RU2731828C1 - System to ensure safe landing of helicopters in case of accident - Google Patents

Abstract

FIELD: aviation.SUBSTANCE: invention relates to the field of aviation, in particular to emergency systems, which make emergency landing of helicopters with idle main engine. Helicopter safe landing system in case of accident comprises spare pneumatic motor to drive main propeller at its stop, high-pressure air receiver for operation of a reserve air motor after an accident, reservoirs in which chemical reactions take place with high release of gas to replenish high pressure in the receiver through pipelines connecting the receiver to the tanks. Air actuator is made of high-strength plastic. Receiver and tanks are located in hollows of helicopter body or their functions perform hollow parts of helicopter or hollow skin. Pneumatic motor operation duration is ensured not so much by high-pressure air supply in the receiver as by the possibility of its replenishment from gas release during chemical reaction and supply to the receiver.EFFECT: provides safe landing of helicopter in case of engine failure.1 cl

Description

Изобретение относится к вертолетостроению, точнее к безопасным способам полетов.The invention relates to helicopter engineering, more precisely to safe flight methods.

В настоящее время вертолеты жестко приземляются, если авария произошла по причине:Currently, helicopters land hard if an accident occurs due to:

1. Столкновение с препятствием.1. Collision with an obstacle.

2. Ошибка управления.2. Management error.

3. Остановка двигателя.3. Stopping the engine.

Перспективные способы для безопасного приземления вертолетов при аварии предусматривают использовать парашют или запасной двигатель.Promising methods for the safe landing of helicopters in an accident involve the use of a parachute or a spare engine.

Использование парашюта, патент №RU 2284284Using a parachute, patent number RU 2284284

Оригинальное расположение парашюта в пустотелом валу винта вертолета в совокупности с реактивными двигателями торможения, расположенными на днище, должны обеспечить безопасную посадку при аварии. Однако это изобретение и другие, которые используют парашютную систему для безопасного приземления при аварии, не решают полностью проблему. При малых высотах парашют, имеющий для этих целей большие грузоподъемность и объем в сложенном положении, не успеет раскрыться, а инерционное, хаотично - колебательное движение вертолета по пути следования, не даст полноценно сработать реактивной системе торможения.The original location of the parachute in the hollow shaft of the helicopter rotor, in conjunction with the jet braking engines located on the bottom, should ensure a safe landing in an accident. However, this invention and others that use a parachute system to safely land in an accident do not completely solve the problem. At low altitudes, the parachute, which for these purposes has a large carrying capacity and volume in the folded position, will not have time to open, and the inertial, chaotic oscillatory motion of the helicopter along the route will not allow the reactive braking system to fully operate.

Эти причины не позволяют, в большинстве случаев, при многообразии причин и условий аварии вертолетов, которые обычно случаются на малых высотах и большой скорости движения по маршруту следования, применять эффективно парашютную систему безопасного приземления при аварии.These reasons do not allow, in most cases, with a variety of causes and conditions of a helicopter accident, which usually occur at low altitudes and high speed along the route, to use an effective parachute system for safe landing in an accident.

Если вертолет при аварии приводнился, то аварийный вертолет спасать не имеет смысла - надо иметь спасательную систему для экипажа и пассажиров.If the helicopter splashed down during the accident, then it makes no sense to rescue the emergency helicopter - you need to have a rescue system for the crew and passengers.

Использование дополнительных, запасных, аварийных двигателей.Use of additional, spare, emergency engines.

Аварийные двигатели, применяемые для привода винта при остановке основного двигателя, должны отвечать условиям, а именно:Emergency motors used to drive the propeller when the main engine is stopped must meet the conditions, namely:

1. Должны запускаться и выходить на рабочий режим почти мгновенно.1. Should start up and go to operating mode almost instantly.

2. Иметь маленький вес и большую мощность.2. Have low weight and high power.

Этим условиям удовлетворяет система безопасного приземления при аварии вертолета, предложенная в патенте №RU 2313476, где твердотопливные ракетные двигатели с тягой в разные стороны установлены на концах лопастей винта в плоскости и по касательной к окружности вращения. Твердотопливные ракетные двигатели быстро включаются и сразу выходят на рабочий режим.These conditions are met by the safe landing system in a helicopter accident, proposed in patent No. RU 2313476, where solid-propellant rocket motors with thrust in different directions are installed at the ends of the propeller blades in the plane and tangentially to the circle of rotation. Solid-propellant rocket engines quickly turn on and immediately go into operation.

Однако, конструкция обгонной муфты, обеспечивающая определенное количество оборотов винта, очень сложна, дорогая в исполнении и эксплуатации, не надежна при работе в экстремальных условиях. Нельзя рассчитать продолжительность работы ракетных двигателей. Твердого топлива в двигателях может оказаться мало или много, а процесс работы твердотопливных ракетных двигателей продолжается до полного его выгорания, что приведет к не полному приземлению или к хаотичным не предсказуемым движениям вертолета после приземления. Это может привести к гибели экипажа и пассажиров, возгоранию топлива вертолета, что крайне ограничивает этот метод в применении. Кроме того, ракетные двигатели, расположенные на основном винте, нарушают его аэродинамические характеристики.However, the design of the overrunning clutch, which provides a certain number of rotor revolutions, is very complex, expensive to design and operate, and not reliable when working in extreme conditions. The duration of the rocket motors cannot be calculated. There may be little or a lot of solid fuel in the engines, and the process of operation of solid-propellant rocket engines continues until it burns out completely, which will lead to an incomplete landing or to chaotic unpredictable movements of the helicopter after landing. This can lead to the death of the crew and passengers, ignition of the helicopter fuel, which extremely restricts this method in application. In addition, rocket engines located on the main propeller violate its aerodynamic characteristics.

