в случае невозможности использования как основной системы торможения, так и приведения рукоятки механизма торможения редукционного клапана в рабочее положение.
Подразумевается, что предлагаемая система будет дублировать функции основной системы торможения на стоянке и при рулении, разбеге, пробеге и буксировке. Упомянутая основная система торможения типична и аналогична уже используемым на известных ЛА, работает независимо от предлагаемой при наличии на борту электропитания и давления в гидросистеме.
Заявленная система предусматривает две возможности включения электрогидравлического распределителя: путем подачи сигнала с НПУ и путем подачи сигнала с буксировочного водила при его аварийной расстыковке с тягачом, что возникает, как правило, из-за превышения допустимого продольного усилия буксировки. Для выдачи сигнала водило должен быть оборудован источником питания, коммутирующими устройствами и электрически подсоединен к системе аварийно-стояночного торможения ЛА.
Так описанным образом повышается надежность системы торможения и безопасность наземной эксплуатации ЛА за счет сокращения времени на активацию торможения при аварийной расстыковке водила с тягачом из-за автоматического включения электрогидравлического распределителя.
Сущность заявляемого решения поясняется фигурой, на которой показана принципиальная схема системы аварийно-стояночного торможения ЛА.
Система аварийно-стояночного торможения ЛА содержит систему подачи гидравлической энергии, в состав которой входят гидроаккумулятор 2 с ручным насосом 3, создающим давление, и бортовой источник гидравлической энергии, основные элементы которого - насос и гидрокомпенсатор (на фиг. не показаны). Бортовой источник связан с предлагаемой системой торможения посредством трубопровода нагнетания 1 и обратного клапана 5.
Система торможения включает редукционный клапан 6, например, УГ187, соединенный с системой подачи гидравлической энергии через трубопровод нагнетания 1. Клапан 6 снабжен механизмом торможения 7, который аналогично известным системам торможения включает рукоятку стояночного торможения 8, и дополнительно по настоящему изобретению механизм торможения 7 оснащен гидравлическим приводом 9. Другими словами, механизм 7 имеет два привода: ручной и гидравлический, и при воздействии на любой из них механизм торможения 7 обжимает шток редукционного клапана бив тормоза колес поступает редуцированное давление.
В систему торможения включен электрогидравлический распределитель 11, например, КЭ101, который соединен с системой подачи гидравлической энергии и посредством трубопровода с гидравлическим приводом 9. Также распределитель 11 электрически связан с комплексом средств связи (КСС) 14 и, например, с бортовым соединителем 23, к которому может быть подсоединено буксировочное водило 18, снабженное электросистемой с источником питания и коммутирующими устройствами и способное подать сигнал на включение распределителя 11 при аварийной расстыковке с тягачом, и, таким образом, активировать торможение. А благодаря связи с КСС 14 электрогидравлический распределитель 11 может быть активирован по сигналу с НПУ 13.
Система торможения по настоящему изобретению может включать устройства контроля и сигнализации. На схеме показан пример размещения некоторых из них - это манометры 4 и светосигнализатор 12. Могут быть использованы и другие необходимые устройства.
В случае отказа основной системы применяют предлагаемую систему торможения. Также ее можно использовать для стояночного и аварийного торможения колес основных опор. Стояночное торможение активируется путем воздействия на рукоятку 8 механизма торможения 7, либо путем подачи дистанционного сигнала с НПУ 13. Аварийное торможение активируется путем подачи сигнала с НПУ 13 при отсутствии возможности иного торможения, либо путем подачи сигнала с буксировочного водила 18 в случае его непредвиденной (аварийной) расстыковки с тягачом.
