RU2803165C1 - Helicopter landing safety device in case of an accident - Google Patents

Abstract

FIELD: aviation.

SUBSTANCE: devices for emergency landing of helicopters. The device for safe landing of a helicopter in case of an accident is fixed from below on the fuselage of the helicopter and is made in the form of a flared skirt (1) made of elastic rubber-cord material. Corrugations (2) and throttle holes (3) are formed on the side surface of the skirt (1). The upper and lower openings of the skirt (1) are closed by the lid (4) and the bottom (5), respectively, which, in the unclenched state of the skirt (1), is below the helicopter's support wheels. A catcher (10), a hook (11) and a laser range scope (12) are attached to the bottom of the cover (4). An electromagnetic latch (14) with a lock (15) of the compressed state of the skirt (1) interlocked with a laser range scope (12), as well as a vertical rod (13), which enters the catcher (10), and the hook (17) engages with the latch (15) in the compressed position of the skirt (1). The bottom (6) is provided with a window (16) with shutter (18) provided with a shank (19) extending under the bottom (6) of the skirt (1). Inside the skirt (1) there is a spring (20) fixed with its ends on the cover (4) and the bottom (6) of the skirt (1).

EFFECT: safe landing of the helicopter when falling from any, especially small heights, maximum saving of human life and reduction of the destruction of the helicopter.

5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области авиации, а именно к устройствам обеспечения безопасного приземления вертолета при аварии.The invention relates to the field of aviation, namely to devices for ensuring the safe landing of a helicopter in the event of an accident.

Аварии вертолетов происходят в основном по причине остановки главного двигателя, ошибок пилота или столкновением с препятствиями при ограниченной видимости в тумане или ночью.Helicopter accidents occur mainly due to main engine stalls, pilot errors, or collisions with obstacles during limited visibility in fog or at night.

При отказе главного двигателя и падении вертолета с большой высоты, поток воздуха проходит через зону винта и приводит его лопасти во вращение. Происходит авторотация лопастей и замедление скорости падения вертолета подобно парашютированию. Опытный пилот, регулируя закрылками лопастей может снизить скорость падения вертолета до безопасной и спасти пассажиров, экипаж и саму машину. При отказе двигателя на высоте менее 100 метров, лопасти вертолета не успевают раскрутиться в авторотации до скорости парашютирования и самолет камнем падает на землю, что приводит к травмам пассажиров и экипажа, не совместимыми с жизнью, а также разрушению вертолета.When the main engine fails and the helicopter falls from a great height, the air flow passes through the rotor area and causes its blades to rotate. The blades autorotate and the helicopter's falling speed slows down, similar to parachuting. An experienced pilot, by adjusting the flaps of the blades, can reduce the helicopter's falling speed to a safe level and save passengers, crew and the aircraft itself. If the engine fails at an altitude of less than 100 meters, the helicopter blades do not have time to spin in autorotation to parachute speed and the plane falls to the ground like a stone, which leads to injuries to passengers and crew that are incompatible with life, as well as the destruction of the helicopter.

Известно устройство обеспечения безопасной посадки вертолета при остановке двигателя, содержащее запасной пневмодвигатель для кратковременной раскрутки лопастей в режим пилотирования(патент RU 2731828, МПК В64С 27/04. 2019 г. ).Устройство сложно, так как имеет, кроме пневмодвигателя, емкости для сжатого воздуха или реагентов, при реакции которых выделяется объем газа, необходимый для работы пневмодвигателя. Устройство также содержит много узлов, для обеспечения запуска двигателя и ненадежно, так как пневмодвигателю при падении вертолета с высоты 30-50 метров окажется слишком мало времени до штатной раскрутки лопастей.A device is known for ensuring the safe landing of a helicopter when the engine is stopped, containing a spare pneumatic motor for short-term spin-up of the blades in piloting mode (patent RU 2731828, IPC V64S 27/04. 2019). The device is complex, since, in addition to the pneumatic motor, it has containers for compressed air or reagents, the reaction of which releases the volume of gas necessary for the operation of the air motor. The device also contains many components to ensure engine starting and is unreliable, since the pneumatic engine, when a helicopter falls from a height of 30-50 meters, will have too little time before the blades spin up normally.

