CN205168920U - 自主调速降落伞 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种自主调速降落伞，要克服现有降落伞着陆瞬间速度过快，容易造成人员装备翻覆受损，不能自主调整下降速度，自主调整在空中滞留时间；着陆偏差大，降落场地条件限制大，降落高度限制大；安全保护不够，容易受风力风向影响；克服在实际使用中防应急、防突然、防意外性能差的问题。该自主调速降落伞包括与伞绳相结合的卷扬器及安全气囊袋，其特征在于所述降落伞是与卷扬器及安全气囊袋相结合形成新的降落伞结构形式。技术方案主要采用卷扬器自主调整降落伞的下降速度；利用安全气囊袋对被降落的人员、物资、装备实现安全保护和减速、减冲击、减反弹。

Description

自主调速降落伞

技术领域

本实用新型涉及一种减速降落伞，涉及远程投送空降装备领域，高空火灾、地震、暴力、意外事故逃生装备领域，以及高空抢险救灾救护、高空作业、高空极速跳伞安全保护装备领域，还有其它未知领域。具体是采用卷扬器与伞绳相结合，安全气囊袋与伞带、卷扬器相结合的组成方式，是针对提升其安全，应急功能，拓展使用领域所提出的实用新型技术方案。

背景技术

现有的降落伞、不论是中国的，还是外国的，也不论是军用的还是民用的。在实际使用中，普遍存在防应急、防突然、防意外性能差，普遍存在伞衣面积过大，不易打开，容易受风力风向影响；普遍存在降落场地条件限制高，降落最低高度限制大，降落速度自主性差，普遍存在着陆点的偏差大，安全保护功能不够，使用领域受限制的问题。例如在军事远程投送空降作战领域，作为战争重要手段之一，本应起到先发制人，出奇制胜的效果，但在实际使用，由于存在的以上缺点，出现在空中滞留时间过长，容易被敌人发现而受到攻击；不能自主调整降落速度来躲避攻击而成为活靶子；安全保护技术不够，造成人员装备严重损失；着陆点偏差大范围广，造成不能及时有效集结人员装备，丧失战机，反受攻击等，这从二战以来几场失败空降作战案例中可以看出。又例如，当今远程空降投送技术比较领先的美国，他们在降落伞上设置了较为科学的脱钩锁和地锚装置，但也会受到降落场地条件限制或者由于地面不平整，地面土质过硬或过软，再加上着陆瞬间减速效果不佳，常常发生重型装备着陆瞬间翻覆，造成人员装备损坏。

一直以来，人类总想求得一种方法，在紧急情况下，在不得已情况下，在意外情况下，在侥幸情况下，从高处跳下来，或者意外掉下来，能够在降落过程中握住自己生命而幸运安全生还的方法。而现有降落伞的缺点，无法满足这些需求，从而影响了降落伞应用领域的拓展。例如，在高层建筑上遇上火灾、地震、暴力或其它意外事故时，安全通道失效或更危险，事态紧迫突然，需要从高处跳下来逃生；飞机发生意外事故时，从来没有跳过伞的人需要冒险跳伞逃生；专业高空抢险救灾救户人员，专业高空作业人员，特别是消防警，在其它有效安全设备无法企及的情况下，又必须去冒险完成任务，在紧迫突然情况下，需要从高处跳下来逃生或需要把一些贵重物品从高处抛下来而完好无损。又例如高空极速跳伞运动以及其它未知应用领域的推广受限，都是现有降落伞存在功能不足的缺点而受到局限。

发明内容

本实用新型解决的技术问题，就是要克服现有降落伞防应急，防突然，防意外性能差；伞衣不易打开，容易受风力风向影响；降落场地条件受局限，降落最低高度限制大，降落速度自主性差：着陆点偏差大，适应恶劣地理环境功能差，使用领域受功能技术所限制；特别是安全保护功能不足的问题。

