Система аварийной посадки
Изобретение относится к авиации, в частности к устройствам, обеспечивающим посадку самолетов. Система представляет собой две стойки высотой более длины самолета от хвоста до передней стойки шасси. Между стойками имеются один или нескольких канатов, тросов, цепей и/или сеть. Данное техническое решение системы аварийной посадки позволяет произвести посадку самолета в аварийной ситуации. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Система аварийной посадки /далее САП/ относится к авиации и предназначена для аварийной посадки самолетов, имеющих тяговооруженность более 1,0 и управляемый вектор тяги.
Известны системы аварийной посадки, представляющие собой как правило сеть или ленты, укрепленные на двух тросах, снабженных тормозным устройством, или натянутый у земли трос с тормозными устройствами, при этом в задней нижней части самолета имеется крюк. См., например, Большая Советская Энциклопедия, том "А", стр.438, статья "Аэрофинишер".
Однако эти системы не обеспечивают возможность посадки самолета с поврежденными шасси или при отсутствии крыльев /их сброс во время полета предусмотрен отдельно поданной заявкой на изобретение "Система спасения самолетов"/.
Предлагаемая система может иметь несколько конструктивных вариантов.
Вариант 1. Простейший вариант представляет собой две стойки /столба/ высотой примерно с длину самолета, с натянутым с провисом канатом, тросом или цепью /далее "канат"/ между их вершинами.
Самолет в режиме вертикального висения "хвостом вниз" медленно приближается к канату и повисает на нем передней стойкой шасси. Основные стойки шасси при этом лучше не выпускать, даже если они исправны.
Вариант 2. Более усовершенствованный вариант может иметь еще один или несколько канатов на разных высотах или сеть между стойками, причем нижние канаты или сеть внизу натянуты сильнее. Если система рассчитана на один тип самолета, то достаточно одного дополнительного каната на уровне центра тяжести висящего самолета.
Это нужно для того, чтобы самолет, коснувшись каната фюзеляжем, не отклонился от вертикального положения в "обратную сторону" и не отлетел от стоек. Коснувшись же сначала более натянутых нижних канатов или сети, самолет отклонится от вертикального положения так, что надежно ляжет на основной /верхний/ канат.
При достаточной высоте стоек самолет может повиснуть не на верхнем, а на втором или третьем сверху канате, поэтому они должны быть достаточной прочности и натянуты чем ниже, тем сильнее.
Нагрузка на стойки может достигать веса самолета, поэтому их конструкция должна это предусматривать. При креплении стоек поперечными оттяжками нагрузка на стойки увеличится. Продольные оттяжки лучше не применять - они будут мешать крыльям самолета.
Нагрузка на канат может превышать вес самолета, поэтому провис нельзя выбирать слишком маленьким.
Для облегчения летчику пилотирования при приближении к стойкам около них следует термостойким материалом обозначить на бетоне перпендикулярно канату линию с делениями: 20, 15, 10, 5 метров.
Более совершенные варианты системы призваны обеспечить принудительное приближение самолета к канату.
Вариант 3. Для этого имеются дополнительные стойки, шарнирно закрепленные на земле. Между ними также натянут канат. Канат должен быть из термостойкого материала /например, пучок мелких мелкозвенчатых цепей/ или должен быть закрыт на земле жаростойкими створками.
Когда самолет приблизится к канату на несколько метров, дополнительные стойки через шкивы, установленные на основных стойках, поднимаются жаростойкими тросами. Самолет оказывается в рамке между двумя канатами и двумя тросами и принудительно прижимается к основному канату.
Прочность дополнительных стоек может быть гораздо меньше, чем основных.
Чтобы не повредить крылья самолета, дополнительные стойки могут иметь вогнутую или угловую форму в виде сбоку. А чтобы такие стойки в положении "на земле" не мешали подлету самолета, они могут иметь один или несколько шарниров ограниченной подвижности.
Вариант 4. С этой же целью на вершине каждой основной стойки, но на разной высоте или под разным углом могут иметься два рычага с тросовым или надувным ограждением /возможно - с обоих сторон/. Длина рычагов должна быть больше половины расстояния между стойками, например равна этому расстоянию.
При приближении самолета к канату рычаги поворачиваются каким-либо механизмом /например, пружинным с обгонной муфтой и демпфером/ и прижимают самолет к канату.
Для того чтобы канат фиксировался на стойке шасси ближе к ее основанию, на задней поверхности стойки шасси может иметься выступ.
Для возможности такой аварийной посадки при поврежденной носовой стойке шасси на самолете может иметься один или два силовых пилона, выполняющих роль крюка. Лучше - убираемых в полете. На крюк, установленный на верхней части фюзеляжа перед или после кабины, летчику сажать самолет визуально удобнее, хотя и опаснее.
Маневр достаточно сложен и, чтобы облегчить его, на самолете может иметься лазерный, радио- или ультразвуковой дальномер, направленный назад и выполняющий роль высотомера в режиме вертикального висения.
А также может иметься автоматический регулятор поддержания заданной высоты вертикального висения.
Для выполнения функций радиопередатчика и радиоприемника радиодальномера может быть использована штатная радиоэлектронная аппаратура, например система опознавания, система оповещения об облучении, бортовая радиостанция, радиокомпас, радиолокатор с другой /задней/ антеной, другим масштабированием и в другом режиме мощности. В последнем случае задний дальномер с соответствующим масштабированием может использоваться и как задний радиолокатор предупреждения о приближении противника сзади. Или задний радиолокатор может использоваться как посадочный высотомер.