Известно также устройство обеспечения безопасной посадки вертолета при остановке двигателя, в котором на концах лопастей установлены стартовые реактивные двигатели для кратковременной раскрутки лопастей винта до штатной скорости пилотирования (патент RU 2333135, МПК В64С 27/04. 2008 г. Устройство имеет недостатки первого аналога, а также проблемы в пожарной безопасности. При остановке двигателя вертолета на большой высоте, топлива стартовым двигателям не хватит для продолжения вращения лопастей у земли и трагический результат неизбежен, а при остановке главного двигателя на малой высоте, лопасти продолжат вращаться и после приземления вертолета, мешая эвакуации пассажиров и летного состава. Кроме этого, не исключено возгорание горючих предметов и топлива при ударе вертолета о землю при его наклонах. Вертолет в этом случае вспыхнет факелом, и никого спасти не удастся.There is also a known device for ensuring the safe landing of a helicopter when the engine is stopped, in which starting jet engines are installed at the ends of the blades to briefly spin the propeller blades to the normal piloting speed (patent RU 2333135, IPC V64S 27/04. 2008. The device has the disadvantages of the first analogue, and also problems in fire safety.When the helicopter engine is stopped at a high altitude, the starting engines will not have enough fuel to continue rotating the blades near the ground and a tragic result is inevitable, and when the main engine is stopped at a low altitude, the blades will continue to rotate after the helicopter lands, interfering with the evacuation of passengers and flight personnel. In addition, it is possible that flammable objects and fuel may ignite when the helicopter hits the ground when it tilts. In this case, the helicopter will burst into flames, and no one will be saved.

Наиболее близким аналогом является изобретение, в котором заявлено средство обеспечения безопасности при падении вертолета, содержащее парашют, размещенный в пустотелом цилиндре, расположенным в полости вала трансмиссии, на котором установлен несущий винт вертолета, а также закрепленные снизу фюзеляжа реактивные тормозные двигатели и надувные мешки(патент RU 2284284, МПК В64С 27/00; В64С 25/56. 2001 г. )The closest analogue is the invention, which claims a means of ensuring safety in the event of a helicopter crash, containing a parachute placed in a hollow cylinder located in the cavity of the transmission shaft on which the main rotor of the helicopter is mounted, as well as jet brake engines and inflatable bags attached to the bottom of the fuselage (patent RU 2284284, MPK V64S 27/00; V64S 25/56. 2001)

Недостаток указанного средства обеспечения безопасного приземления вертолета при аварии состоит в сложности конструкции винта вертолета при размещении его на валу трансмиссии парашюта. Кроме этого, парашюты не успевают раскрыться при падении вертолета с небольшой высоты. Закрепленные снизу фюзеляжа реактивные тормозные двигатели и надувные мешки, мало эффективны, так как при большой высоте падения вертолета используют топливо задолго до падения, а при аварии на малой высоте продолжают работать в момент его приземления, вызывая возгорание горючих предметов в зоне посадки. В надувных мешках воздух находится в замкнутом объеме и при ударе о землю при падении вертолета возникнет эффект отскока подобно мячу, и ударная нагрузка от столкновения с землей перейдет на пассажиров и экипаж.The disadvantage of this means of ensuring the safe landing of a helicopter in the event of an accident is the complexity of the design of the helicopter propeller when placed on the parachute transmission shaft. In addition, parachutes do not have time to open when a helicopter falls from a low altitude. Jet braking engines and inflatable bags attached to the bottom of the fuselage are not very effective, since when a helicopter falls at a high altitude, they use fuel long before the fall, and in case of an accident at low altitude they continue to work at the moment of landing, causing the ignition of flammable objects in the landing zone. In inflatable bags, the air is in a closed volume and when the helicopter hits the ground, a rebound effect will occur like a ball, and the shock load from the collision with the ground will be transferred to the passengers and crew.

Технической задачей изобретения является создание простой конструкции обеспечения безопасного приземления вертолета при падении с любых, особенно, малых высот, максимального сохранения жизней людей и уменьшение разрушения вертолета при падении.The technical objective of the invention is to create a simple design to ensure the safe landing of a helicopter when falling from any, especially low altitudes, maximizing the preservation of people's lives and reducing the destruction of the helicopter during a fall.