技术方案包括与伞绳相结合的卷扬器及安气囊袋。具有通过卷扬器调整伞绳长度，来调整伞衣展开面积，从而实现调整降落伞阻力和下降速度，通过安全气囊袋对被降落的物体进行保护，实现着陆瞬间再减速、减冲击、减反弹保护。

卷扬器是涡轮卷扬器，它性能稳定可靠，与伞绳相结合，不会出现意外滑动；加减速到哪里，就会保持到哪里。启动方式可以是手动、电动、遥控或感应的，根据需要而定。本实用新型采用的是手动涡轮卷扬器进行演示说明。

安全气囊袋是由多个独立的物理安全气囊相连接形成袋状，对被降落的物体进行包裹，加强安全保护，实现软着陆，实现安全气囊袋承压强度倍增。安全气囊袋可以是各种形状，根据被降落物体的形状和重心来制作；本实用新型采用的是方形安全气囊袋和方形物体来进行演示说明的。

所述的安全气囊袋的每个安全气囊上设置有叶片单向进气阀门和叶片双向减压阀门，实现安全气囊袋在空气中运动就充气，遇到压力就排气的功能；通过叶片单向进气阀门在降落伞下降时自然自动充灌空气；通过叶片双向减压阀门在降落伞着陆时自然自动排气减压，实现着陆瞬间再减速、减冲击；减反弹保护。

在安全气囊袋上设置了辅助进气系统，它由一根装有叶片单向进气阀门的软管连通到各个物理安全气囊上，为安全气囊袋辅助充气或者在安全降落高度不够时辅助充气使用。

附图说明

图1是伞绳放开常速状态示意图；

图2是卷扬器结构及工作原理示意图；

图3是伞绳缩短加速状态示意图；

图4是下降加速后卷扬器工作状态示意图；

图5是冲气过程示意图；

图6是排气过程示意图；

图7是叶片单向进气阀门分解示意图；

图8是叶片双向减压阀门分解示意图；

图9是辅助进气系统说明示意图。

图中1、涡轮卷扬器，2、安全气囊袋，3、伞绳，4、锥形齿轮卷轴，5、涡轮轴，6、转距锁，7、操作拉绳，8、叶片双向减压阀门，9、物体，10、叶片单向进气阀门，11、充气方向，12排气方向，13、地面，14、辅助孔，15、叶片单向进气阀门阀体，16、叶片单向进气阀门叶片，17、叶片单向进气阀门压环，18、叶片单向进气阀门总成，19、叶片双向减压阀门阀体20、叶片双向减压阀门叶片，21、叶片双向减压阀门压环，22、叶片双向减压阀门总成，23、充气嘴。

具体实施方式

具体技术方案1：采用涡轮卷扬器结合伞绳组成一个降落伞调速系统和采用安全气囊袋与卷扬器相连接并采用安全气囊袋包裹被降落物体的构思，克服了现有降落伞下降速度慢，不能自主调整下降速度，着陆点偏差大，安全保护技术措施不够，应急性能差的缺点。如图1和图2，降落伞常速下降时，伞衣是完全展开的，涡轮卷扬器扬出所有伞绳；如图3和图4，需要加速时，启动涡轮卷扬器，卷短伞绳，伞衣就会缩小展开面积，实现加速，如果是手动涡轮卷扬器，操作拉绳拉不动，表示是最大或最小速度，处于中段速度时，阻力大的拉绳是加速，阻力小的拉绳是减速，无论白天还是夜间，无须去看伞绳及伞衣，想加就加，想减就减；涡轮卷扬器性能稳定，加减速到哪里就停留在哪里。那么，在我们使用自主调速降落伞进行远程空降作战时，就可以将降落伞预调到每秒20米(每小时72公里)，或每秒25米(每小时90公里)，甚至自由落体的速度下降，在接近地面，60米或100米或150米的高度，将速度调至每秒8米(每小时28.8公里)或12米(每小时43.2公里)的速度下降，在安全气囊袋底外表接触地表，到下降物体贴近地表的一瞬间，速度将再次自动降到每秒2米左右(每小时72公里)或每秒5米左右(每小时18公里)的速度。一般情况下，人员和轮式装备以每秒8米至10米的速度着陆是没有问题，所以这个速度着陆，是安全可靠的，这样以米，原米需要在空中滞留2至3分钟才能着陆，就缩短到只需要30至40秒，甚至更短时间就能着陆，原来着陆点范围需要十几平方公里，就缩小到只需要几平方公里就可以，有利于避免躲避被敌人发现攻击，有利于及时有效集结人员装备进入战斗。避免躲避敌人发现攻击的最好方法，就是缩短在空中滞留时间，及时有效集结人员装备进入战斗；用滑翔降落避免躲避被敌人发现攻击，不是个好方法，也不适合规模化作战需求。

