Патент на изобретение №2209153

(54) БАРОВРЕМЕННОЙ ЗАТВОР ДЛЯ ВВОДА ПАРАШЮТНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ КАТАПУЛЬТИРОВАНИИ КРЕСЛА С ЛЕТЧИКОМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к парашютной автоматике. Затвор содержит барометрический узел 1 с блокирующим рычагом 2 для часового механизма и исполнительный механизм. Исполнительный механизм снабжен пусковым устройством, штоком 17, силовой пружиной 22 и накалывающим устройством 24 для пиропатрона. Шток 17 имеет разрывной фиксирующий узел 16 и утоненный участок 21, образующий разрывное звено. Изобретение направлено на повышение надежности. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике и используется в кресельной автоматике для отделения летчика от кресла и ввода парашютной системы после катапультирования кресла с летчиком из самолета.

При катапультировании на больших высотах (более семи километров) вводить в действие парашютную систему сразу опасно для летчика из-за отрицательного воздействия среды разряжения и температуры до минус 65^oС.

Поэтому кресло с летчиком быстро покидает опасную зону со скоростью снижения около 50 м/с до заранее установленной высоты срабатывания затвора баровременного (не более 5 км).

При катапультировании на малых высотах вводить парашютную систему мгновенно также нельзя из-за появления недопустимо больших перегрузок торможения, действующих на летчика.

Поэтому вводится временная задержка более 1 с.

Для решения такой задачи – введения парашютной системы в процессе катапультирования летчика с креслом – известен парашютный полуавтомат комбинированного типа ППК-У (ППК-IM), содержащий гибкую шпильку включения, часовой механизм, блокировочные рычаги, анероидное устройство и силовое устройство в виде вытяжного механизма (см., например, “Полуавтоматы парашютные комбинированные типа ППК-У и ППК-IM” техническое описание и инструкция по эксплуатации. М., Атомиздат, 1972, с.10-21).

К недостаткам этого устройства следует отнести большую погрешность срабатывания по высоте, особенно при воздействии линейных перегрузок, что объясняется значительным крутящим моментом, передаваемым через рычаги на подвижной центр анероидного узла, и возникающим при этом трении, а также возможность ложного срабатывания при воздействии ударных нагрузок в узле ролик силового механизма – сектор часового механизма.

Наиболее близким по конструкции и принципу действия является баровременной затвор для ввода парашютной системы при катапультировании кресла с летчиком, содержащий барометрический узел, часовой механизм и исполнительный механизм с пусковой чекой, штоком, пружиной и накалывающим устройством для пиропатрона. См. , например, патент России 2146211 С1, В 64 D 17/54, 20.04.1998.

К недостаткам баровременного затвора нужно отнести то, что в процессе эксплуатации пружина силового устройства находится в сжатом состоянии и при демонтаже кресла с самолета возможно, из-за невыполнения требования по безопасности, нештатное срабатывания затвора и непреднамеренное катапультирование кресла, что может привести к аварийным ситуациям. Кроме того, силовая пружина со временем может изменить свою характеристику, что приведет к изменению времени срабатывания затвора за счет увеличения времени действия часового механизма, поскольку силовая пружина является для него приводом.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, – это приведение затвора в рабочее состояние непосредственно перед катапультированием.

При этом техническим результатом является повышение надежности за счет исключения возможности самопроизвольного срабатывания и повышение стабильности за счет сохранения упругих характеристик силовой пружины.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в баровременном затворе для ввода парашютной системы при катапультировании кресла с летчиком из самолета, содержащем барометрический узел и трибо-секторный часовой механизм, кинематически связанные с исполнительным механизмом, имеющим установленный во втулке шток с направляющими фланцами и накалывающим устройством для пиропатрона, силовую пружину и приводной ролик, взаимодействующий с сектором часового механизма, а также пусковое устройство, соединенное с кабиной самолета и с исполнительным механизмом, шток с накалывающим устройством имеет утоненный участок, образующий разрывное звено, а один из направляющих фланцев расположен с зазором относительно упора, выполненного на внутренней поверхности втулки, при этом конец штока, противоположный накалывающему устройству, жестко связан с пусковым устройством и имеет с втулкой разрывной фиксирующий узел.

На чертеже изображена кинематическая схема баровременного затвора.

Барометрический узел 1 связан с блокировочным рычагом 2, который служит запором рычагу 3, расположенному на оси анкерной скобы 4 трибосекторного часового механизма, состоящего из анкерного колеса 5, триба 6, храпового колеса 7 однонаправленного вращения, триба 8, сектора 9, триба 10, сектора 11 и подпружиненной собачки 12, взаимодействующей с роликом 13 исполнительного механизма.

Пусковое устройство, представляющее собой отрезок троса, снабжено с одной стороны резьбовой втулкой 14, соединенной с резьбовой втулкой 15, принадлежащей конструкции кабины самолета, и соединено с другой стороны с помощью разрывного фиксирующего узла 16 со штоком 17 исполнительного механизма.

Фиксирующий узел представляет собой сквозное отверстие в штоке 17 и втулке 18, в которое пропущен кольцом провод или металлический стержень.

Шток 17 установлен во втулке 18 с помощью двух направляющих фланцев 19, 20 и имеет утоненный участок 21, образующий разрывное звено. Силовая пружина 22 имеет небольшое предварительное напряжение для устранения люфтов в системе шток 117-втулка 18. На внутренней поверхности втулки 18 выполнен упор 23, ограничивающий перемещение фланца 20 штока 17. Свободный конец штока 17 имеет накалывающее устройство 24, которое входит через отверстие во втулку 25 для пиропатрона 26. Пиропатрон является заменяемым элементом катапультного кресла.

