Поплавок постоянного давления системы аварийного приводнения летательного аппарата

Поплавок постоянного давления системы аварийного приводнения летательного аппарата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к авиации, в частности к системам спасения летательных аппаратов при их аварийной посадке на воду, а именно к устройству поплавков, предназначенных для создания плавучести, достаточной для поддержания летательного аппарата, например вертолета, на поверхности воды.

Система спасения летательного аппарата может содержать две и более пар надувных поплавков, внутренний объем которых разделен на секции эластичными герметичными перегородками. Перегородки в случае разгерметизации одной из секций выгибаются, частично восполняя потерянный объем и позволяя тем самым обеспечить безопасный уровень плавучести поплавка. Наполнение поплавков производится от системы сжатого газа, содержащей баллоны высокого давления с зарядно-выпускными блоками, которые соединены трубопроводами с каждой секцией поплавков.

Известны системы спасения летательных аппаратов при их аварийной посадке на воду, включающие надувные поплавки (патенты: США №3004737, 244-102, 1962 г., ФРГ №3812702, МКИ В64С 25/56, 1989 г., Франции №245546, МКИ В64С 25/56, 1981 г.; патенты России №2001843, МКИ B64D 1/00, 1992 г., №2130405 МКИ В64С 25/56 1997 г., №2123454 МКИ В64С 25/54 1997 г., №2120886 МКИ В64С 25/56 1996 г., №2191139 МКИ В64С 27, В64С 25/56, В64С 25/54 1997 г.).

По технической сущности патент России №2001843, МКИ B64D 1/00 1992 г. (Фиг. 8 позиции 42, 43) выбран в качестве наиболее близкого прототипа.

Общий недостаток устройства поплавков прототипа и поплавков, описанных в других названных патентах, заключается в том, что при выгибании эластичной перегородки в сторону разгерметизированного объема в оставшихся рабочих секциях поплавка существенно падает давление газа. Чем выше степень восполнения объема разгерметизированной секции, тем больше падение давления в оставшихся рабочих секциях, причем наиболее сильное падение давления газа будет в крайних секциях, т.к. процесс восполнения сопровождается увеличением объема только одной рабочей секции.

Факт падения давления газа в оставшихся рабочих секциях поплавка вынуждает вводить в техническое задание на разработку системы требование о минимальном давлении газа в поплавке, которое необходимо обеспечить в случае разгерметизации одной из его секций. Данное требование, например, при степени восполнения объема Δ=1/3 приводит к росту начального избыточного давления в поплавке в 5 раз, а также увеличивает потребный объем аккумуляторов давления на 25%, что по совокупности определяет рост избыточной массы составляющих элементов всей системы аварийного приводнения и снижает ее надежность.

Задачей изобретения является повышение надежности поплавков и обеспечение минимальной массы системы спасения летательных аппаратов при их аварийном приводнении.

Задача изобретения решается тем, что предложено использовать поплавки постоянного давления, которые в случае разгерметизации одной из секций сохраняют рабочее давление газа в оставшихся рабочих секциях.

Полученный технический результат характеризуется следующими существенными признаками:

- с целью сохранения давления газа в поплавке постоянным при разгерметизации одной из секций объемы восполнения, образуемые контуром двухстороннего прогиба внутренних межсекционных перегородок, выделены в отдельные внутренние объемы восполнения, снабженные возможностью наполнения газом одновременно с наполнением всех секций поплавка.

- с целью обеспечения перепада давления между внутренними объемами восполнения и объемами секций достаточного для придания напряженного состояния оболочке объема восполнения, зарядные клапаны каждой секции поплавка снабжены дросселями заданного сопротивления.

На Фиг. 1 показана схема поплавка, состоящего из двух секций и одного внутреннего объема восполнения.

На Фиг. 2 показана схема поплавка, состоящего из трех секций и двух внутренних объемов восполнения.