如果不幸在空中受到攻击，可以利用调速系统，不停变换下降速度来躲避敌人的攻击。用在空降作战领域的自主调速降落伞，设计之初，可将伞衣面积缩小四分之一。

具体技术方案2：采用多个物理安全气囊相连接形成的安全气囊袋，包裹被降落的物体，强化了对被降落物体的动静态安全保护，这是本实用新型最大的亮点；每个安全气囊上装有叶片单向进气阀门和叶片双向减压阀门，既保障了被降落物体着陆瞬间的再减速、减冲击、减反弹安全保护，还能实现安全气囊袋的自身保护，以便重复使用。如图5，当被降落的物体带着安全气囊袋下降时，气流迅速冲开弹力较小的叶片单向进气阀门进行充气，同时安全气囊垂直的外表面受负压影响，也会有少量空气从叶片双向减压阀门进入，安全气囊袋迅速被空气充满膨胀鼓起；如图6，当被降落的物体带着安全气囊袋着陆瞬间，安全气囊内部压力大于外部压力，使安全气囊内部空气出现外流，带动弹力较小的叶片单向进气阀门迅速关闭，同时安全气囊袋内的加压空气迅速冲开弹力较大的叶片双向减压阀门进行排气减压，压力大排气快，压力小排气慢，从而实现被降落的物体再次减速，减冲击，减反弹。

那么，我们在高空火灾、地震、暴力、意外事故逃生，航空意外事故逃生，以及高空抢险救灾救护、高空作业、高空跳伞运动，以及其它未知领域，在紧迫情况下，不得已情况下，突然情况下，需要从高处跳下来逃生，只要高度不低于最低安全使用高度，就可以借助自主调速降落伞的慢速区来实现逃生目的。本实用新型设计最低安全使用高度为30米，只要不低于30米，跳出同时拉动开伞绳，伞衣足够展开，安全气囊袋足够充满气体，进而全面进入安全保护状态，不必过于担心，因为本身就处在逃生背景下。降落伞在高层建筑间降落时，会自动调整与建筑墙面的安全距离，当风力将伞衣推向建筑墙面，不等它接触墙面，伞衣下喷出的强压气流就会冲击墙面，产生反作用力推动伞衣离开墙面，从而被降落的人员也会随之与墙面保持一定安全距离；充满空气的安全气囊袋，包裹着被降落的人员，在身体外围30公斤左右的距离形成一道安金屏障，脚底安全屏障距离达80公分左右，对人员起到重要的安全保护作用；安全气囊袋在下降过程中可能会擦到老式建筑的雨阳棚，几率很低，但不一定都是坏事，因为它减缓了下降的速度，假如不幸擦到了老式建筑的雨阳棚，或者其它接触面，只要它不能承受当前的重力速度或者不能让安全气囊袋平衡受力的话，安全气囊袋都会轻轻弹向阻力小的斜下方，而离开障碍物趋向安稳之地，这是安全气囊袋的固有特性。在这个过程中，下降速度相对比较慢，完全可以借助灵活的四肢回避这些障碍。在安全气囊袋底外表接触地面，到人体脚尖贴近地面的短暂瞬间，速度将再次自动下降到每秒2米左右(每小时7.2公里左右)，是绝对安全速度，就是胆小昏厥不省人事，跌倒在地，也跟倒在床上没什么两样。

