CN104627371A

CN104627371A - 直升机高空故障停车时的安全降落装置

Info

Publication number: CN104627371A
Application number: CN201310561510.1A
Authority: CN
Inventors: 王学礼; 王雅飞; 刘旭英
Original assignee: Yinchuan Shanghetu New Technology Development Co Ltd
Current assignee: Yinchuan Shanghetu New Technology Development Co Ltd
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本直升机高空故障停车时的安全降落装置由安装在旋翼上方的顶翼[1]等组成。顶翼内装备着降落伞，正常飞行时，顶翼随着旋翼一起转动，故障停车时，降落伞会在冷爆弹的作用下一秒钟弹射出顶翼并且打开，从而使飞机缓缓降落地面。除外，在直升机上安装本发明所述的装置后，不但能保证飞机高空故障停车时安全降落，而且还会增加飞机的升力，减小旋翼的负担，降低飞机的能耗，减少二氧化碳的排放量，实在是一件利国利民的大好事情。

Description

直升机高空故障停车时的安全降落装置

技术领域

直升机高空故障停车时的安全降落装置，属于航空器材类。

背景技术

当今世界，众多的研究机构和飞机制造厂家都一直在为如何制造出空中故障时安全降落的飞机而挖空心思、绞尽脑汁、想尽一切办法，且不断投入巨大的人力和财力努力着，但是，空难还在继续、悲剧还在上演，每次空难，不但让遇难者家属痛不欲生、不但给国家带来巨大损失，而且也给航空业的声誉带来恶劣的影响。原因是由于飞机在高空中飞行，恶劣的气候影响、闪电雷击、飞鸟碰撞、机械故障以及油路过热导致起火等各种原因致使飞机停车不能正常飞行的因素实在是太多太复杂，所以，飞机失事仍难以避免……

2004年，美国太空总署拨款67万美元与美国弹道防御系统公司合作研究，设计新一代可使用于小型飞机的紧急降落伞系统，该降落伞系统装置在小型飞机后座的后面，靠人手操作，利用火箭弹射出，可在1秒之内快速张开。当飞机失控时机长可打开降落伞，降落伞的强力绳索系住机翼、机身和机尾，可令飞机安全降落地面。但该降落伞只能用于速度低、超轻型的小飞机，对于重量超吨、时速900公里的喷气式客机没有帮助。

至于直升飞机的空中停车的安全降落问题，至今鲜有报道。这是因为直升飞机上有旋翼，后有尾翼，既无法像给小型飞机那样拴上降落伞，也很难像战斗机弹射座椅那样将飞行员直接弹离飞机……所以至今，直升机的乘员逃生问题，只有前苏联研制过武装直升机降落伞方式，跟战斗机的弹射逃生类似，逃生的时候，旋翼上的爆炸螺栓会先把旋翼炸飞脱落，然后将飞行员弹出座舱，目标是以人为本挽救飞行员，至于飞机值多少钱以及是否还有其他乘客就都不管了。目前，全世界现役的直升飞机只有俄罗斯的卡50有上述的弹射座椅。至于民用直升机，别说是空中停车后乘员的逃生问题了，就是飞行员开伞落地的方式，也没见报道过。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述直升机陆空海空故障停车后不能安全降落的问题，提供一种一旦空中故障停车时，飞行员、安保员、服务员甚至一般乘客均可操纵的安全降落装置，既挽救乘客，也挽救飞机。

本发明所采取的方法一是在直升机旋翼的上方安装一个类似于飞碟“UFO”的碟状盒——“頂翼”，盒内装备着降落伞，飞机正常飞行时，“飞碟”随着旋翼一起转动，而当直升机故障停车时，“飞碟”里的降落伞会在冷爆弹的作用下，一秒钟内弹射出“飞碟”并且张开，从而使飞机缓缓降落地面；为了防止旋翼在降落伞打开时旋绞伞绳使降落伞失效，“飞碟”里专门设计了一套离合装置，该离合装置在旋翼正常旋转的情况下处于离开状况，使降落伞一直保持同“飞碟”同步旋转，而当降落伞弹射出“飞碟”后，在降落伞的拉拽力下，该离合装置立刻处于闭合状态，此时，无论旋翼转动与否，伞绳都不会受旋翼的影响而绞动，从而确保降落伞正常张开使用。由于“飞碟”的下端面是个平面或略微向上凹进，上端面是个向上凸起的弧面，如此就相当于在直升机的顶端加了个翅膀——“頂翼”的名称即由此而来，只要直升机正常飞行，根据伯努利流体力学原理，该頂翼就会产生一定的升力，正好弥补了直升机旋翼中心部位升力小甚至没有多点升力的缺陷，故不但不加重飞机的负担，还反而会增加飞机的升力，减小旋翼的负担，降低飞机的能耗，减少二氧化碳的排放量，清洁空气，实施环保。