Ниже описывается работа баровременного устройства в двух возможных ситуациях.

Первая ситуация – это когда катапультирование кресла с летчиком происходит на высоте ниже запрограммированной баровременным затвором. В этом случае блокировочный рычаг 2 барометрического узла 1 не препятствует перемещению рычага 3 и анкерная скоба 4 готова к действию.

В начальный момент при катапультировании кресло летчика с закрепленным на нем баровременным затвором начинает двигаться по направляющим в кабине самолета, а шток 17, связанный с пусковым устройством посредством резьбовых втулок 14 и 15, остается неподвижным, что приводит к разрыву фиксирующего узла 16 и сжатию силовой пружины 22. При этом ролик 13 заходит за подпружиненную собачку 12, и происходит автоматический взвод затвора.

При дальнейшем движении кресла направляющий фланец 20 останавливает движение штока 17 при посадке на упор 23 и происходит разрыв утоненного участка 21 и разделение штока 17 на две части. Неподвижная часть выходит из баровременного затвора и остается в кабине самолета, а подвижная часть остается в затворе и под действием силовой пружины 22 упирается роликом 13 в подпружиненную собачку 12 и приводит в действие трибо-секторный часовой механизм.

При этом сектор 11 поворачивается по часовой стрелке, ось триба 10 с сектором 9 – против часовой стрелки, оси триба 8 с храповым колесом 7 – по часовой стрелке, ось триба 6 с анкерным колесом 5 – против часовой стрелки. При вращении каждый зуб анкерного колеса 5 последовательно ударяет о входную и выходную палеты анкерной скобы 4, задавая часовой ритм движения. Одно колебание анкерной скобы соответствует повороту анкерного колеса на один зуб.

Работа трибо-секторного часового механизма происходит до момента выхода (срыва) приводного ролика 13 из зацепления с собачкой 12 сектора 11, после чего шток 17 исполнительного механизма своим накалывающим устройством 24 входит в отверстие втулки 25 и бьет по капсюлю-детонатору пиропатрона 26. Пиропатрон приводит в действие исполнительные механизмы, и происходит отделение катапультного кресла от летчика и вводится парашютная система.

Вторая ситуация – это когда катапультирование происходит на высоте выше запрограммированной баровременным затвором. В этом случае блокировочный рычаг 2 барометрического узла 1 запирает упорный рычаг 3, и анкерная скоба 4 не может задавать темп работы часового механизма. При поступлении команды на катапультирование кресло с закрепленным на нем затвором начинает двигаться по направляющим кабины самолета.

Шток 17, соединенный с пусковым устройством, остается неподвижным относительно корпуса затвора, при этом происходит разрыв фиксирующего узла 16, сжатие силовой пружины 22, заход ролика 13 за подпружиненную собачку 12, что обеспечивает автоматический взвод затвора. При дальнейшем движении кресла направляющий фланец 20 штока 17 доходит до упора 23 направляющей втулки 18 и происходит разрушение разрывного узла 21 и разделение штока 17 на две части. Так же как и в первой ситуации, подвижная часть штока совместно с затвором продолжает двигаться с креслом. Ролик 23 давит на подпружиненную собачку 12 сектора зубчатого 11, но часовой механизм не приходит в действие, так как упорный рычаг 3 анкерной скобы 4 находится в зацеплении с блокировочным рычагом 2 барометрического узла 1.

По мере спуска катапультного кресла увеличивается атмосферное давление, мембраны барометрического узла сжимаются, и на запрограммируемой высоте происходит разблокировка упорного рычага 3. Часовой механизм начинает работать, как было описано выше, до момента освобождения подпружиненной собачкой 12 ролика 13 исполнительного механизма, который и приводит в действие пиропатрон 26, газы которого через исполнительный механизм кресла освобождают летчика от кресла, после чего вводится парашютная система.

Надежность срабатывания фиксирующего узла 16 и разрывного звена 21 обеспечивается за счет преобладающего на 2-3 порядка усилия выноса кресла по сравнению с усилием разрыва фиксирующих звеньев.

Описываемая конструкция баровременного затвора позволяет приводить взвод затвора непосредственно перед катапультированием, что исключает возможность его самопроизвольного срабатывания и сохраняет неизменной характеристику силовой пружины в течение гарантийного срока.

В настоящее время разработка баровременного затвора находится в стадии эскизного проектирования. Подготовлен для испытания действующий макетный образец.

Учитывая, что до 80% деталей и узлов будет использовано от известного баровременного затвора типа ЗБВ (патент России 2146211), который находится в эксплуатации, разработка и изготовление настоящего изобретения не представит трудности и будет завершена в 2003 году.

Формула изобретения

Баровременной затвор для ввода парашютной системы при катапультировании кресла с летчиком из самолета, содержащее барометрический узел и трибосекторный часовой механизм, кинематически связанные с исполнительным механизмом, имеющим установленный во втулке шток с направляющими фланцами и накалывающим устройством для пиропатрона, силовую пружину и приводной ролик, взаимодействующий с сектором часового механизма, а также пусковое устройство, соединенное с кабиной самолета и с исполнительным механизмом, отличающийся тем, что в нем шток с накалывающим устройством имеет утоненный участок, образующий разрывное звено, а один из направляющих фланцев расположен с зазором относительно упора, выполненного на внутренней поверхности втулки, при этом конец штока, противоположный накалывающему устройству, жестко связан с пусковым устройством и имеет с втулкой разрывной фиксирующий узел.

РИСУНКИ