Катапультне крісло
Крісло має сидіння, заголовник зі стабілізуючими штангами і розміщеним у ньому рятувальним парашутом, стріляючий механізм, основний і два допоміжні, встановлені на задній поверхні заголовника, порохові ракетні двигуни, система автоматичного управління кріслом, що включає датчик ходу катапультного крісла, баро-реле, вимірник вздовж поздовжньої осі, комутатор та виконану з можливістю визначення функціональної конфігурації крісла за інформацією про режими та параметри польоту літака, що підвищує безпеку катапультування. 2 іл.
Винахід відноситься до галузі авіаційно-космічної техніки, зокрема засобів порятунку екіпажу літака.
Відомо катапультне крісло ACE - II фірми Макдонелл-Дуглас, що містить сидіння, заголовник з розміщеним у ньому рятувальним парашутом, стріляючий механізм і систему автоматики (проспект фірми "Reprt DDC J4576 Revision). При використанні цього крісла всі можливі режими польоту літака за швидкістю і розділяються на ряд зон У межах кожної зони задається суворо визначена тимчасова послідовність введення гальмівного і рятувального парашутів Після визначення зони залишення задається тимчасова затримка введення парашута, яка для кожної зони встановлюється заздалегідь, виходячи з розрахунків або відповідних експериментів при несприятливому поєднанні параметрів гальмування катапультного крісла до швидкості, допустимої для введення парашута.
Недоліком цього крісла є те, що обрана тимчасова затримка виявляється надмірною у разі відхилення умов катапультування від найнесприятливіших. Крім того така схема призводить до того, що режими польоту, що незначно відрізняються за швидкістю і висотою, але опинилися в різнихзонах можуть істотно відрізнятися за часом введення парашутів і відповідно по мінімально безпечним висотам залишення літака.
Найбільш близьким технічним рішенням є катапультне крісло К-36ДМ сер. 2, яке містить сидіння, заголовник зі стабілізуючими штангами та розміщеним у ньому рятувальним парашутом, стріляючий механізм, пороховий ракетний двигун та систему автоматики (Посібник з технічної експлуатації ЗАБ-9200-ООРЕ, НВП Зірка, 1976). Інформація, яка отримується з борту літака про швидкість польоту в момент катапультування, використовується для зміни функціональної конфігурації крісла. Наприклад, на малій швидкості польоту, коли вплив на льотчика повітряного потоку невеликий, блокується введення захисного дефлектора, а великій швидкості відключається механізм бічного розвороту катапультного крісла.
Крім того, застосування в системі автоматики пневмомеханічного приладу КПА-4 дозволяє безперервно змінювати час затримки введення рятувального парашута в залежності від швидкості літака, а не ступінчасто, як при "зонній" автоматиці.
Однак, це крісло враховує лише швидкість та висоту польоту літака в момент катапультування і не дозволяє адаптувати роботу систем катапультного крісла в залежності від вертикальної швидкості зниження, вертикального навантаження, кута та кутової швидкості крену та факту обтиснення шасі літака.
Технічним завданням винаходу є забезпечення залишення літака при мінімальних рівнях впливу умов катапультування на льотчика та граничне зменшення мінімально безпечної висоти катапультування.
Зазначене завдання вирішується за рахунок того, що відоме катапультне крісло, що має сидіння, заголовник зі стабілізуючими штангами та розміщеним у ньому рятувальним парашутом,стріляючий механізм, дефлектор, пороховий ракетний двигун, систему автоматичного управління кріслом, додатково забезпечено встановленими на задній поверхні заголовника двома пороховими ракетними двигунами і автономним джерелом струму. Крім того, система автоматики має датчик ходу катапультного крісла, барореле, вимірювач прискорення вздовж поздовжньої осі крісла, блок комутації та виконана з можливістю формування та видачі команд на включення стріляючого механізму, дефлектора, стабілізуючих штанг, порохових ракетних двигунів, повороту основного ракетного двигуна та його сопл за інформацією про параметри та режими польоту літака та за сигналами від датчика ходу крісла, вимірювача прискорення діючого вздовж поздовжньої осі крісла та барореле, при цьому виходом блоку автоматичного керування кріслом є вихід комутатора, який з'єднаний із системами введення в дію дефлектора, що стабілізують штанг рятувального парашута, основного та додаткових порохових ракетних двигунів та системою повороту основного двигуна та його сопл.
На фіг.1 зображено загальний вигляд катапультного крісла; на фіг.2 - блок схема системи автоматики та зв'язок її з системами літака та елементами крісла.
Катапультне крісло містить сидіння 1 і заголовник 2. З боків заголовника закріплені стабілізуючі штанги 3, а на його задній поверхні - два додаткові порохові ракетні двигуни 4. Усередині заголовника покладено рятувальний парашут (на кресленні не показаний). На сидіння розташовані стріляючий механізм 5, поворотний основний пороховий ракетний двигун 6 з поворотними соплами, дефлектор 7, ручка 8 аварійного залишення і система автоматичного управління кріслом, виконана з датчика 9 ходу катапультного крісла, барореле 10, вимірника 11 прискорення вздовжпоздовжньої осі крісла, блоку комутації 12 і обчислювача 13. Електрично виходи датчика ходу катапультного крісла, барореле, вимірювача прискорення вздовж поздовжньої осі крісла та інформаційні канали 14 від системи 15 висотно-швидкісних параметрів літака та інших його систем пов'язані з з нього через блок комутації пов'язаний із системами креолу: введення стабілізуючих штанг, введення дефлектора, введення рятувального парашута, включення основного та додаткових порохових ракетних двигунів, повороту основного двигуна та його сопел. Крім того, катапультне крісло забезпечене автономним джерелом електроживлення 16.
