CN111572781B - 一种板式吸能抗坠毁座椅 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及直升机座椅设计制造技术领域，公开了一种板式吸能抗坠毁座椅，包括椅盆和椅腿，椅腿设有C型结构槽和抗坠毁组件；抗坠毁组件位于C型结构槽内；抗坠毁组件包括吸能板、滑动板和高度调节锁定板，吸能板位于滑动板和高度调节锁定板之间；高度调节锁定板开设有高度调节锁定孔，高度调节锁定板通过高度调节锁定孔与椅腿连接，吸能板包括固定端和活动端，吸能板的固定端与高度调节锁定板的下端连接；吸能板的活动端与滑动板连接；所述滑动板的两侧与所述高度调节锁定板相互卡合，滑动板通过螺栓与椅盆连接。本发明吸能平稳可控，减小了常规翻转管或扩张管式吸能器对空间的占用，同时提升了加工工艺性，提高了制作成品率。
Description
技术领域
本发明涉及于直升机座椅设计制造技术领域，尤其涉及一种板式吸能抗坠毁座椅。
背景技术
为提高乘员的生存率，直升机一般配置抗坠毁吸能座椅，在骨架和椅盆之间设置缓冲吸能器，吸能器应具有好的塑性变形性质，使得绝大部分撞击动能通过结构的大塑性变形和破坏过程被耗散掉，从而大大降低冲击力的幅值，减缓冲击效应。
比如，国家专利公开文献CN110171573A，名称为“万向吸能器驾驶员抗坠毁座椅及抗坠毁方法”，该发明包括：骨架(1)、椅盆(2)、万向吸能器(3)、第一垫块(4)、第二垫块(5)和连接杆(6)；所述万向吸能器(3)包括第一圆形钢板(3-1)、第二圆形钢板(3-2)和多个U型钣金件(3-3)；所述万向吸能器(3)设置于所述椅盆(2)和所述骨架(1)之间。目前国内的抗坠毁座椅主要采用翻转管或扩张管式吸能器，在使用中都存在以下问题：
翻转管或扩张管式吸能器尺寸较大只能布置在座椅骨架之外，占用空间，对座椅结构布置存在影响；
管壁厚度对吸能器的启动力值影响较大，需对其公差严格控制，但一味提高公差等级将导致废品率和成本攀升；
制作工艺复杂，无论是翻转管还是扩张管，都需要使用焊接工艺和预加工，且需要进行金属探伤，制作周期较长，且焊接工艺对供应商要求较高，不易控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种板式吸能抗坠毁座椅，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种板式吸能抗坠毁座椅，包括椅盆和椅腿，椅腿设有C型结构槽和抗坠毁组件；抗坠毁组件位于C型结构槽内，并能够在C型结构槽内进行滑动；抗坠毁组件包括吸能板(8)、滑动板(6)和高度调节锁定板(4)，吸能板(8)位于滑动板(6)和高度调节锁定板(4)之间；高度调节锁定板(4)开设有高度调节锁定孔(5)，高度调节锁定板(4)通过高度调节锁定孔(5)与椅腿(3)连接，抗坠毁组件在椅腿上的位置通过高度调节锁定孔(5)进行限定；吸能板(8)包括固定端(1)和活动端(2)，吸能板(8)的固定端(1)与高度调节锁定板(4)的下端连接；吸能板的活动端(2)与滑动板(6)连接；滑动板(6)的两侧与高度调节锁定板(4)相互卡合，滑动板(6)通过螺栓与椅盆连接。
进一步的，吸能板的固定端(1)与高度调节锁定板(4)的下端螺栓连接；吸能板的活动端(2)与滑动板(6)螺栓连接。
进一步的，吸能板为金属薄板。
进一步的，吸能板的上部呈弯曲状。
