АВИАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ ГРУЗА
AIRCRAFT DEVICE FOR EXTERNAL LOAD SUSPENSION

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, опубл. 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 US2012018569, опубл. 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, наиболее близкое к заявляемому изобретению (книга Вертолет МИ-8, 1970 г., рис. 178). 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 управлении 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 устройства для внешней подвески груза, в том числе обеспечивающего выполнение требования Авиационных правил АП-29 по установке резервной быстродействующей подсистемы аварийного сброса груза и снижение нагрузки на оператора.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, повышение надежности крепления груза к вертолету, повышение безопасности полета, упрощение конструкции подвески груза к вертолету, снижение нагрузки на персонал, расширение эксплуатационных возможностей, увеличение грузоподъемности вертолета.
Для достижения технического результата предлагается авиационное устройство для внешней подвески груза, состоящее из замка верхнего 1, который с помощью четырех подкосов 2 посредством карданов 3 подвешен к потолку 4 грузовой кабины 5, пропущенного через люк 17 центрального каната 12 с закрепленными к нему стропами 13, в соответствии с заявляемым изобретением отличающееся тем, что к потолку 4 фюзеляжа посредством карданов 3 закреплены четыре подкоса 2, к которым с помощью болтового соединения подвешен замок верхний 1, в который вставлен наконечник карданный 11 с закрепленным на нем центральным канатом 12, к которому присоединены стропы 13, заканчивающиеся скобами 14, замок верхний 1 содержит корпус 6, внутри которого расположены поворотные крюки 7, микровыключатель 9 и датчик 10, а на корпусе 6 размещен электромеханизм 8, в верхней части наконечник карданный 11 выполнен с круговой выемкой и грибообразной верхней частью, при этом крюки 7 в нижней части повторяют закругленную форму выемки наконечника 11.
Кроме того, к центральному канату 12 закреплены четыре стропы 13, заканчивающиеся четырьмя скобами 14, которые непосредственно подцепляют к грузу.
При этом длина подкосов 2 выбрана таким образом, что центр качания груза совпадает с центром тяжести вертолета.
Так же канат центральный 12 состоит из отдельных канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве.
Дополнительно стропа 13 состоит из отдельных канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве.
Кроме того, показания датчика 10 автоматически записываются в аварийный регистратор.
Причем центральный канат 12 и стропы 13 могут быть выполнены синтетическими ленточными.
Кроме того, в устройстве предусмотрен подтяг центрального каната 12, который осуществляется при помощи лебедки 21, которая размещена на полу грузовой кабины 5.
Использование замка верхнего 1, который с помощью четырех подкосов 2 посредством карданов 3 подвешен к потолку 4 грузовой кабины 5, пропущенного через люк 17 центрального каната 12 с закрепленными к нему стропами 13, заканчивающими скобами 14, направлено на повышение надежности и безопасности внешней подвески груза.
Применение замка верхнего 1, который содержит корпус 6, внутри которого расположены поворотные крюки 7, микровыключатель 9 и датчик 10, направлено на повышение надежности и безопасности внешней подвески груза и снижение нагрузки на оператора.
Использование каната 12 с закрепленными на нем четырьмя стропами 13, заканчивающимися четырьмя скобами 14, которые непосредственно подцепляют к грузу, повышает надежность крепления груза.
Выбор длины подкосов 2 таким образом, что центр качания груза совпадает с центром тяжести вертолета, обеспечивает повышение безопасности полета.
Выполнение центрального каната 12 и каждой стропы 13 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.
Предусмотренная возможность автоматически записывать показания датчика 10 в аварийный регистратор позволяет повысить безопасность полетов с грузом.
Обеспечение функции подтяга центрального каната 12, который осуществляется при помощи лебедки 21, размещенной на полу грузовой кабины 5, повышает удобство установки центрального каната в замок верхний 1 и снижает нагрузку на оператора.
Предлагаемое авиационное устройство для внешней подвески груза позволяет увеличить грузоподъемность вертолета с 2.5 т до 5 т, что расширяет область применения вертолета.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами:
фиг. 1 - общий вид внешней подвески;
фиг. 2 - замок верхний в разрезе;
фиг. 3 - центральный кабель-канат с нижним электрозамком;
фиг. 4 - система подтяга центрального каната к замку верхнему.
Авиационное устройство для внешней подвески груза (фиг.1) состоит из замка верхнего 1, который с помощью четырех подкосов 2 посредством карданов 3 подвешен к потолку 4 грузовой кабины 5.
Замок верхний 1 состоит из корпуса 6, внутри которого расположены поворотные крюки 7, поворот которых осуществляется при помощи электромеханизма 8, микровыключатель 9 и датчик 10 веса груза.
