CN104627378B - 直升机海空故障停车时的安全降落装置 - Google Patents

Abstract

本直升机海面上空故障时的安全降落装置发明由安装在机身底部的底翼和空气储罐等组成。底翼里装置着水面浮艇，故障停车时，启动底翼里的冷爆弹，水面浮艇会立刻弹出底翼并充气垫衬在直升机下面，同时，空气储罐会在几秒钟内给浮艇充气，从而使飞机安全降落在海里。除外，安装上本发明所述的装置后，不但能保证飞机在海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。

Description

直升机海空故障停车时的安全降落装置

技术领域

直升机海面上空故障时的安全降落装置，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，逃生时，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高空故障停车后不能安全降落的问题，提供一种一旦直升机在海面上空故障停车时，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。

本发明所述的直升机海空故障时的安全降落装置安装在飞机下方起落架之中，由于身处机身的底部，并且是具有机翼升力功能的海面救生装置，故取名为“底翼”。底翼里装置着水面浮艇。底翼的形状可以是圆的、椭圆的，也可以是长方形、三角形的等等，其宽度比起落架小，其长度与机身相当，凹弧面向下，凸弧面向上，如此等于给飞机增加了一个机翼，可大大增加飞机的升力，至少也能抵消掉飞机因增加了一套底翼等装置而给发动机增加的额外的负担；又由于该底翼身处机身的底部，所以可以有效地躲避飞机旋翼向下的风的压力（俗称下洗风力）而给飞机造成的升力损失，比另外给直升机加装两幅暴露在旋翼下洗风压力下的翅膀的升力效果要好得多。当飞机在海面上空故障停车后，启动底翼里的冷爆弹，水面浮艇会立刻弹出底翼并充气垫衬在飞机下面，同时，安装在起落架外侧机身下方的空气储罐会在几秒钟内给浮艇充气，从而使飞机安全降落在海里——由于水面浮艇设计独特，因而即使飞机在离海平面很低的空中故障停车，只要有一两秒钟的弹射浮艇的时间，之后即使飞机连同浮艇一起像石头一样扎进水中，充足了气体的浮艇也会在十秒钟内将飞机托出水面。

附图说明：附图为本发明的结构示意图，1为机身，2为起落架，3为底翼，4为翼底，5为翼盖，6为水面浮艇，简称浮艇，7为浮艇弹射弹，也称浮艇冷爆弹，8为浮艇弹射弹无线天线，9为强力筋，10为联接杆，11为空气储罐，12为充气管道，13为浮艇弹射手动控制线，简称手控线，14为浮艇弹射控制器，简称控制器，15为旋翼，16为浆毂，17为旋翼动力轴。

具体实施方式：本发明的具体实施方案是在起落架2的中间安装底翼3——包括在起落架2与机身1的底部之间安装空气储罐11。

底翼3通过联接杆10安装在直升机下方起落架2之中，其翼底4的上部安装着强力筋9，强力筋9的上方叠置着水面浮艇6，水面浮艇6里裹置着浮艇弹射弹7，浮艇弹射弹7的一端通过手控线13与机仓内的浮艇弹射控制器14相连，另一端与浮艇弹射弹天线8相连，水面浮艇6的上方覆盖着翼盖5，翼底4与翼盖5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，空气储罐11安装在起落架2外侧机身1下方并通过充气管道12与水面浮艇6相连。当直升机在海面上空停车时，底翼3里的浮艇弹射弹7会在1秒钟之内将水面浮艇6弹射出底翼并快速张开垫衬在飞机下面，同时，空气储罐11会通过充气管道12在几秒钟内给水面浮艇6充气，从而使飞机安全降落在海里。

