Вертолет рудольфа гроховского
Изобретение относится к авиации, более конкретно - к вертолетам. Вертолет содержит тяговый двигатель и несущий винт с вертикальной осью, на вершине которой располагается четное количество, но не менее четырех лопастей. Вертолет также содержит соединительное устройство, выполняющее роль трансмиссии в режиме работы тягового двигателя, а в режиме работы стартовых двигателей - роль механизма обгонной муфты. Каждая вторая лопасть несущего винта имеет расчетно-укороченный размер габаритной длины и включает в свое устройство один или несколько элементарных работающих, например, на твердом топливе стартовых двигателей. Изобретение позволяет повысить безопасность при аварийной посадке вертолета. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области эксплуатации винтокрылых летательных аппаратов в экстремальной ситуации и предназначено для спасения жизни людей и сохранения авиационной техники в случае разрушения одного или нескольких лопастей несущего винта (винтов) или (и) остановки тягового двигателя (двигателей) или (и) выхода из строя (разрушения или остановки) рулевого (хвостового) винта в условиях воздушного полета или плоскостного маневрирования вертолета над землей.
В настоящее время возникновение одной из названных техногенных ситуаций даже на уровне взлетно-посадочной высоты заканчивается трагическим исходом.
На техническом уровне делаются поиски способов, направленные на предотвращение некоторых отдельных нештатных ситуаций, происходящих с вертолетами в воздушном пространстве (см., например, патент RU № 2266845, 27.12.2005).
Заявитель предлагает устройство, позволяющее пилоту в нештатной ситуации, приводящей к выходу из строя до половины всех лопастей несущего винта (винтов) и (или) остановки тягового двигателя (двигателей), получить шанс на управление аварийным спуском терпящего бедствие вертолета на землю и предотвратить тем самым гибель людей и уберечь вертолет от разрушения.
Сущностью заявляемого устройства вертолета с любым количеством несущих винтов, включающих любое четное, но не менее четырех количество лопастей, оборудованных элементарными отстреливающими устройствами, является то, что каждая вторая лопасть несущего винта (винтов) имеет относительно укороченный по длине размер, а область ее консоли оборудована одним (или несколькими) элементарными стартовыми двигателями, работающими, например, на твердом топливе.
Сущностью заявляемого устройства является то, что вертикальная ось (каждого) несущего винта вертолета оборудована тормозным устройством, включающим фрикционный элемент и передачу управления, соединенную с кабиной пилота.
Сущностью заявляемого устройства является то, что за тормозным устройством размещено переходное устройство, которое передает вращение вала тягового двигателя на вертикальную ось несущего винта и во время штатного полета вертолета работает в режиме трансмиссионного механизма, а в момент включения стартовых двигателей автоматически переходит на режим работы обгонной муфты.
Достоинством изобретения является то, что в экстремальных условиях заявляемое устройство вертолета создает его пилоту технический шанс на осуществление профессиональной, ориентированной в пространстве, мягкой посадки вертолета на землю в таких аварийных ситуациях, как: 1) саморазрушение лопасти, например, от «усталости» внутренней структуры ее композиционных и др. материалов, 2) разрушение лопасти от ударных динамических воздействий летящих навстречу предметов, 3) разрушение половины всех лопастей несущего винта (винтов) от прикосновения их консолей с наземными объектами во время маршрутного полета (опоры и линии электропередач), во время монтажных работ (стены строительных объектов), во время поисковых операций (выступы скал окружающих гор), 4) остановка (всех или одного) тягового двигателя, 5) остановка или разрушение рулевого (хвостового) винта, 6) одновременное разрушение части лопастей у одного или у всех несущих винтов с одновременным выходом из строя рулевого (хвостового) винта и одного или всех тяговых двигателей, терпящего бедствие вертолета.
На чертеже изображено заявляемое устройство в варианте с одним несущим винтом, включающим вертикальную ось 1, четыре лопасти с отстреливающими устройствами 2, из них две лопасти 3 включают номинальную длину, а две лопасти 4 - укороченную длину, консоли укороченных лопастей оборудованы стартовыми двигателями 5. Устройство включает один тяговый двигатель 6, тормозное устройство 7, переходное устройство 8 и рулевой (хвостовой) винт 9.