Предлагаемый «Способ безопасного приземления вертолетов при аварии», далее по тексту «Аварийное приземление», подразумевает установку на вертолете аварийного пневмодвигателя, который включается пилотом во время или при признаках аварии.The proposed "Method for the safe landing of helicopters in an accident", hereinafter referred to as "Emergency landing", implies the installation of an emergency pneumatic motor on the helicopter, which is turned on by the pilot during or in case of signs of an accident.

Пневмодвигатели при маленьком весе и габаритах имеют большую мощность. Однако, самый главный аргумент установки пневмодвигателя для этих целей, что он быстро включается и выходит на рабочий режим.Pneumatic motors with low weight and dimensions have high power. However, the most important argument for installing an air motor for these purposes is that it quickly turns on and goes into operation.

Суть «Аварийного приземления» заключается в следующем:The essence of "Emergency Landing" is as follows:

1. Пневмодвигатель для «Аварийного приземления» устанавливается как дублирующий двигатель для краткосрочного включения при аварии.1. The air motor for "Emergency Landing" is installed as a backup motor for short-term activation in case of an emergency.

2. Мощность дублирующего двигателя намного меньше основного.2. The power of the backup motor is much less than the main one.

3. Так как аварийный двигатель предназначен для краткосрочного включения, то материал его корпуса и составляющих деталей - термическая высокопрочная пластмасса. Функция этого двигателя такая же, как подушки безопасности у автомобиля, после восстановительного ремонта вертолета устанавливается новый аварийный пневмодвигатель.3. Since the emergency engine is intended for short-term switching on, the material of its body and its constituent parts is thermal high-strength plastic. The function of this engine is the same as the airbags of a car, after the helicopter refurbishment, a new emergency air motor is installed.

4. Ресивер воздуха высокого давления для обеспечения работы пневмодвигателя располагается в пустотах корпуса.4. The high pressure air receiver for the operation of the pneumatic motor is located in the cavities of the housing.

5. Запасы химических веществ и емкости, в которых происходит химическая реакция с большим выделением газа для пополнения газа высокого давления в основном ресивере, находиться в пустотах корпуса. Для этих целей можно использовать перекись водорода в присутствии катализатора - марганцовокислого калия, что используется как источник газа для привода турбонасосных агрегатов.5. Stocks of chemical substances and containers, in which a chemical reaction with a large release of gas takes place to replenish high pressure gas in the main receiver, are located in the voids of the body. For these purposes, hydrogen peroxide can be used in the presence of a catalyst - potassium permanganate, which is used as a source of gas to drive turbopump units.

6. Функцию основного ресивера и емкостей, где происходит химическая реакция, могут выполнять пустотелые детали вертолета или обшивки корпуса.6. The function of the main receiver and the tanks where the chemical reaction takes place can be performed by the hollow parts of the helicopter or the hull skin.

7. Мощность запасных пневмодвигателей рассчитывается согласно обеспечения замедления свободного падения вертолета до безопасного.7. The power of the spare pneumatic motors is calculated according to the provision of the helicopter free fall deceleration to a safe one.

8. Запасные пневмодвигатели, обеспечивающие безопасное приземление вертолета после аварии, отключаются после первого удара о землю автоматически.8. The spare air motors, which ensure the safe landing of the helicopter after an accident, are automatically disabled after the first hit to the ground.

Эти функции и свойства запасных пневмодвигателей для обеспечения безопасного приземления вертолетов после аварии обеспечивают им преимущество перед аналогами и обеспечивают гарантированное приземление.These functions and properties of spare air motors to ensure safe landing of helicopters after an accident give them an advantage over their counterparts and ensure a guaranteed landing.

Claims (1)

Система обеспечения безопасного приземления вертолетов при аварии, содержащая запасной пневмодвигатель для привода основного винта при его остановке, ресивер воздуха высокого давления для обеспечения работы запасного пневмодвигателя после аварии, емкости, где проходят химические реакции с большим выделением газа для пополнения высокого давления в ресивере через трубопроводы, соединяющие ресивер с емкостями, а пневмодвигатель выполнен из высокопрочной пластмассы, при этом ресивер и емкости располагаются в пустотах корпуса вертолета или их функции выполняют пустотелые детали вертолета или пустотелая обшивка, что обеспечивает безопасное приземление вертолета при аварии.A system for ensuring the safe landing of helicopters in an accident, containing a spare air motor to drive the main rotor when it stops, a high pressure air receiver to ensure the operation of a spare air motor after an accident, tanks where chemical reactions take place with a large release of gas to replenish the high pressure in the receiver through pipelines, connecting the receiver with the containers, and the air motor is made of high-strength plastic, while the receiver and the containers are located in the voids of the helicopter body or their functions are performed by the hollow parts of the helicopter or hollow casing, which ensures a safe landing of the helicopter in an accident.