Працює катапультне крісло в такий спосіб.
У режимі нормального польоту система автоматичного керування кріслом перебуває у вимкненому стані. В аварійній ситуації, після надходження команди на катапультування включається система автоматичного управління і спрацьовує стріляючий механізм 5. По інформаційних каналах 14 від системи 15 висотно-швидкісних параметрів літака обчислювач 13 цифровому послідовному коді приймає сигнали про наступні режими польоту літака: швидкості, висоті, крену, кутової швидкості по крену, вертикальній швидкості, вертикальному прискоренні. Крім параметрів обчислювач приймає аналогові сигнали ознак пікірування або кабрування та обтиснення шасі від літака, а від розташованого на кріслі датчика ходу 9, вимірювача 11 прискорення вздовж поздовжньої осі крісла і барореле 10 відповідно сигнали про параметри руху крісла по напрямних, гальмування та барометричній.
Інформація, що надійшла обробляється в обчислювачі за заданими алгоритмами, і система автоматичного управління виробляє команди включення дефлектора 7, стабілізуючих штанг 3, пороховихракетних двигунів 4 і 6, поворот сопел основного двигуна 6, поворот самого двигуна і введення рятувального парашута.
Приклад роботи крісла за наступних режимів катапультування: Швидкість - 850 км/год Висота барометрична - 5000 м Вертикальне прискорення - 1 од. g Вертикальна швидкість - 50 м/с Кут крену - 0 Кутова швидкість - 0 Ознаки обтиснення шасі, пікірування або кабрування відсутні.
При надходженні сигналу на катапультування включається система автоматичного управління крісла і запускається автономної джерело живлення 16. Обчислювач 13 по інформаційних каналах 14 приймає сигнали від літака про перераховані вище параметри, що характеризують режим польоту, і виконує наступні операції: 1. Видає команду блокування введення дефлектора 7 .
2. Визначає, що блокування введення стабілізуючих штанг 3 та поворот основного порохового двигуна не потрібно через відсутність ознак пікірування або кабрування.
3. Виробляє команду на поворот сопел основного двигуна 6 положення, відповідне мінімальної результуючої тяги.
4. Подає команду на стріляючий механізм 5 і крісло починає рухи по напрямних.
5. Чи не блокує включення основного двигуна 6, т.к. кут крену і кутова швидкість дорівнюють 0 і вертикальна швидкість невелика.
6. По команді датчика ходу 9 під час крісла 350-750 мм вводить штанги 3.
7. По команді датчика ходу 9 під час крісла 1060 мм включає основний двигун 6.
8. Блокує включення додаткових порохових ракетних двигунів 4 для бічного розвороту крісла через відсутність крену та кутової швидкості.
9. Датчики прискорення 11 видають обчислювач 13 сигнал гальмування крісла і при досягненні кріслом істинної швидкості 650 км/год обчислювач 13видає команду на введення рятувального парашута. При цьому барореле 10 блокує введення рятувального парашута, т.к. висота менше 5000 м-коду.
До сходу крісла з напрямних автоматика живиться від бортового джерела, а після від автономного джерела живлення 16.
У разі зникнення бортового живлення інформація від борту до автоматики крісла не надходить. Катапультування проводиться при висмикуванні ручки катапультування 8 і система автоматичного управління в цьому випадку, що працює в автономному режимі, формує певну функціональну конфігурацію крісла. Проходження команд забезпечується від автономного джерела живлення 16. При цьому завжди забезпечується введення дефлектора, стабілізуючих штанг, включення основного порохового двигуна, блокування включення додаткових порохових двигунів та видача постійної затримки тимчасової на введення рятувального парашута.
Катапультне крісло, що містить сидіння, заголовник зі стабілізуючими штангами і розміщеним у ньому рятувальним парашутом, стріляючий механізм, дефлектор, основний пороховий ракетний двигун з їх системами введення в дію, систему автоматичного керування кріслом, що відрізняється тим, що воно додатково забезпечене автономним джерелом додатковими пороховими ракетними двигунами, встановленими на задній поверхні заголовника, а система автоматичного керування кріслом містить датчик ходу катапультного крісла, барореле, вимірювач прискорення, що діє вздовж поздовжньої осі крісла, блок комутації та виконана з можливістю формування та видачі команд на включення стріляючого механізму, дефлектора стабілізуючих штанг, порохових ракетних двигунів, повороту основного ракетного двигуна та його сопл за інформацією про параметри та режимипольоту літака і за сигналами від датчика ходу крісла, вимірювача прискорення, що діє вздовж поздовжньої осі крісла і барореле, при цьому виходом блоку автоматичного керування кріслом є вихід комутатора, який з'єднаний з системами введення в дію дефлектора, стабілізуючих штанг, рятувального парашута, основного порохових ракетних двигунів та системою повороту основного двигуна та його сопел.