CN1010089B - 加速打开和(或)使航空装置加速开伞的装置 - Google Patents

Abstract

加速打开和(或)使航空装置加速开伞的装置，如降落伞、方形或滑翔降落伞及其他的这种装置。它在伞盖的底部和沿着伞盖的周边上有一气室，此气室有软管形成气密性的折边，它在操作状态下，处于高压空气的作用之下，因此，当伞套被打开，此气室在很短的时间内外撑，此航空装置在翻落仅20-30米后即打开。

Description

本发明涉及一种加速打开和（或）使航空装置加速开伞的装置，如降落伞、方形或滑翔降落伞，滑翔机（牵引滑翔机）和其他装置。本航空装置的安装取决于它的构形，特别是取决于它朝着空气流这一边用折边或卷边截留空气的末端边，上述装置安装有许多条吊伞索或索带，它们都引向上述的折边或卷边。

飞行时最多的致命事故发生在低空飞机坠毁事件或在飞行事故中要求极短时间内打开救生降落伞，以及（或）发生在从飞机上跳离的时间极其有限的情况下，这就意味着，这些事故发生在离地面只有20-30米的高度，几乎没有任何机会打开降落伞，因此，致命的事故就不可避免。

已发表的带有快速打开降落伞的装置是用一火箭装置把降落伞从伞套中拉出，伞盖和吊伞索在极短的时间内被打开。这些装置的一个缺点是降落伞与空气流的相对速度小的话，伞盖打开仍会慢，另一个缺点是火箭潜在的危险性。

另一现有技术是在装置中安装一个弹射器，并从伞套中打开一个辅助降落伞以有助于打开主降落伞。辅助降落伞的空气阻力加快了把伞盖和吊伞索从伞套中拉出的速度。此装置的一个缺点是实际上辅助降落伞的尺寸是受到限制的，而且拉出力取决于降落伞和空气的相对速度，它也要求对伞盖充气。

已知的另一种降落伞，其伞盖和吊伞索从伞套中被拉出和开伞如上所述是靠一火箭装置或辅助降落伞，而其中实际上打开伞和充气作用是靠穿过一个直接安置在伞盖边缘下的圆环的吊伞索来加速的。此圆环中装有炸药，当吊伞索与伞盖被外拉到足够长度时，其中火药起爆，这一起爆作用使整个圆环体对每一根吊伞索都起到曳拉作用，避免了以往的每一小部份外缘只对每单根吊伞索起作用的缺点，圆环体与吊伞索随即甩开，由此，伞盖在空气流中能迅速打开，它的缺点也 是此装置潜在着危险性，结构十分复杂。

另一种已知的解决降落伞从其伞套中较快被曳拉出的方法是用一个被加速的飞锤，此飞锤可被弹簧、炸药或压缩空气加速。通常此锤是缚在降落伞的顶尖上。同样它也有一缺点，即伞盖的充气作用未被加速。此飞锤对人和设备都造成很大的危险。

另一种已知的用于快速打开降落伞的装置，具有一些安装成从伞盖顶尖开始向外辐射状的软管（圆管），这些软管是用制降落伞的纤维聚编而成的。在一开始打开降落伞时，压缩空气从一受压容器中通过阀门导入软管，软管随之扩张，这种装置的缺点是伞盖的充胀需要相应长的时间，因而在低空和危险飞行条件下从飞机中逃离而安全着陆也是不可能的。

另一种已知的装置是一个圆环状的软管（圆管）用带子缚在伞盖的周边上，伞盖被折叠在伞套中，在开始打开降落伞时，通过一个阀门，用压缩钢瓶中的气体将软管充胀。此装置的缺点是，实际上吊索和伞盖常规地从伞套中拉曳出和张开还需要一个相应长的时间，由于要包括充胀这些软管所实际需要的附加时间。

另一种已知的这种发表过的装置的改进物是，在伞套中装有在低压下可以被充胀的软管，对降落伞的折叠方法无特殊要求。它的一个缺点是伞盖必须以通常方法从伞套中拉出，并且不能保证伞盖万无一失地张开。