Наконечник карданный 11 с закрепленным к нему центральным канатом 12, стропами 13, заканчивающимися четырьмя скобами 14, непосредственно подцепляемых к грузу, вставляется снизу в замок верхний 1 (фиг.2), вместе с замком-сцепкой 15, который крепится сверху к наконечнику карданному 11. При этом поворотные крюки 7 раскрыты.
В верхней части наконечник карданный 11 выполнен с круговой выемкой и грибообразной верхней частью. При этом крюки 7 в нижней части повторяют закругленную форму выемки наконечника 11.
При заходе наконечника карданного 11 вместе с замком-сцепкой 15 внутрь замка верхнего 1, нажимается микровыключатель 9, который дает сигнал на закрытие крюков 7 замка верхнего, посредством электромеханизма 8, который поворачивает крюки 7. При этом нижняя часть крюков 7 входит в кругообразную выемку наконечника карданного 11 и зацепляется с выступающей частью грибообразной верхней части упомянутого наконечника 11. После чего, наконечник карданный 11 опускается и повисает на крюках 7 (фиг.2).
Для безопасности оператора в процессе работы с устройством внешней подвески груза вокруг открытого люка 17 установлено ограждение 18, которое убирается в походное положение, когда внешняя подвеска не используется в полете.
На внешней подвеске (фиг.3) вместо центрального каната 12 установлен кабель-канат 19, на котором закреплен нижний электрозамок 20.
Для удобства установки наконечника карданного 11 в замок верхний 1, а также для подсоединения каната центрального на режиме висения, предусмотрен подтяг центрального каната 12 (фиг.4), который осуществляется при помощи лебедки 21, которая размещена на полу грузовой кабины 5. Лебедка 21 включается на выпуск каната, и канат 22 лебедки 21 через ролик 23 пропускается внутри замка верхнего 1, выпускается наружу вертолета и соединяется с наконечником карданным 11 при помощи замка-сцепки 15. После этого, лебедка 21 включается на уборку каната 12, и канат центральный 12 втягивается в замок верхний 1.
Длина центрального каната 12 предварительно выбирается из условий полета и особенностей груза. Канат центральный 12 состоит из отдельных канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве.
Длина строп 13 выбирается в зависимости от конфигурации и габаритов груза. Каждая стропа 13 состоит из отдельных канатов разной длины, которые могут соединяться в любой комбинации и в любом количестве.
Перевозка грузов на внешней подвеске осуществляется следующим образом.
Вокруг люка 17 в полу грузовой кабины устанавливается ограждение 18. Центральный канат 12 вместе со стропами 13 при помощи скоб 14 закрепляется на перевозимом грузе.
Затем центральный канат 12 посредством наконечника карданного 11 с помощью лебедки 21 устанавливается в замок верхний 1. Внешняя подвеска готова для перевозки груза.
Перед началом перевозки груза обязательно осуществляется контроль веса груза по показаниям датчика 10 веса груза, который расположен в замке верхнем 1.
После доставки груза на место пилот устанавливает его на землю, стропы 13 при этом ослабляются, и при помощи кнопки «Тактический сброс груза» подает электрический сигнал на открытие замка верхнего 1 или на открытие нижнего электрозамка 20 в зависимости от варианта исполнения подвески. В первом случае открывается замок верхний 1, и центральный канат 12 вместе со стропами 13 отсоединяются от него. Во втором случае открывается нижний электрозамок 20, и отсоединяются только стропы 13, а кабель-канат 19 остается на вертолете.
С целью реализации требования Авиационных правил (параграф 29.865 п. (b) (2) о необходимости наличия резервной быстродействующей подсистемы аварийного сброса груза, на замке верхнем 1 установлена ручка аварийного сброса груза 24, с помощью которой можно открыть замок верхний вручную в случае отказа электропитания.
Таким образом, конструкция внешней подвески имеет несколько вариантов исполнения: в первом варианте канаты центральные 12 и стропы 13 могут быть стальные, во втором - синтетические ленточные, в третьем - вместо каната центрального 12 может быть установлен канат-кабель 19, к которому крепится нижний электрозамок 20, с помощью которого можно осуществлять тактический сброс груза, при этом канат-кабель 19 остается на вертолете.
Использование синтетических канатов является приоритетным, так как намного повышается комфорт и удобство пользования ими.
Так как замок верхний 1 расположен внутри грузовой кабины 5, он не подвергается воздействию негативных факторов окружающей среды, нет необходимости уборки его в походное положение перед посадкой вертолета, исключена возможность повреждения 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 полетов внутри замка верхнего 1 установлен датчик веса груза 10, показания которого выводятся на доску приборов пилота, а также записываются в аварийный регистратор.
Для удобства подцепки центрального каната 12 к замку верхнему 1 предусмотрен подтяг центрального каната с помощью лебедки 21, предназначенной для закатки колесных грузов в грузовую кабину 5.