Техническая задача решается тем, что устройство безопасного приземления вертолета при аварии, содержит, закрепленное снизу на фюзеляже вертолета средство замедления скорости его падания. Указанное средство выполнено в виде юбки из эластичного, например, резинокордного материала. Верхнее и нижнее отверстия юбки закрыты соответственно крышкой и дном, а боковая поверхность снабжена дроссельными отверстиями для выхода воздуха при ее сжатии при опоре на землю. Дно юбки в разжатом состоянии находится ниже опорных колес вертолета.The technical problem is solved by the fact that the device for the safe landing of a helicopter in the event of an accident contains a means of slowing down the speed of its fall attached to the bottom of the helicopter fuselage. This means is made in the form of a skirt made of elastic, for example, rubber-cord material. The upper and lower openings of the skirt are closed with a lid and a bottom, respectively, and the side surface is equipped with throttling holes for air to escape when it is compressed when resting on the ground. The bottom of the skirt in the expanded state is below the helicopter support wheels.

Техническая задача решается также тем, что снизу крышки прикреплены зацепка, лазерный дальномер и уловитель в виде направленной раструбом вниз воронки, а сверху дна -электромагнитная защелка с фиксатором, расположенным с возможностью сцепления с зацепкой и вертикальный стержень, который входит в уловитель при сжатом состояния юбки. При этом электромагнитная защелка с фиксатором сблокирована с лазерным дальномером.The technical problem is also solved by the fact that at the bottom of the cover there is attached a hook, a laser range finder and a catcher in the form of a funnel directed downward with a bell, and at the top of the bottom there is an electromagnetic latch with a latch located so that it can engage with the hook and a vertical rod that enters the catcher when the skirt is compressed . In this case, the electromagnetic latch with a lock is interlocked with the laser rangefinder.

Техническая задача решается также тем, что юбка выполнена расклешенной и снабжена горизонтальными гофрами на боковой поверхности, а дно юбки снабжено окном для быстрого входа воздуха при переходе юбки в разжатое состояние, с заслонкой и хвостовиком, под дном юбки, удерживаемой пружиной кручения в поднятом положении. Внутри юбки размещена пружина сжатия, закрепленная концами соответственно на крышке и дне юбки.The technical problem is also solved by the fact that the skirt is flared and equipped with horizontal corrugations on the side surface, and the bottom of the skirt is equipped with a window for quick air entry when the skirt goes into an uncompressed state, with a flap and a shank, under the bottom of the skirt, held by a torsion spring in the raised position. Inside the skirt there is a compression spring, secured at its ends to the lid and bottom of the skirt, respectively.

Причинно- следственная связь новых признаков и достигаемого технического результата состоит в следующем:The cause-and-effect relationship between new features and the achieved technical result is as follows:

-выполнение устройства в виде юбки из эластичного, например резинокордного материала, позволяет обеспечить прочность ее при падении вертолета, так как указанный материал обладает повышенной прочностью и применяется для изготовления покрышек колес транспортных средств;- making the device in the form of a skirt from an elastic, for example rubber-cord material, makes it possible to ensure its strength in the event of a helicopter crash, since this material has increased strength and is used for the manufacture of tires for vehicle wheels;

-закрытие верхнего и нижнего отверстий юбки соответственно крышкой и дном обеспечило создание замкнутого объема воздуха в полости юбки подобно подушки безопасности, а снабжение ее боковой поверхности отверстий для дросселируемого выхода воздуха при опоре на землю, позволяет осуществлять мягкую посадку вертолета, как при обычном, так и аварийном приземлении;- closing the upper and lower holes of the skirt with a lid and bottom, respectively, ensured the creation of a closed volume of air in the cavity of the skirt like an airbag, and the provision of its side surface with holes for throttled air outlet when resting on the ground allows for a soft landing of the helicopter, both during normal and emergency landing;