附图：附图为本发明的结构示意图，[1]为顶翼即“飞碟”，[2]为翼底，[3]为翼盖，[4]为降落伞，[5]为伞绳，[6]为伞绳固定板，[7]为弹簧，[8]为冷爆弹，又称弹射弹，[9]为降落伞弹射遥控天线，[10]为推力轴承，[11]为蜘蛛状强力筋板，[12]为强力筋板固定螺栓，[13]为连接杆，[14]为旋翼，

[15]为浆毂，[16]为旋翼动力轴，[17]为降落伞弹射手动控制线，简称伞控

线，[18]为降落伞弹射控制器，简称控制器，[19]为机身。

具体实施方案：本发明的具体实施方案是在旋翼[14]的上方中央位置安装一套名为頂翼[1]的装置。

頂翼[1]是个有盖有底的圆盘碟盒状体，盒的中间装置着降落伞[4]等等，盒的空间由翼底[2]与翼盖[3]的不同的弧面连接在一起而自然形成；頂翼[1]通过连接螺杆[13]和浆毂[15]安装在旋翼[14]上方中央部位；由于頂翼[1]的下端面即翼底[2]是个没有弧度的平面或者向上略微凹进的弧面，上端面即翼盖[3]是个向上凸起的弧面且翼底[2]的弧面半径大于翼盖[3]的弧面半径，也就是说：翼盖[3]的弧面大于翼底[2]的弧面，小的凹弧面在下，大的凸弧面在上，故根据伯努利流体力学中关于“流速大压力小，流速小压力大”的原理，当空气从頂翼[1]的任意一边的边沿流向另一边的边沿时，底部弧面小，流速慢，压力大，而盖部弧面大，流速快，压力小，故气流会对翼底[2]产生一个向上的升力即托举力，该托举力可以通过公式即升力=机翼升力系数×1/2 ×空气密度×速度的平方×机翼面积求得。

根据计算，该頂翼[1]在飞机正常飞行的状态下，给飞机带来的升力大大高于頂翼[1]及其内置物的重力。换句话说，给直升机加装上该頂翼[1]后，不但不会加重飞机的负担，还反而会增加飞机的升力，减小旋翼的负担，降低飞机的能耗。又由于该頂翼[1]是个符合流体力学的光滑的碟流体，且处于旋翼的中央部位，故跟随旋翼旋转时给旋翼造成的旋转方向的风的阻力微乎其微，几乎可以忽略不计。

翼底[2]是个下端面是平面或略微向上凹进的薄壁圆盘碟状体，其顶部的中心部位即弧面的最高凸突部位向下冲压了一个直径不大于200mm的坑窝，以便装置轴承、弹簧及伞绳板等物件和起到强力的作用。

翼盖[3]是个上端面向上凸起的薄壁圆盘碟状体，其与翼底[2]连接时的弧面方向相同，其连接方式可以是粘接的，也可以是折边压合的，还可以是铆

钉铆合或者螺栓与螺母紧固的。

强力筋板[11]是一个类似于蜘蛛状的综合体，“蜘蛛”的“肚子”是个冲压而成的直径不大于200mm的坑窝，“爪子”即是它向外屈伸的强力筋板，其弧度与翼底[2]相同，以便与翼底[2]无缝相连，其数量或为3、4根，或为5、6根，或为8根，最多10根，其与翼底[2]的联接除螺栓螺母紧固的形式外，也可以采用粘接或铆、焊的形式以及粘、铆、螺栓螺母同时使用的形式，在其与翼底[2]相连所形成的坑窝腔里，依次装有弹簧[7]、推力轴承[10]和伞绳固定板[6]，在飞机正常飞行的情况下，推力轴承[10]和伞绳固定板[6]在弹簧[7]的推力下窝在翼底[2]中心的坑窝底部与頂翼[1]同步运动，一旦冷爆弹[8]弹爆掀翻翼盖[3]而使降落伞[4]弹射出頂翼[1]并且张开后，伞绳固定板[6]会在伞绳[5]的拉拽力下压缩弹簧[7]而使推力轴承[10]上移至与蜘蛛状强力筋板[11]的中心底平面靠拢并保持相对滚动的姿态，这样，无论旋翼[14]及頂翼[1]是否转动，都不会对伞绳[5]施加旋转的动力，从而不会使降落伞因为伞绳的旋绞而闭合失效。