当飞行员必须从低飞的航行器中逃离或者从低高度的飞行装置中用降落伞跳出时，确实很少有安全着陆的机会。常用的降落伞的缺点是飞行员本身就感到涉身于高度危险之中，特别是在飞行中的危险时刻，也就是跳伞和着陆的时候。

使用通常的降落伞时，开伞顺序通常是先用一辅助降落伞从伞套中先把伞盖 拉出，随后再曳出吊伞索，被拉曳出的伞盖和吊伞索毫无控制地完全暴露在空气流中被吹拉，直到降落伞张开。因此，降落伞随风飘移，有可能会被缠到飞机上去。

本发明的目的是进一步开发一种装置，用于航空装置的加速打开和加速开伞，例如降落伞，方形或滑翔降落伞、滑翔机（牵引滑翔机）及其他装置，这些装置对于降落伞从伞套中曳拉出的时间有限制，而打开降落伞的时间可减少到即便从低空如20米的高度，在起始速度下坠落，也可以保征安全着陆。伞盖的快速打开和撑开充胀，使得吊伞索即刻伸直，因而防止了被其他吊伞索或飞机缠住之事件的发生。这种装置还可以省去从轻型飞机即牵引滑翔机中跳离所需的时间，因为这种装置将与飞行员一起跳离而保存下来。

本发明的目的是通过以下方式来实现的：取一种在开始时提到的类型的航空装置，此装置安装有一个软管（圆管）形的气室，它至少沿着折边或卷边之周边的一部份安装，此气室还装有用以充气和隔绝的阀，此航空装置在操作条件下用高压空气充胀。

这些特点，不仅有效地解决了以前发明中存在的问题，而且还有新的优点，即它对于各种情况下发生的事故，都可以保证被救飞行员的安全。此外，本装置操作简单，甚至没有跳伞经验的人员用这样的降落伞，方型降落伞或其他这种类型的装置，也可被救，进而避免了事故的发生。

两种本发明的可能采用的典型装置以下图示意简述：

图1.是组成一个降落伞的下降中的航空装置的前视图。

图2.是图1降落伞的俯视图。

图3.是在其中装有降落伞的伞套的俯视图。

图4.是另加的装有吊伞索的图5的俯视图。

图5.装有降落伞周边的折边上之前已撑直的软管（圆管）的俯视图。

图6.方形降落伞组成一个下降着的航空装置的透视图。

图7.在卷边上装有可充气软管的方形降落伞的一个气腔的机翼剖面示图。软管充胀指向机翼剖面的导向鼻。

图8.如图7所示机翼剖面示图，其中软管没有充胀到机翼剖面的导向鼻。

图9.限时开伞器的前视图，它在降落伞张开之前把吊伞索聚集在一起。

图10.图9所示限时开伞器的放大结构示意图。

根据本发明所述的装置装在一个圆罩型降落伞上，具体说装在伞盖2上，吊伞索3与一个用快速打开伞盖的气室4和至少一个限时开伞器5和伞套6，伞盖2和吊伞索3以及开伞索在尺寸和材质特性的要求上与通常的结构要求类似。伞盖2的底部区域内至少有一个用作于快速打开盖2的气室4，此气室由软管（圆管）形气室构成，气室充胀以后至少超过伞盖底部7的周边的较大部位。

气室4要么在伞盖2的底部7处组成软管（圆管）形的边缘，要么构成一撑架，以使单个的软管（圆管）8穿过上述的折边。

当折边本身构成气室4时，它由一种增强的耐撕裂的纤维组成，具有平滑的外表层和有特殊衬里要求的内表层，保证气室对外防止渗漏。气室4可以在充胀后只超过底部7的部分周边，也可以在充胀后全部环绕底部的周边。此时，它将形成一个不完全封闭的圆圈。气室4或折边的自由端9、10要采用气密封合，可以用高融焊法或者采用固体塞栓。以这种方式安装的气室将配有至少一个阀门11以及在降落伞操作情况下，用高压空气即5-15巴的空气充胀。折边本身永久性地固定在伞盖2上，按一般规定，被缝上或用其他方法牢固地连接在伞盖2上。