底翼3里面装置着水面浮艇6，底翼3的外形是一个上弧面大于下弧面即翼盖5的弧面大于翼底4的弧面的盒状体，其形状既可以是圆的也可以是椭圆的，既可以是三角形的也可以是正方形、长方形的，还可以是梯形或者菱形的，一般以圆形、椭圆形和长方形居多；翼底4的底面可以是一个平面，也可以是一个向上略微凹进的弧面，其宽度比起落架小，其长度与机身相当，凹弧面向下，凸弧面向上，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，当空气从底翼3的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，故气流会对底翼底4产生一个向上

的托举力即升力，该托举力可以通过公式升力=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，该底翼3在飞机正常飞行的状态下，等于给飞机增加了一个不小的机翼，可大大增加飞机的升力，其给飞机带来的升力大大高于底翼3及其内置物的重力，至少也能抵消掉飞机因增加了一套底翼以及空气储罐而给发动机增加的额外的负担；又由于该底翼身处机身的底部，所以可以有效地躲避飞机旋翼向下的风的压力（俗称下洗风力）而给飞机造成的升力损失，比另外给直升机的机身两侧加装两幅暴露在旋翼下洗风压力下的翅膀的升力效果要好得多。所以，给直升机加装上该底翼3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。

空气储罐11是一个由不锈钢或者碳纤维材料制作的充满压缩空气的罐状体，安装在起落架2外侧机身1下方并通过充气管道12与水面浮艇6相连；为了尽可能减少空气储罐11的重量，增加其安全性，故选择的压力不能太大，里面充装的空气足够水面浮艇6托起飞机的重量就行。

水面浮艇6是一个既能连同坠落的飞机一起钻入水中，又能从水中将坠落的飞机浮出水面的救生浮艇，由众多大小不等的气球连接而成；为了防止气球充满气后因为某一个气球破损而使所有的气球漏气，故在每一个气球里都设置一个类似于自行车气门芯功能的气门嘴，只能进气，不能出气。当飞机从高空中坠落时，巨大的动能就是坚固的钢铁救生艇都可能洞穿，更何况是橡胶之类的充气材料呢！所以，最佳的办法，就是让坠落的飞机连同已充气打开或者尚未完全充气打开的浮艇一起就象太空返回舱似的先溅落水中，然后再在10秒钟左右浮出水面等待救援。

综上所述，直升机在安装上本发明所述的海面上空故障停车时的安全降落装置后，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 (3)

1.直升机海面上空故障时的安全降落装置，由机身(1)、起落架(2)、底翼(3)、底翼底(4)、底翼盖(5)、水面浮艇(6)、浮艇弹射弹(7)、浮艇弹射天线(8)、底翼强力筋(9)、底翼联接杆(10)、空气储罐(11)、充气管道(12),浮艇弹射手动控制线(13)、浮艇弹射控制器(14)、旋翼(15)组成，底翼底(4)的上部安装着底翼强力筋(9)，底翼强力筋(9)的上方叠置着水面浮艇(6)，水面浮艇(6)里裹置着浮艇弹射弹(7)，浮艇弹射弹(7)的一端通过浮艇弹射手动控制线(13)与机仓内的浮艇弹射控制器(14)相连，另一端与浮艇弹射天线(8)相连，水面浮艇(6)的上方覆盖着底翼盖(5)，底翼底(4)与底翼盖(5)通过粘接或者铆钉铆合或者螺栓与螺母紧固方式联接在一起，空气储罐(11)安装在起落架(2)外侧机身(1)下方并通过充气管道(12)与水面浮艇(6)相连，其特征在于：底翼(3)通过底翼联接杆(10)安装在直升机下方起落架(2)之中。

2.权利要求1所述的直升机海面上空故障时的安全降落装置，其特征在于：所述的底翼(3)是一个上弧面大于下弧面即底翼盖(5)的弧面大于底翼底(4)的弧面的碟状盒，其底翼底(4)的底面是一个向上凹进的弧面。

3.权利要求2所述的直升机海面上空故障时的安全降落装置之底翼(3)，其特征在于：所述的底翼(3)的形状是正方形或长方形的。