Разработанное буксировочное водило 18 предназначено для ЛА, оснащенных предлагаемой системой аварийно-стояночного торможения. Как известно, водила содержат корпус, снабженный колесами с устройством подъема и средствами для сцепки с тягачом и летательным аппаратом. Так как при буксировке ЛА обесточивают его бортовую электросистему, то для выдачи активирующего распределитель 11 сигнала необходим другой источник питания. Для реализации торможения в случае аварийной расстыковки с тягачом, что может возникнуть, например, при превышении допустимого продольного усилия буксировки, водило 18 оснащено собственной электросистемой с источником питания в виде аккумуляторной батареи 17 и коммутирующими устройствами, которые включают, но не ограничиваются следующим: выключатель 20, концевой выключатель 21 среза болта 19 с механическим приводом, автомат защиты сети 22 и электрический соединитель (на фиг. не показан), обеспечивающий подключение к бортовому соединителю 23, благодаря чему электросистема водила выполнена с возможностью подсоединения к системе аварийно-стояночного торможения и выдачи сигнала при аварийной расстыковке.
При реализации системы аварийно-стояночного торможения и ее интеграции с системами ЛА были использованы также такие устройства, как блок реле 15, автомат защиты цепи 16, клапаны челночные 10 на основную систему торможения и т.д.
Можно выделить несколько режимов работы системы аварийно-стояночного торможения ЛА.
Режим ручного управления. Ручным насосом 3 создается давление в гидроаккумуляторе и контролируется по манометру 4. Для включения торможения рукоятка 8 механизма торможения 7 на борту ЛА переводится в крайнее положение и устанавливается на фиксатор. При перемещении рукоятки 8 обжимается шток редукционного клапана бив тормоза колес 24 из системы подачи гидравлической энергии поступает редуцированное давление, колеса затормаживаются. Для растормаживания рукоятка 8 возвращается в исходное положение.
Режим дистанционного управления. В случае необходимости включения торможения дистанционно, по команде оператора с НПУ 13 через радиоканал поступает сигнал на КСС 14, с которым связан электрогидравлический распределитель 11. По такому сигналу распределитель 11 открывается и соединяет гидравлический привод 9 с системой подачи гидравлической энергии. Гидравлический привод 9 воздействует на механизм торможения 7, который обжимает шток редукционного клапана 6, и в тормоза колес 24 поступает редуцированное давление, колеса затормаживаются.
При этом шток редукционного клапана 6 при управлении с НПУ 13 должен обжиматься меньше, чем при включении вручную стояночного торможения, так в тормоза колес поступает меньшее давление. Это необходимо для снижения вероятности юза колес при использовании торможения по сигналу с НПУ 13 в качестве аварийного.
Электрогидравлический распределитель 11 при снятии управляющего сигнала соединяет гидравлический привод 9 с линией слива гидросистемы, под действием пружин шток гидравлического привода 9, механизм торможения 7 и шток редукционного клапана 6 возвращаются в исходное положение, тормоза колес 24 соединяются с линией слива гидросистемы, колеса растормаживаются.
Буксировочный режим. Для буксировки ЛА к его передней опоре пристыковывается водило 18, электрический соединитель которого соединяется с бортовым соединителем 23. Если в процессе буксировки превышается усилие поворота или тянущее усилие, то разрушается срезной болт 19, и водило 18 отстыковывается от тягача. При этом срабатывает одно из коммутирующих устройств, например, концевой выключатель 21 с механическим приводом, который замыкает цепь и на борт ЛА поступает сигнал для включения электрогидравлического распределителя 11. Дальнейшее включение торможения происходит аналогично торможению по сигналу с НПУ 13 с тем различием, что электропитание на распределитель 11 поступает от источника питания 17, а не от бортовой электросети ЛА. Проверку работоспособности торможения по сигналу с водила можно осуществлять с помощью установленного на нем выключателя 20.
По результатам испытаний установлено, что система аварийно-стояночного торможения и буксировочное водило позволяют выполнить поставленную задачу, соответствуют техническим требованиям и их использование позволяет повысить надежность системы торможения, а также безопасность эксплуатации ЛА на стоянке и при рулении, разбеге, пробеге и буксировке.