为了防止在张开伞盖2时，用空气充胀的气室4即软管（圆管）会发生失控的充胀，建议软管的自由端9、10用绳索系连住。

折边以前面已阐述过的这种方式固定在伞盖2上，由于受空气压力的支配，趋向于撑直，在开伞时，它将利用空气瞬间充入其中之结果，扩张伞盖2，使它充胀开。气室4或折边则保证了伞盖2在翻落之后，在很短时间内被张开，减缓了降落速率。

由单个软管（圆管）8组成的气室之功能与整体组合在折边上的气室4类似，此软管8可以穿过一个圆管形的折边或者也可以穿过一些孔眼，以保证系牢在伞盖2的底部7上。

软管（圆管）8本身的结构是耐撕裂的，和折边一样地用高压空气充胀，在开降落伞过程中，它也瞬间张开即朝外撑开，使伞盖2张开，开始滞减下降速率，好象空气截留它的效果一样。

同样，软管（圆管）8也可以组装成基本上是在伞盖2底部7周边上的一个圆环，它可能在充胀后只围绕周边上的一部分。软管8的自由端9，10将与（整体）折边一样地被气密封合，并且用绳索系连住或者牢固地固定在伞盖2的周边上。在软管8上的压缩空气阀11将保证使软管用压缩空气充胀，这同气密折边（整体）的情况一样。

当把降落伞装填起来时，伞盖2最好用下述方式折叠，即：吊伞索3的一半置于外部，气室4即软管（圆管）8或折边（整体）折成弯折形。气室4即软管8或折边呈平展状弯折，以一边排着一边地折起，不要一边叠上另一边，如图3所示。

根据本发明，伞套6可以用一种弹性材料，如玻璃纤维增强塑料的平板12制成。角形物14固定在右侧或左侧的一个棱角13上，以起增强作用。吊伞索从伞套 底部进线，绕圈数少于8圈。一条连接吊伞索3末端和被援救物体16的连接带15系缚在一侧。

呈一边排着一边的平展状弯折的软管8被装扎在吊伞索3上，处于伞套6的底部位置，装扎之后它必须将吊伞索完全覆盖。阀门11放置于平躺在边棱13上，在其顶部聚集着伞盖2的编织物，折叠程序的正确与否的重要性处于第二位。

合拢伞套6，平板12形成拱曲状，它是用头朝外的增强的角形物14使之合拢而成。连接带15环绕在拱曲状包装物中间呈紧密状以便很容易地和很快地打开锁合物。伞套6由弹性材料制成，所以在打开锁合物时，伞套瞬间弹开而释出降落伞。从伞套6中伸出两只环17或钉扣以把此整个伞套扣系在物体16上，如扣在跳伞员，牵引滑翔机或超轻型飞机上。

在跳伞员使用时，此拱曲形伞套体通常系牢在他的背上，与身体平行。如用在牵引滑翔机与超轻型飞机上，伞套体可朝着飞行方向放置，例如，放在机身上。从想把气流阻力减至最小的观点来看，带开口的伞套6可封放在一个朝着飞行方向呈半球形的罩仓内，而此拱弯形伞套的后末端带上一个圆柱体。

当伞套6被合拢后，空气将以高压状（6巴或更高）通过阀门11导入气室4即软管8或折边。气室4充胀而将整个伞套包装物占满。伞套6实际上处于很高的张力状态。因此，将气室4或软管8充气后，它们将趋于撑直。这种弯折充胀排列型状也将使软管产生一个打开伞套的辅助压力。在气室4或软管8被充胀之后，一个检测仪器可能被安装在软管通向阀门11之间以便在任何时候方便地检测在气室4中或软管8中的压力。

连接带15从要打开的伞套处连向要援救的人员，或者根据需要与要使之安全着陆的设置相连。如用在飞机上，例如用于水上飞机、超轻型飞机或牵引滑翔 机，此降落伞包较可取的位置是放在机翼之上，在飞行时阻力小，或者可使它自撑，此种方式，可避面它缠绕在飞机16上。