頂翼[1]的安装及内部结构是：顶翼[1]通过联接杆[13]和浆毂[15]安装在旋翼[14]上方中心部位；其翼底[2]的上部通过强力筋板固定螺栓[12]安装着蜘蛛状强力筋板[11]；在翼底[2]和蜘蛛状强力筋板[11]组合而成的坑窝里依次安装着伞绳固定板[6]、推力轴承[10]和弹簧[7]；蜘蛛状强力筋板[11]的上方叠置着降落伞[4]；降落伞[4]里裹置着冷爆弹[8]，冷爆弹[8]的一端通过伞控线[17]与机仓内的降落伞弹射控制器[18]相连，另一端与伸出頂翼[1]或者布置在机舱里面的降落伞弹射遥控天线[9]相连——设置降落伞弹射遥控天线[9]的目的，是一旦机组人员操作固定在机仓某一地方的控制器[18]的按钮不方便，也可以使用随身携带的遥控器引爆冷爆弹[8]使降落伞弹射张开；降落伞[4]的上方覆盖着翼盖[3]，翼底[2]与翼盖[3]通过粘接或者折边压合或者铆钉铆合或者螺栓与螺母紧固等方式联接在一起。

综上所述，直升机在安装上本发明所述的高空故障停车时的安全降落装置后，一旦高空故障停车，机组人员甚至一般乘客都可以通过按动控制器[18]上的按纽使弹射弹爆翻翼盖射出降落伞并瞬间张开，使飞机缓缓降落地面。除此之外，直升机安装上本发明所述的安全降落装置后，不但能保证飞机高空故障停车时安全降落，而且还会增加飞机的升力，减小旋翼的负担，降低飞机的能耗，减少二氧化碳的排放量，清洁空气，降低环保成本，实在是一件利国利民的大好事情。

Claims

1.直升机高空故障时的安全降落装置，由顶翼[1]、翼底[2]、翼盖[3]、降落伞[4]、伞绳[5]、伞绳固定板[6]、弹簧[7]、冷爆弹[8]、降落伞弹射遥控天线[9]、推力轴承[10]、蜘蛛状强力筋板[11]、强力筋板固定螺栓[12]、联接杆[13]、旋翼[14]、浆毂[15]、旋翼动力轴[16]、降落伞弹射手动控制线[17]、降落伞弹射控制器[18]、机身[19]等组成，顶翼[1]通过联接杆[13]和浆毂[15]安装在旋翼[14]上方中央部位，其翼底[2]的上部通过强力筋板固定螺栓[12]安装着蜘蛛状强力筋板[11]，在翼底[2]和蜘蛛状强力筋板[11]组合而成的坑窝里依次安装着伞绳固定板[6]、推力轴承[10]和弹簧[7]，蜘蛛状强力筋板[11]的上方叠置着降落伞[4]，降落伞[4]里裹置着冷爆弹[8]，冷爆弹[8]的一端通过伞控线[17]与机仓内的降落伞弹射控制器[18]相连，另一端与伸出頂翼[1]或者布置在机舱里面的降落伞弹射遥控天线 [9]相连，降落伞[4]的上方覆盖着翼盖[3]，翼底[2]与翼盖[3]通过粘接或者折边压合或者铆钉铆合或者螺栓与螺母紧固等方式联接在一起，其特征在于：顶翼[1]通过联接杆[13]安装在旋翼[14]上方中央部位。

2.权利要求1所述的直升机高空故障停车时的安全降落装置，其特征在于：所述的顶翼[1]是一个大弧面在上小弧面在下即翼盖[3]的弧面大于翼底[2]的弧面的碟状盒，翼底[2]的底面可以是一个平面，也可以是一个向上凹进的弧面。