- прикрепление снизу крышки зацепки, лазерного дальномера уловителя в виде направленной раструбом вниз воронки, а сверху дна - электромагнитной защелки с фиксатором, сблокированной с зацепкой в сжатом положении юбки и стержня, входящего в уловитель, позволяет обеспечить надежную фиксацию юбки в сжатом состоянии и автоматически по сигналу лазерного дальномера или вручную пилотом расфиксировать ее при аварии. При этом сжатие юбки происходит весом вертолета в наземном положении.- attaching at the bottom of the hook cover, a laser rangefinder of the catcher in the form of a funnel directed downward with a bell, and at the top of the bottom - an electromagnetic latch with a lock, interlocked with the hook in the compressed position of the skirt and the rod entering the catcher, allows for reliable fixation of the skirt in a compressed state and automatically signal from the laser range finder or manually by the pilot to unlock it in the event of an accident. In this case, the skirt is compressed by the weight of the helicopter in the ground position.

-выполнение юбки расклешенной, снабженной горизонтальными гофрами на боковой поверхности и расположенной внутри юбки пружиной сжатия, закрепленной концами соответственно на крышке и дне юбки, позволяет увеличить площадь контакта юбки с поверхностью земли, предупреждающее заваливание вертолета и осуществление быстрого перевода юбки в разжатое состояние;- making the skirt flared, equipped with horizontal corrugations on the side surface and a compression spring located inside the skirt, fixed at the ends respectively to the lid and bottom of the skirt, allows you to increase the contact area of the skirt with the surface of the earth, preventing the helicopter from collapsing and quickly transferring the skirt to the uncompressed state;

- образование на дне юбки окна с заслонкой и хвостовиком, удерживаемом пружиной кручения в поднятом положении, позволяет создать быстрый приток воздуха в юбку при переводе ее в разжатое положение и исключить выход воздуха через окно при контакте дна юбки с поверхностью земли и переводе ее в сжатое состояние при посадке вертолета;.- the formation at the bottom of the skirt of a window with a damper and a shank held in the raised position by a torsion spring allows you to create a rapid flow of air into the skirt when moving it to the expanded position and to prevent air from escaping through the window when the bottom of the skirt contacts the ground and transfers it to a compressed state when landing a helicopter;

-автоматический перевод юбки при аварии в разжатое состояние сблокированным с электромагнитной защелкой лазерным дальномером, позволяет обеспечить безопасное приземление вертолета на малых (30 метров) высотах;- automatic transfer of the skirt in the event of an accident to the unclamped state by a laser rangefinder interlocked with an electromagnetic latch, allowing for a safe landing of the helicopter at low (30 meters) altitudes;

- расположение дна юбки в разжатом состоянии ниже опорных колес вертолета, позволяет снизить скорость падения вертолета до касания его опорных колес с землей. Кроме этого, в результате авторотации лопастей и возникновения дополнительно большой парусности юбки в разжатом состоянии, резко снижается горизонтальную скорость полета вертолета практически до вертикальной его посадки.- the location of the bottom of the skirt in the expanded state below the helicopter's support wheels allows one to reduce the speed of the helicopter's fall until its support wheels touch the ground. In addition, as a result of the autorotation of the blades and the appearance of an additionally large windage of the skirt in the unclamped state, the horizontal flight speed of the helicopter is sharply reduced to almost a vertical landing.

Устройство безопасного приземления вертолета при аварии (далее устройство) поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема вертолета с упомянутым устройством при безаварийном полете и зафиксированном сжатом состоянии юбки; фиг. 2 - то же при аварийной посадке вертолета при разжатом состоянии юбки; фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 показано дно юбки с образованным на нем окном и поворотной заслонкой, удерживаемой пружиной кручения в открытом состоянии окна с хвостовиком расположенном под дном юбки и прямоугольной пружиной сжатия; фиг. 4 - вид Б фиг. 2 показана юбка в продольном разрезе при касании ее дном земли и начале перехода в сжатое состояние; фиг. 5 -показано сцепление фиксатора электромагнитной защелки с зацепкой, вход стержня в уловитель, закрытие окна заслонкой при завершении посадки вертолета на землю и фиксирование юбки в сжатом состоянии.The device for safe landing of a helicopter in case of an accident (hereinafter referred to as the device) is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a helicopter with the mentioned device during an accident-free flight and a fixed compressed state of the skirt; fig. 2 - the same during an emergency landing of a helicopter with the skirt unclamped; fig. 3 - section A-A in Fig. 2 shows the bottom of the skirt with a window formed on it and a rotary flap held by a torsion spring in the open state of the window with a shank located under the bottom of the skirt and a rectangular compression spring; fig. 4 - view B of Fig. 2 shows the skirt in a longitudinal section when its bottom touches the ground and begins to transition into a compressed state; fig. 5 shows the engagement of the electromagnetic latch with the hook, the entry of the rod into the catcher, the closing of the window with the flap when the helicopter lands on the ground, and the fixation of the skirt in a compressed state.