连接带15以集束状装填起来并带有一个附加的快速打开装置，此装置可以自行独打开。如降落伞在低空开伞，连接带15保持集束状，被援救的人员或飞机可直接悬挂在降落伞下。当从较高的高度翻落时，也可以用一个快速打开装置打开降落伞，延伸连接带15。因此在降落伞下的飞机将被悬挂在离开降落伞较远的位置下，这也是很方便的。

用于速度很快的飞机上时，需要降落伞在最初时只有部分打开，以防上吊伞索3散伸开而超过它们整个长度，这样也可以防止人员即飞行员的突然和强烈地减速。只有当制动力变成小于预设的弹力时，一个弹簧才会触动而打开一个滞开装置，以使吊伞索放至全部长度，因而伞盖2才可以全部打开。

在打开降落伞时，伞套6将会飞开而使伞盖2瞬时敞露。由于气室4即软管8的折叠构型以及折叠后的软管有着象弹簧一样朝外伸直的趋势，伞盖2的编织体以及软管8将几乎在同时从伞套中被弹射出去。一旦全部的以弯折形装填起来的软管8从伞套6中被弹射出去之后，它们由于存在其中的空气很高的压力作用，即刻扩张开，形成一个圆圈或者圆圈形状的构型体。这也将使得吊伞索3的大部分被瞬即同时从伞套6中拉出来而散伸开，在空气阻力能全部作用到伞盖2之前，降落伞已经打开并充胀好。

甚至在连接带15上最轻微的拉曳力也会同时辅助吊伞索3的散伸。根据在气室4或软管8中空气压力的大小以及软管直径和降落伞的尺寸，降落伞的全部打开将小于0.5秒。

除一个通常用的手动打开装置之外，也可以安装一个自动打开装置，它可 以在特殊情况下，例如在滑翔机机翼折断的时候起作用。又例如在牵引滑翔飞行员的背带装备可以固定在连接带15上并且连到吊架上，在其末端装上一个或两个吊环。如果牵引滑翔机飞行员在他跳伞之前忘记钳夹在连接带15上，他也可以拉吊环17，打开降落伞，援救自己的生命。

以降落伞2类型出现的本发明装置的改型物，可以应用在方形降落伞、滑翔降落伞以及其它装置上。

在此情况下，方形降落伞19由一个个单独的气腔20组成，气室4可装在连接缝处，在那里气室可安装成使气腔成机翼剖面之形状，如图7与图8所示。根据方形降落伞19所期望的滑翔能力，此机翼剖面可组成使之导向缘圈成流线形，基本上成封闭型或者也可以呈开放型。前者，此剖面只有在导向缘上有一个小孔21以导入空气，后者，它可以有一个较大的孔22使空气流入。单独气腔20，也可能与位于在它们侧壁上的每一个通孔23相联通。

气室4也可以帮助起增强作用，并且（或者）帮助方形降落伞的定型，它可以被安置在这种降落伞的不同位置上，例如，可安置在开口区，即气腔20的末端，或者在它们的侧壁24上，如图示，或者也可以安装在机翼剖面的顶25上或底26上以及与这些有关的部位。

换句话说，气室4的布置与许多条件有关，一方面它取决于方形降落伞的构型，另一方面它取决于所需的滑翔比。

注意这种方形降落伞19的吊伞索3，它们可以装上一个限时开伞器5，但也常常可以省去，因为对于这种方形降落伞19来说，按照常规，总是提前开伞，而后再跳伞的。

限时开伞器5为的是成功地打开吊伞索3，在原则上可以用各种不同的方 法构成，下面只阐述可能有的各构型结构的其中的一个。

这种构型情况如图9和图10所示，吊伞索3与降落伞2被一个圆环形圈27组合一起，此套圈与其中某一根吊垂索呈永久性固定。在套圈27下面，有一个垫衬体28，用一根棒或一个圆管固定在上述同一根吊伞索上，一个弹簧体29安装在与棒或圆管平行的位置上。此弹簧体29可以是一个螺旋形弹簧，或者是一根橡胶带，它们的一端与垫衬体28相固定，另一端通过吊环30连到一个钉扣31，钉扣31穿过位于套圈27自由端上的通孔32，一个紧固销钉33装在同一根吊伞索3上以防止弹簧体29收缩而过早地由套圈27使之打开吊伞索3。