Устройство поплавка постоянного давления по Фиг. 1, 2 включает:

Оболочку поплавка (1) заданной формы (например, шар, цилиндр или усеченный конус со сферическими или эллиптическим торцами). Левую крайнюю (2), правую крайнюю (3) и среднюю (10) секции поплавка. Выделенные внутренние объемы восполнения (4) с поверхностями перегородок (5) и (6). Впускные клапаны (7) секций (2), (3), (10) поплавка с дросселями (8). Впускные клапаны (9) объемов восполнения (4)

V₁, V₂ и V₃ - соответственно объемы левой крайней, правой крайней и средней секций.

ΔV₂+ΔV₁ - объем восполнения 2-х секционного поплавка.

ΔV₃₂+ΔV₁ и ΔV₃₂+ΔV₁ - объемы восполнения 3-х секционного поплавка.

PV - давление и объем наполнения поплавка.

Устройство поплавка постоянного давления работает следующим образом (Фиг. 1, 2):

В известных поплавках с перегородкой между секциями разгерметизация одной из секций приводит к выдавливанию перегородки давлением герметичных секций в сторону разгерметизированной. Например, на Фиг. 1 разгерметизация секции (3) привела бы к выдавливанию перегородки в положение поверхности (6), а разгерметизация секции (2) к выдавливанию перегородки в положение поверхности (5). Объединив поверхности (5) и (6), получаем общие изолированные внутренние объемы восполнения ΔV₂+ΔV₁ (по Фиг. 1) и ΔV₃₂+ΔV₁ и ΔV₃₂+ΔV₁ (по Фиг. 2). Эти объемы можно наполнять газом одновременно с наполнением объемов секций (2) (3) и (10).

Таким образом, принцип работы поплавка (1) с постоянным рабочим давлением основан на том, что объемы восполнения (4) (Фиг 1, 2), предусмотренные для случая разгерметизации секции V₁ или V₂ или V₃, заполняются и принимают нужную форму заранее в процессе наполнения поплавка газом от аккумуляторов давления. В результате при разгерметизации любой из секций поплавка давление в оставшихся рабочих секциях практически не изменится и будет близко к начальному, т.к. объем восполнения своей формой постоянно сохраняет необходимую конфигурацию поплавка, которую он должен иметь при потере герметичности одной из секций.

Чтобы поверхности (5) и (6) объемов восполнения (4) после полного раскрытия поплавка (1) имели некоторое натяжение, в схемы поплавков (Фиг. 1, 2) включены дроссели (8), которые в процессе наполнения поплавка своим заданным сопротивлением потоку газа создают небольшой перепад давления между объемами секций V₁ (2), V₂ (3), V₃ (10) и объемами восполнения (4).

В 2-х секционном поплавке (Фиг. 1) достаточно иметь один внутренний объем восполнения (4). В 3-х секционном поплавке (Фиг. 2) - два внутренних объема (4). В 4-х секционном - три внутренних объема и т.д.

Предложенное устройство поплавка постоянного давления позволило:

- обеспечить постоянство давление газа в поплавке при разгерметизации одной секции;

- устранить необходимость увеличения начального избыточного давления газа в поплавке, сохранив его потребное значение на уровне начального;

- предотвратить излишнее увеличение массы всей системы;

- повысить надежность и безопасность поплавка при посадке аппарата на воду.

Положительный эффект от применения предлагаемого изобретения подтвержден результатами автономных испытаний полноразмерного макета поплавка системы аварийного приводнения вертолета.

1. Поплавок постоянного давления системы аварийного приводнения летательного аппарата, содержащий оболочку заданного объема, разделенную внутренними эластичными перегородками на две или более секций, предохранительные и зарядные клапаны в каждой секции и элементы крепления поплавка, отличающийся тем, что с целью сохранения давления газа в поплавке постоянным при разгерметизации одной из секций объемы восполнения, образуемые контуром двухстороннего прогиба внутренних межсекционных перегородок, выделены в отдельные внутренние объемы восполнения, снабженные возможностью наполнения газом одновременно с наполнением всех секций поплавка.

2. Поплавок постоянного давления системы аварийного приводнения летательного аппарата по п. 1, отличающийся тем, что с целью обеспечения перепада давления между внутренними объемами восполнения и объемами секций, достаточного для придания напряженного состояния оболочке объема восполнения, зарядные клапаны каждой секции поплавка снабжены дросселями заданного сопротивления.