本发明的吸能原理为利用金属塑性变形原理来吸收能量。当活动端(2)受迫沿既定的方向运动，即滑动板(6)带动吸能板的活动端(2)沿着高度调节锁定板(4)向下发生翻转，翻转塑性变形区(9)处金属材料发生塑性变形从而吸收能量。
当飞机发生坠毁时，椅盆受极大冲击载荷，相对于椅腿向下运动，由于吸能板的固定端(1)与高度调节锁定板(4)的下端连接，吸能板的活动端(2)与滑动板(6)连接，此时在巨大的冲击载荷情况下，椅盆向下的冲击力通过支撑杆传递给滑动板(6)，滑动板(6)会随着椅盆向下运动，由于吸能板的活动端(2)与滑动板(6)连接，吸能板的活动端(2)会发生变形，滑动板(6)带动吸能板的活动端(2)沿着高度调节锁定板(4)向下发生翻转，这一变形过程使得吸能器吸收坠毁的能量，减少椅盆反作用在人体上的加速度，保证乘员在飞机坠毁过程中的安全。
吸能板的厚度和宽度可根据座椅的具体抗坠毁指标要求(比如75％、85％、90％、95％等生存率指标)或安装机型(比如27/29部直升机、23部通航小飞机)需求进行灵活设计。
本发明的有益效果是：本发明提出的吸能板由一块塑性好的金属薄板弯制而成，两端根据设计需要预制连接孔位。吸能板不仅具备常规吸能器冲击力值平稳可控的特点，而且由于吸能板在高度方向空间尺寸占用小，能够内嵌隐藏入座椅椅腿结构中，减小了空间占用，使用座椅显得更简洁、解决了座椅后部设备布置的难题。另外吸能板采用1.5-2mm厚薄板，自重轻，具有好的比耗能，即单位自重所能吸收的能量值高。吸能板的板料厚度尺寸较管材壁厚波动小，制作一致性好，成品率高，且可采用折弯工艺一次成型，加工工艺性好。本发明解决了翻转管或扩张管式吸能器制作工艺复杂、控制因素严格以及成本高的缺点，同时吸能板工作载荷也很平稳，空间占用小，可方便的集成于座椅滑动件或者骨架内部。
附图说明
图1是本实施例一提供的吸能板结构示意图。
图2是本实施例一提供的吸能板与椅腿连接结构放大示意图。
图3是本实施例一提供的吸能板吸能前状态示意图。
图4是本实施例一提供的吸能板吸能后状态示意图。
1、固定端，2、活动端，3、椅腿，4、高度调节锁定板，5、高度调节锁定孔，6、滑动板，7、吸能板固定孔，8、吸能板，9、翻转塑性变形区。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一，一种板式吸能抗坠毁座椅，包括椅盆和椅腿，如图2所示，椅腿设有C型结构槽和抗坠毁组件。抗坠毁组件位于C型结构槽内，并能够在C型结构槽内进行滑动。抗坠毁组件包括吸能板8、滑动板6和高度调节锁定板4，高度调节锁定板4开设有高度调节锁定孔5，高度调节锁定板4通过高度调节锁定孔5与椅腿3连接，抗坠毁组件在椅腿上的位置通过高度调节锁定孔5进行限定。吸能板8位于滑动板6和高度调节锁定板4之间。
如图1所示，吸能板8包括固定端1和活动端2。吸能板8的上部呈弯曲状，吸能板8为1.5-2mm厚塑性好的金属薄板。吸能板8的固定端1设有吸能板固定孔7，吸能板8的固定端1通过吸能板固定孔7与高度调节锁定板4的下端螺栓连接；吸能板8的活动端2设有活动端连接孔，吸能板8的活动端2通过活动端连接孔与滑动板6内侧的下端螺栓连接；滑动板6的两侧与高度调节锁定板4相互卡合，滑动板6通过螺栓与椅盆连接。
吸能板8的厚度和宽度可根据座椅的具体抗坠毁指标要求(比如75％、85％、90％、95％等生存率指标)或安装机型(比如27/29部直升机、23部通航小飞机)需求进行灵活设计。