Устройство выполнено в виде расклешенной юбки 1 из эластичного, например, резинокордного материала, с горизонтальными гофрами 2 и дроссельными отверстыми 3. Сверху юбка 1 прикреплена к крышке 4 со сквозными отверстиями 5 для ее присоединения болтами к низу фюзеляжа вертолета. Снизу юбка 1 прикреплена к дну 6 с бортом 7 прижимными полосами 8 со сквозными отверстиями 9 для соединения крепежом. На крышке 4 юбки 1 закреплены уловитель 10 и зацепка 11 с лазерным дальномером 12, а на ее дне 6- стержень 13 и электромагнитная защелка 14 с фиксатором 15, сблокированная с указанным лазерным дальномером. На дне 6 юбки 1 также образовано окно 16, над которым укреплена удерживаемая пружиной кручения 17 поворотная заслонка 18, хвостовик 19 которой простирается под дно 6 юбки 1, в открытом положении окна 16, а внутри юбки 1 размещена прямоугольная пружина 20 сжатия, закрепленная на ее крышке 4 и дне 6.The device is made in the form of a flared skirt 1 made of elastic, for example, rubber-cord material, with horizontal corrugations 2 and throttling holes 3. On top, skirt 1 is attached to a cover 4 with through holes 5 for attaching it with bolts to the bottom of the helicopter fuselage. From below, the skirt 1 is attached to the bottom 6 with a side 7 by pressing strips 8 with through holes 9 for connection with fasteners. On the cover 4 of the skirt 1 there is a catcher 10 and a hook 11 with a laser rangefinder 12, and on its bottom 6 there is a rod 13 and an electromagnetic latch 14 with a lock 15, interlocked with the specified laser rangefinder. At the bottom 6 of the skirt 1, a window 16 is also formed, above which a rotary valve 18, held by a torsion spring 17, is fixed, the shank 19 of which extends under the bottom 6 of the skirt 1, in the open position of the window 16, and inside the skirt 1 there is a rectangular compression spring 20 attached to it lid 4 and bottom 6.

