Энергопоглощающее устройство, преимущественно для кресел самолётов и вертолётов

Область техники
Полезная модель относится к области авиастроения, более конкретно к энергопоглощающим устройствам, применяемым, преимущественно, для кресел самолетов и вертолетов, и может быть использовано для повышения их надежности.
Уровень техники
Известно «Сиденье самолета с энергопоглощающими элементами» по патенту GB 2397865, кл. 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 энергопоглощающие 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 стойке 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, установленного на вертикальных стойках, с 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 энергопоглощение.
Недостатком данного изобретения является повышенная металлоемкость и низкая надежность энергопоглощающего устройства, особенно при воздействии на кресло боковых нагрузок.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является энергопоглощающее кресло летательного аппарата по патенту RU 2500582. Согласно изобретению, энергопоглощающее кресло летательного аппарата содержит каркас, выполненный в виде стоек, чашку кресла, узлы подвески и энергопоглощающее устройство.
Энергопоглощающее устройство включает корпус с установленной в нем изогнутой пластиной и выполнено в виде коробчатой детали, снабженной пазами под направляющие стоек, проушинами для крепления на стойках каркаса, нишей для установки пластины. Другим концом пластина закреплена на узле подвески. Узлы подвески выполнены в виде ползунов, подвижно установленных в направляющих стоек.
Пазы выполнены на стенах корпуса. Ниша снабжена упором, в который одним концом упирается изогнутая U-образная пластина. Другой конец пластины закреплен винтами на нижнем ползуне. Корпус энергопоглощающего устройства жестко установлен на стойках при помощи проушин. Верхний и нижний ползуны установлены подвижно в направляющих стоек, при этом жестко закреплены на чашке кресла одноосевыми шарнирами.
Недостатками данного технического решения являются низкая надежность конструкции энергопоглощающего механизма, ненадежный способ крепления, ненадежность крепления ленты за счет использования резьбового соединения и быстрое изнашивание энергопоглощающего механизма.
Сущность полезной модели
Задачей настоящей предлагаемой полезной модели является разработка энергопоглощающего устройства, преимущественно для кресел самолетов и вертолетов, обладающего повышенной надежностью.
Кроме того, конструкция энергопоглощающего устройства должна обеспечить его бесперебойную работу при воздействии на ЛА высоких эксплуатационных нагрузок.
Поставленная задача достигается тем, что в энергопоглощающем устройстве, преимущественно для кресел самолетов и вертолетов, устанавливаемом на авиационное кресло, содержащем каркас, выполненный в виде стоек, чашки кресла, узлов подвески, выполненных в виде кронштейнов крепления, и содержащем контейнер энергопоглощающего устройства, расположенный в нем энергопоглощающий элемент, выполненный из листа нержавеющей стали U-образной формы, один конец которого упирается в контейнер, а другой связан с кронштейном крепления, лента выполнена с петлей с дополнительным отгибом и закреплена на нижнем кронштейне крепления чаши кресла с помощью прижима и винтов, при этом в петлю элемента установлен фиксатор.
Такая конструкция контейнера энергопоглощающего устройства позволяет повысить надежность работы энергопоглощающего механизма.
Кроме того, фиксация ленты в узле энергопоглощающего элемента осуществляется при помощи прижима, установленного на стойке кресла при помощи винтов. Такое выполнение крепления ленты в узле энергопоглощающего элемента позволяет повысить усталостную прочность и надежность крепления ленты в эксплуатации за счет исключения резьбового крепления винтами и отверстий для них.
Перечень чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, на которых:
Фиг. 1 показывает вид на стойку каркаса кресла сбоку, при снятой чашке кресла;
Фиг. 2 показывает нижний кронштейн крепления чаши кресла с энергопоглощающим устройством.
Осуществление полезной модели
Энергопоглощающее кресло летательного аппарата содержит каркас, выполненный в виде стоек 1-а, 1-б (Фиг. 1), чашку кресла (на чертеже не показана), узлы подвески, выполненные в виде кронштейнов крепления, и энергопоглощающее устройство. Кронштейны крепления 2, 3 (Фиг. 1) выполнены в виде ползунов, подвижно установленных в направляющих стоек. Стойки снабжены направляющими с жестко установленным в каждом из них энергопоглощающим устройством.
Энергопоглощающее устройство включает контейнер 4 (Фиг. 1, 2), выполненный из стали 30 ХГСА с антикоррозионным покрытием. Контейнер 4 представляет собой скобу, которая охватывает направляющую поверхность стойки. В верхней части контейнер имеет проушины и через них шарнирно закреплен на стойке с помощью оси 5 (Фиг. 2). Ось фиксируется шайбой.
Внутри контейнера установлен энергопоглощающий элемент 6 (Фиг. 2). Он выполнен из листа нержавеющей стали толщиной 1,5 мм. Элемент имеет U-образную форму, один конец которого зафиксирован на нижнем кронштейне крепления. Свободный конец в свою очередь упирается в контейнер.
На зафиксированном конце лента выполнена с петлей с дополнительным отгибом и закреплена на нижний кронштейн крепления 3 (Фиг. 1, 2) чаши кресла с помощью прижима 7 (Фиг. 2) и двух винтов, при этом в петлю элемента установлен фиксатор 8 (Фиг. 2).
Работа энергопоглощающего элемента кресла вертолетного осуществляется следующим образом.
При аварийной посадке инерциальная нагрузка от сидящего человека воспринимается чашей кресла и через болты крепления чаши передается на верхние и нижние кронштейны крепления. Кронштейны начинают скользить по направляющей поверхности вниз, при этом лента вытягивается из контейнера и за счет деформации уменьшает нагрузку на кресло и человека.
За счет того, что контейнер закреплен на стойке, и паз, в котором уложен энергопоглощающий элемент, не дает ему изгибаться, происходит пластическая деформация элемента и соответственно гашение энергии удара.