图3和图4分别为吸能板吸能前和吸能后的状态示意图。当飞机发生坠毁时，椅盆受极大冲击载荷，相对于椅腿向下运动，由于吸能板的固定端1与高度调节锁定板4的下端螺栓连接；吸能板的活动端2与滑动板6螺栓连接，此时在巨大的冲击载荷情况下，椅盆向下的冲击力通过螺栓传递给滑动板6，滑动板6会随着椅盆向下运动，由于吸能板的活动端2与滑动板6螺栓连接，吸能板的活动端2会发生变形，活动端2受迫沿既定的方向运动，即滑动板6带动吸能板的活动端2沿着高度调节锁定板4向下发生翻转，吸能板的翻转塑性变形区9处金属材料发生塑性变形从而吸收坠毁的能量，减少椅盆反作用在人体上的加速度，保证驾驶员在飞机坠毁过程中的安全。
本实施例一的吸能板可以根据实际情况提供相应长的变形行程，从而吸收更多的总动能，而且在变形后吸能板不会占据过大的空间或造成次生破坏。吸能板8在大变形下传递的反力波动小，具有接近定常数的承载能力，能够很好地保护人员和重要结构。能量吸收装置通常都是一次使用结构，本发明设置的吸能板8成本低，相对比与现有技术采用的焊接，吸能板8更加便于制造和更换。
本发明能够设置在直升机驾驶员座椅、机械师座椅、操作员座椅、乘员座椅、通航小飞机驾驶员座椅和/或乘员座椅中，保证了在飞机坠毁过程中不同人员的安全。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
本发明设置的吸能板由一块金属薄板弯制而成，两端根据设计需要预制连接孔位。吸能板不仅具备常规吸能器冲击力值平稳可控的特点，而且由于吸能板在高度方向空间尺寸占用小，能够内嵌隐藏入座椅椅腿结构中，减小了空间占用，解决了座椅后部设备布置的难题。另外吸能板采用1.5-2mm厚且塑性好的金属薄板，自重轻，具有好的比耗能，即单位自重所能吸收的能量值高。吸能板的板料厚度尺寸较管材壁厚波动小，制作一致性好，成品率高，且可采用折弯工艺一次成型，加工工艺性好。本发明解决了翻转管或扩张管式吸能器制作工艺复杂、控制因素严格以及成本高的缺点，同时吸能板工作载荷也很平稳，空间占用小，可方便的集成于座椅滑动件或者骨架内部。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种板式吸能抗坠毁座椅，包括椅盆和椅腿，其特征在于，所述椅腿设有C型结构槽和抗坠毁组件；所述抗坠毁组件位于所述C型结构槽内，并能够在所述C型结构槽内进行滑动；所述抗坠毁组件包括吸能板(8)、滑动板(6)和高度调节锁定板(4)，所述吸能板(8)位于所述滑动板(6)和所述高度调节锁定板(4)之间；所述高度调节锁定板(4)开设有高度调节锁定孔(5)，所述高度调节锁定板(4)通过高度调节锁定孔(5)与所述椅腿(3)连接，所述抗坠毁组件在椅腿上的位置通过所述高度调节锁定孔(5)进行限定；所述吸能板(8)包括固定端(1)和活动端(2)，所述吸能板(8)的固定端(1)与所述高度调节锁定板(4)的下端连接；所述吸能板的活动端(2)与所述滑动板(6)连接；所述滑动板(6)的两侧与所述高度调节锁定板(4)相互卡合，所述滑动板(6)通过螺栓与所述椅盆连接；所述吸能板的固定端(1)与所述高度调节锁定板(4)的下端螺栓连接；所述吸能板的活动端(2)与所述滑动板(6)螺栓连接；所述吸能板的上部呈弯曲状；滑动板(6)带动吸能板的活动端(2)沿着高度调节锁定板(4)向下发生翻转，翻转塑性变形区(9)处金属材料发生塑性变形从而吸收能量。
2.根据权利要求1所述的板式吸能抗坠毁座椅，其特征在于，所述吸能板为金属薄板。
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