В стояночном положении вертолета, в результате опоры дном 6 на поверхность земли, преодолев сопротивление пружины 20 сжатия и пружины кручения 17 при повороте хвостовика 19 вверх, юбка 1 переводится в сжатое состоянии и закрытое положение окна 16 поворотной заслонкой 118. Стержень 13 входит в уловитель 10 и удерживает дно 6 в горизонтальном положении, обеспечивая точное сцепление фиксатора 15 электромагнитной защелки 14 с зацепкой 11, при этом лазерный дальномер 12 пилот отключает. При угрозе аварии пилот включает лазерный дальномер 12 с определением для него порога аварийной высоты полета, сблокированный с электромагнитной защелкой 14, который при обычной или аварийной посадке вертолета на высоте меньше заданного порога высоты автоматически выводит фиксатор 15 электромагнитной защелки 14 из сцепления с зацепкой 11. Юбка 1 под действием разжима гофр 2 и пружины сжатия 20, а также массы ее дна 6 быстро опускается, при этом наружный воздух через отверстия 3 и открытое пружиной 19 заслонкой 18 окно 16 быстро заполняет внутреннее пространство юбки и юбка 1 опускается на землю, Хвостовик 19 опирается на землю и поворачивает заслонку 18, перекрывая окно 16. Воздух дросселировано выходит только через отверстия 3. Юбка 1 сжимается, скорость падения вертолета уменьшается и юбка 1, функционально являясь подушкой безопасности, способствует осуществлению мягкой посадки и уменьшает вероятность травмирования и гибели пассажиров и экипажа, а также способствует сохранению материальной части вертолета.In the parking position of the helicopter, as a result of the bottom 6 supporting the ground surface, overcoming the resistance of the compression spring 20 and the torsion spring 17 when turning the shank 19 upward, the skirt 1 is transferred to the compressed state and the closed position of the window 16 by the rotary flap 118. The rod 13 enters the catcher 10 and holds the bottom 6 in a horizontal position, ensuring precise engagement of the latch 15 of the electromagnetic latch 14 with the hook 11, while the laser rangefinder 12 is turned off by the pilot. If there is a threat of an accident, the pilot turns on the laser rangefinder 12 with the determination of the emergency flight altitude threshold for it, interlocked with the electromagnetic latch 14, which, during a normal or emergency landing of the helicopter at an altitude less than a given altitude threshold, automatically removes the latch 15 of the electromagnetic latch 14 from engagement with the hook 11. Skirt 1, under the action of the expansion of the corrugations 2 and the compression spring 20, as well as the mass of its bottom 6, it quickly lowers, while the outside air through the holes 3 and the window 16 opened by the spring 19 by the damper 18 quickly fills the internal space of the skirt and the skirt 1 lowers to the ground, the shank 19 rests to the ground and turns the damper 18, blocking the window 16. The air is throttled out only through the holes 3. The skirt 1 is compressed, the speed of the helicopter's fall decreases and the skirt 1, functionally being an airbag, facilitates a soft landing and reduces the likelihood of injury and death of passengers and crew, and also contributes to the preservation of the material part of the helicopter.

Применение изобретения позволит многократно уменьшить количество аварий вертолетов.The use of the invention will greatly reduce the number of helicopter accidents.

Claims (5)

1. Устройство безопасного приземления вертолета при аварии, включающее закрепленное снизу на фюзеляже вертолета средство замедления скорости его падения, отличающееся тем, что указанное средство выполнено в виде юбки из эластичного, например резино-кордового, материала, верхнее и нижнее отверстия которой закрыты соответственно крышкой и дном, а боковая поверхность снабжена дроссельными отверстиями для выхода воздуха при ее сжатии во время контакта с землей, при этом дно юбки в разжатом состоянии находится ниже опорных колес вертолета.1. A device for the safe landing of a helicopter in the event of an accident, including a means attached to the bottom of the helicopter fuselage to slow down the speed of its fall, characterized in that the said means is made in the form of a skirt made of elastic, for example rubber-cord, material, the upper and lower holes of which are closed, respectively, with a lid and bottom, and the side surface is equipped with throttling holes for air to escape when it is compressed during contact with the ground, while the bottom of the skirt in the expanded state is below the helicopter support wheels. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что снизу крышки прикреплены уловитель в виде направленной раструбом вниз воронки, зацепка и лазерный дальномер, а сверху дна - электромагнитная защелка с фиксатором, сблокированная с лазерным дальномером, и вертикальный стержень, входящий в уловитель, а фиксатор - в сцепление с зацепкой при сжатом положении юбки.2. The device according to claim 1, characterized in that at the bottom of the lid there is attached a catcher in the form of a funnel directed downward with a bell, a hook and a laser rangefinder, and at the top of the bottom there is an electromagnetic latch with a latch, interlocked with a laser rangefinder, and a vertical rod included in the catcher, and the latch engages with the hook when the skirt is compressed. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что юбка выполнена расклешенной и снабжена горизонтальными гофрами на боковой поверхности, а ее дно снабжено окном для входа воздуха с подпружиненной заслонкой, снабженной хвостовиком, расположенным под дном юбки.3. The device according to claim 1, characterized in that the skirt is flared and equipped with horizontal corrugations on the side surface, and its bottom is equipped with a window for air entry with a spring-loaded damper equipped with a shank located under the bottom of the skirt. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутри юбки размещена пружина сжатия, закрепленная концами на крышке и дне.4. The device according to claim 1, characterized in that a compression spring is placed inside the skirt, secured at its ends to the lid and bottom. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что пружина сжатия выполнена прямоугольной формы.5. The device according to claim 4, characterized in that the compression spring is made of a rectangular shape.

Images