如果随后此紧圆销钉33从它的销扣处34拉出而吊伞索3被散伸开，此弹簧体29将同时瞬间打开，而后，此弹簧体29将立即收缩，使得销钉31从套圈27上的通孔32中拔出。一旦销钉31从套圈27上的通孔32中拔出后，吊伞索3就辐射状地散伸开以使降落伞或相应的伞盖2打开。因此，吊伞索3的打开也可以发生在这样的时刻，即下降速度被稍有阻滞，以至有一个较小的重力负荷作用在人员或负载物16上，如有这样的情况，伞盖2将会立即打开。弹簧体29采用橡胶带为好，也可以采用这样的装置，把一个圆管作为垫衬体，橡胶带最好装在圆管中。

另有一种上述限时开伞器的改型装置5，可以用一个重锤固定在吊伞索3上，放在销钉31的紧固位置，它可以与相应弹力的弹簧体29平衡。如果重力负荷有所增加，重锤力相应有所增加，销钉可被打开。例如，增加1克重力负荷，重锤力增加80公斤增加4克重力负荷，重锤力增加320公斤，依次类推。如上述的限时开伞器5可以被安装在几根吊伞索3上，这样当下降速度起作用时，吊伞索就可以成功地被打开。

类似于这样的限时开伞器5，可以装一个圆环，围绕住所有的吊伞索3而与 一根中间的吊伞索固定，由跳伞员自由地上下拉动。根据这个圆环的相应高度的不同，吊伞索3可以呈辐射方向地散伸开得多一些或少一些，则下降速度也可以改变。这种可能性要求这部分的跳伞员通过一定量的实践。

同样，有下述情况，可能为了限制一个航空装置19即一个降落伞2的重力负荷，此类降落伞装有一根俗称中心吊伞索的装置，利用此中心吊伞索本身来限制重力负荷。在这种情况下，中心吊伞索将被集束起来，并且减短，例如，用一个紧急保险环，类似于套圈27和装一个延迟开伞装置5（见图10），以在足够低的重力负荷存在下打开紧急保险环。由于这些特征，实际上只有当延迟开伞装置5被紧急保险扣27打开时，在自由翻落的情况下的伞盖2的转换中心才打开而允许伞盖全部充胀。

当然，这种限制重力负荷的方法，可以用按顺序安装几个延迟开伞装置来达到分步产生动作的效果，或者采用一个限制装置，它是通过制动器来分步地打开中心跳伞索的。

这种制动器可装有一个重锤和一个压力臂。此重锤会根据重力负荷的变化产生一个较大或较小的下曳力。此压力臂铰接在它上面，对于形成象一根狭条的中心吊伞索产生摩擦夹紧作用。

中心吊伞索采用狭条状是有优点的，其一就是它容易和其他吊伞索3区分开来，另一优点就是在跳伞着陆时和在地平面上有强风的情况下，它可以更容易地利用拉这一支撑物的方法，很快地收卷伞盖2以防止跳伞员被风沿着地面曳拉。

Claims (19)

1、加速打开和(或)使航空装置[例如降落伞、方形或滑翔降落伞、滑翔机(牵引滑翔机)及其他]加速开伞的装置，所述航空装置，根据其构型的不同，特别是在伞盖的侧边或者面对着截留空气介质的末端装有折边或卷边，并装有载负荷用的多根吊伞索，这些吊伞索从上述的折边或卷边上引下，在伞盖的周边上缚有圆环状，可以通过阀门和导管在开伞时充入压缩空气的软管(圆管)，其特征是本发明提出的装置有软管(圆管)型气室(4)，它至少部分地沿着折边或卷边的周边安装，所述气室(4)上装有充气和隔绝的阀(11)，本发明提出的装置还配备有弹性材料制成的伞套(6)，在航空装置的操作条件下，所述气室(4)已被高压空气充胀，并被压装在弹性材料制成的伞套(6)中。