На фиг.1 изображено заявляемое устройство, вид сбоку.
На фиг.2 изображен вид устройства сверху.
Работает заявляемое устройство в каждой из перечисленных выше аварийных ситуациях следующим образом.
В момент разрушения одной из лопастей 3 или 4 несущего винта автоматически срабатывают два отстреливающие устройства 2, расположенные на поврежденной и противоположной к ней лопасти. С помощью выстрелов и центробежных сил, создаваемых несущим винтом вертолета, эти две лопасти (со скоростью выпущенного снаряда) разлетаются в диаметрально противоположных друг другу направлениях. Управляя аэродинамическим режимом оставшихся двух лопастей несущего винта, а также режимом работы рулевого винта 9 и оборотами тягового двигателя 6, пилот осуществляет управляемую мягкую посадку вертолета на землю.
В случае контакта консолей (удлиненных) лопастей 3 несущего винта с наземными препятствиями (опорами электропередач, стенами строений, выступами скальных пород и т.д.) эти лопасти автоматически отстреливаются. На оставшихся двух лопастях 4 пилот, управляя аэродинамическим режимом их работы (а также режимом работы рулевого винта) и оборотами тягового двигателя, осуществляет мягкую посадку вертолета на землю.
В случае остановки тягового двигателя 6 автоматически включаются стартовые двигатели 5, трансмиссионный механизм переходного устройства 8 автоматически отключается и переходное устройство начинает работать в режиме механизма обгонной муфты, после чего пилот, воздействуя через передачу управления на фрикционный элемент тормозного устройства 7, регулирует количество оборотов несущего винта и, управляя аэродинамическим режимом его лопастей, осуществляет управляемую мягкую посадку вертолета на землю.
В случае остановки или разрушения рулевого (хвостового) винта 9 автоматически включаются стартовые двигатели 5, переходное устройство 8 автоматически отключает трансмиссионный механизм, включает механизм обгонной муфты и пилот, воздействуя через передачу управления на фрикционный элемент тормозного устройства 7, регулируя количество оборотов несущего винта и управляя аэродинамическим режимом работы его лопастей, осуществляет мягкую посадку вертолета на землю. (При работе стартовых двигателей крутящий момент от работы несущего винта на корпус вертолета не передается.)
В случае разрушения одной или всех лопастей 3 несущего винта, выхода из строя рулевого винта и выхода из строя тягового двигателя все эти лопасти 3 несущего винта автоматически отстреливаются, автоматически включается в работу механизм обгонной муфты переходного устройства 8, автоматически включаются стартовые двигатели 5 и пилот, управляя аэродинамическим режимом работы (укороченных) лопастей 4, а также руководствуясь предыдущей схемой управления, осуществляет мягкую посадку вертолета на землю.
Точно таким же образом в вышеперечисленных аварийных ситуациях работает заявляемое устройство, выполненное в вариантах с любым количеством несущих винтов и тяговых двигателей.
Ориентировочные цена и масса заявляемого устройства составит не более 3-8 процентов от промышленной стоимости и конструктивной массы существующих на техническом уровне вертолетов.
1. Вертолет, включающий тяговый двигатель и несущий винт с вертикальной осью, на вершине которой располагается четное количество, но не менее четырех лопастей, оборудованных элементарными отстреливающими устройствами, отличающийся тем, что он содержит соединительное устройство, выполняющее роль трансмиссии в режиме работы тягового двигателя, а в режиме работы стартовых двигателей - роль механизма обгонной муфты, а каждая вторая лопасть несущего винта имеет расчетно-укороченный размер габаритной длины и включает в свое устройство один или несколько элементарных, работающих, например, на твердом топливе стартовых двигателей.
2. Вертолет по п.1, отличающийся тем, что вертикальная ось несущего винта оборудована тормозным устройством, включающим фрикционный механизм с передачей управления, имеющей соединение с кабиной пилота вертолета.