另外安全气囊袋还有相对静态的保护功能，在降落过程中能够阻挡各个方向飞来的物体，防止被砸伤；就是躺在地上，也能对从空中掉下的物体起到阻挡保护作用。

具体技术方案3、本实用新型采用了辅助进气系统，来延伸自主调速降落伞的空间使用功能。如图9，辅助进气系统，是由一根设置有叶片单向进气阀门的软管连通到各个安全囊上，它是为给安全气囊袋辅助充气设计的，当安全气囊袋需要辅助充气时，气流从充气嘴进入，冲开叶片单向进气阀门，将气体送到各个安全气囊，充满后停止充气，叶片单向进气阀门自动关闭，阻止气体流出。本实用新型设计最低安全使用高度为30米。如果低于30米的情况下使用自主调整降伞，在安全气囊袋接近地面时，伞衣有可能没有完全展开，安金气囊袋有可能充气不足，安全气囊袋接近地面时的时速有可能超过每秒8米(每小时28.8公里)，容易造成下肢软组织损伤；如果低于20米使用自主调整降落伞，伞衣展开面积会更小，人体脚尖接近地面的时速可能会超过每秒15米(每小时54公里)，但不会超过每秒22米(每小时71.3公里)，容易造成下肢骨折，但基本不会丧命，如果低于10米使用自主调整降落伞，根本就不起作用，甚至不能保证身体垂直下降，最快时速可能超过每秒18米(每小时648公里)不会超过每秒22米(每小时79.2公里)，但基本丧命，除非是跳水运动员，能控制身体垂直下降，但也会造成身体重伤。但总会有些紧迫情况，万不得已，生死之间，被迫选择这唯一的选择，为了这份不得不信的信任，就在安全气囊袋上加装了一个辅助进气系统。那么在使用前要求做好以下准备工作，用2分钟左右的时间，把大部分安全气囊吹满气，用1分钟左右的时间解开伞包，一只手握住靠近伞衣的伞绳，跳出的同时，放开伞绳辅助开伞。建议普通人不使用此种方式，在低于30米的高度跳伞逃生。

技术优点：在同等外部环境下，本实用新型自主调速降落伞与现有降落伞相比较，具有以下优点：1、功能更完善，安全保护性能更强，适应恶劣环境性能更突出、更适合紧迫性、突发性高空逃生。

2、使用前景更广阔；可用于各类空降特种作战，高空抢险救灾救护的安全保护和安全逃生；可用于高空火灾、地震、暴力、意外事故逃生、可用于航空事帮逃生，可用于辅助大型航天器及载火箭的回收等。

3、科技含量低，但设计理念科学，便于操作维护、便于大范围推广。

Claims (5)

1.一种自主调速降落伞，包括与伞绳相结合的卷扬器及安全气囊袋，其特征在于所述降落伞是与卷扬器及安全气囊袋相结合形成新的降落伞结构形式。

2.如权利要求1所述的自主调速降落伞，其特征在于卷扬器是涡轮卷扬器与降落伞相结合形成新的结构形式。

3.如权利要求1所述的自主调速降落伞，其特征在于安全气囊袋是由多个独立的物理安全气囊相连接形成袋状结构。

4.如权利要求3所述的自主调速降落伞，其特征在于安全气囊袋的每个物理安全气囊上设置有叶片单相进气阀门和叶片双向减压阀门。

5.如权利要求1或3所述的自主调速降落伞，其特征在于安全气囊袋上设置了辅助进气系统，由一根装有叶片单向进气阀门的软管连通到各个物理安全气囊上。