2、一种根据权利要求1所述的装置组成的降落伞的航空装置，其特征是折边装在伞盖（2）的底部区域，此折边整个地构成本装置的软管（圆管）形气室（4）。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征是折边组成软管（圆管）的形状而且其中包括一个可充胀的软管（圆管）（8）。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征是折边的外侧面由耐撕裂的纤维构成，折边的内侧面由不渗气的内衬构成。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征是气室4基本上是一个封闭的圆环，装在折边和（或）卷边的周边的较大部分区域上，它的末端可以气密封合。

6、根据权利要求1所述的构成一个滑翔（方形）降落伞的航空装置，由多个侧壁互连的气腔组成，这些气腔特地制成一端开口而另一端封闭，其特征是气腔（20）至少在它们的顶部区（25）与气室（4）组合。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征是除了在顶部区（25）上之外，还有另外的气室（4）装在底部区（26）和（或）在横向筋上，和（或）在与这些部分相连的侧壁（24）上。

8、根据权利要求6所述的装置，其特征是软管形（圆管）气室（4）组成一个机翼剖面，其充胀以后超过特定气腔（20）的所有长度，此机翼剖面软管装在气腔的两侧。

9、根据权利要求1所述的装置，其特征是气室（4）由一个纤维编织的软管（圆管）和一个装在其中防止位移的塑料或橡胶管组成，这些软管（圆管）装在折边或卷边上。

10、根据权利要求1所述的装置，其特征是气室（4）由折边或卷边和一个插在其中的塑料或橡胶软管（圆管）组成。

11、根据权利要求1所述的装置，其特征是气室（4）是由构成像圆管状的带状织物组成，在此带状织物中，包括一个气密软管（圆管）并组成折边和（或）卷边。

12、根据权利要求1所述的装置，其特征是至少有一个限时开伞器（5）装在负载物（16）和本航空装置（伞盖2、方形降落伞19）之间，此限时开伞器只有在达到予设置的重力负荷（加速度力）时，才使吊伞索辐射状地散伸开。

13、根据权利要求12所述的装置，其特征是此限时开伞器（5）由一个与一根吊伞索（3）固定并将其它吊伞索环绕起来的圆环型套圈（27）以及一个能从套圈上的通孔（32）中被拔出来的销钉（31）组成。

14、根据权利要求13所述的装置，其特征是限时开伞器（5）是由一个装在一根吊伞索（3）上的垫衬体（28）和与后者平行的弹簧体（29）（橡胶带、螺旋弹簧）以及一个紧固销钉（33）组成，此紧固销钉可以消除（或开释）弹性张力并且此紧固销钉（33）如垫衬体（28）一样，与同一根吊伞索（3）固定，当此吊伞索被伸延，紧固销钉从其锁扣处开释。

15、根据权利要求14所述的装置，其特征是垫衬体（28）是一根圆管，吊伞索（3）穿过此圆管并至少有一端固定在此圆管上，弹簧体（29）也穿过此圆管，弹簧体的一端固定在圆管上，另一端固定在紧固销钉（33）上。

16、根据权利要求1所述的装置，其特征是气室（4），至少在一端上装有一个使它充气的阀（11）。

17、根据权利要求16所述的装置，其特征是阀门（11）的末端正对着充气开口端带有螺纹以装上两块夹紧在气室（4）末端的压板，装上气密垫圈和压紧这些板的螺帽。

18、根据权利要求1所述的装置，其特征是至少此降落伞的伞盖（2）、气室（4）和吊伞索（3）可以被装填到伞套（6），装入后此气室[折边和（或）软管（圆管）]折成弯折形并填在伞套的底部区（12），气室[折边和（或）软管（圆管）]所有的弯折部份的外撑力都作用在打开伞套的方向。

19、根据权利要求18所述的装置，其特征是伞套（6）是由弹性材料制成的板装配成，此伞套被合拢后而合拢形成拱曲体，它用至少一个锁合装置保持锁合，特别是此锁合装置由带有一个在伞套中间的锁合装置的连接带（15）组成。

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