Еще более облегчить задачу летчика может система поддержания вертикального положения, точнее - система автоматического регулирования тангажа и направления в режиме вертикального висения. При отпущенном управлении система регулирует направление результирующего вектора так, чтобы точка приложения вектора находилась точно под центром тяжести и линия вектора проходила через него. Отклоняя ручку управления, являющуюся и данном случае задатчиком автоматического регулятора, летчик задает нужный наклон указанной вертикальной оси, и самолет начинает скользить в нужную сторону.
Для использования в системе поддержания вертикального положения в качестве датчиков могут быть применены имеющиеся на самолете гироскопы "авиагоризонта" и гирокомпаса.
Автоматические регуляторы обеих систем автоматического регулирования весят всего несколько десятков граммов и не увеличат существенно вес самолета.
Для тренировки летчиков следует изготовить дешевый тренажер в виде легкой вертикальной балки длиной, равной расстоянию от сопла самолета до его кабины. На верху балки имеется сиденье с имитацией кабины, а внизу - турбовинтовой или поршневой двигатель с толкающим соосным винтом в кольце и аэродинамическими /газовыми/ рулями. Тяга винтов должна быть несколько больше веса балки с пилотом, т.е. примерно 300-500 кГ, и соответственно мощность двигателя 80-100 л.с., а диаметр винта - 5-4 метра.
Балка подвешивается на тросе выше основных стоек /можно укрепить дополнительные тренировочные стойки на вершинах основных стоек/, что исключает возможность аварии.
Чтобы неопытный летчик не "взмыл" на этой балке выше стоек, тренажер может иметь блокировку по максимальной высоте подъема, для чего балка может быть привязана и к земле /лучше цепью/. Или может иметь тонкий тросик с амортизатором, воздействующий на систему подачи топлива /уменьшающий ее при натяжении/.
Для уменьшения веса тренажера и исключения пожара топливо для двигателя может подаваться сверху по шлангу.
САП может пригодиться и для посадки совершенно исправных самолетов. Допустим, после вылета авиасоединение возвращается на аэродром, а взлетно-посадочная полоса приведена в негодность /землетрясение, бомбежка/ и на запасном аэродроме тоже. В этом случае при наличии достаточного количества САП все самолеты могут временно приземлиться на САП-ы. Причем с увеличением количества посадочных мест стоимость одного места уменьшается. Например для 20 самолетов потребуется 21 стойка, а не 40, так как их можно выстроить цепочкой. А если кольцом, то только 20.
Более того, при половинной дозаправке и принятии частичного боекомплекта /чтобы тяговооруженность осталась более 1,0/ самолет сможет взлететь с САП и совершить следующий полет.
На фиг.1 изображена система в виде сбоку, на фиг.2 - в виде сверху предлагаемая система.
Вариант 3, где: 1 - стойки /видна только одна/, 2 - канат между ними, 3 - дополнительные стойки /пунктиром показаны в полуподнятом положении/, между концами которых имеется дополнительный канат 4, дополнительные стойки поднимаются тросами 5. Стойки 1 могут иметь поперечные растяжки 6. Дополнительные стойки могут иметь угловую форму или быть составными с помощью шарнира 7 с ограниченной подвижностью.
На фиг.3, 4 изображена в виде сбоку и спереди система по варианту 4. На конце каждой стойки 1 имеется рычаг 8 с противовесом 9. Рычаг может поворачиваться на шарнирах 10 вокруг вертикальной оси /механизм не показан/.
Работает система на фиг.1, 2 так: при подлете самолета в режиме висения хвостом вниз к канату 2 стойки 3 с помощью тросов 5 поднимаются, прогибаясь в шарнире 7, и прижимают самолет дополнительным канатом 4 к основному. Летчик уменьшает тягу, и самолет повисает на канате 2 передней стойкой шасси или силовым пилоном.
Система на фиг.3, 4 работает так: при приближении самолета к канату 2 рычаги 8 поворачиваются и подталкивают самолет к канату 2. Далее аналогично САП на фиг.1, 2.
1. Система аварийной посадки самолета, содержащая две стойки, отличающаяся тем, что стойки выполнены высотой более длины самолета от хвоста до передней стойки шасси, и между ними имеются один или нескольких канатов, тросов, цепей и/или сеть.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что имеет еще две стойки, шарнирно закрепленные на земле с возможностью подъема в вертикальное положение, и между ними имеется один или несколько канатов, тросов, цепей и/или сеть, закрытых в наземном положении жаропрочными створками.
3. Система по п.2, отличающаяся тем, что стойки имеют один или несколько шарниров ограниченной подвижности.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что на стойках имеются на разной высоте поворотные рычаги с тросовым, или надувным, или эластичным ограждением.
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что на самолете имеются один или два пилона-крюка.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что на самолете имеется направленный назад лазерный, радио- или ультразвуковой дальномер и система автоматического поддержания высоты висения самолета.
7. Система по п.6, отличающаяся тем, что для выполнения функций дальномера используются имеющиеся на самолете штатные радиопередатчик и радиоприемник.
8. Система по п.1, отличающаяся тем, что на самолете имеется система автоматического регулирования вертикального положения фюзеляжа, причем в ней применены гироскопы авиагоризонта и гирокомпаса.
