CZ14480U1 - Letecké sedadlo - Google Patents

Description

Letecké sedadlo

Oblast techniky

Technické řešení se týká konstrukce leteckých sedadel a s tím související bezpečnosti osob účastníků leteckého provozu, buď jako členů posádky, nebo jako cestujících.

Dosavadní stav techniky

Letecké sedadlo musí zajistit osobě vněm sedící přiměřenou úroveň pohodlí a bezpečnosti během pojíždění, vzletu, letu i přistání letounu a poskytnout ji přiměřenou ochranu před vážným zraněním a umožnit rychlé opuštění sedadla i v podmínkách havarijního nouzového přistání. Při havarijním nouzovém přistání letounu dochází kjeho prudkému zbrzdění a tedy vzniku zápomé10 ho zrychlení, vyvolávajícímu účinky kombinace horizontální a vertikální složky setrvačné nárazové síly (vztaženo křovině podlahy kabiny letounu). Účinky horizontálních a vertikálních setrvačných sil působící při havárii na osobu sedící a připoutanou v sedadle jsou částečně eliminovány elastickými a plastickými deformacemi sedadla. Plastické - trvalé deformace sedadla nesmí ale překročit přípustnou mez, aby nedošlo k sekundárním zraněním v něm sedící osoby a nebyla jí omezena možnost rychlého opuštění sedadla. Protože u malých letounů, vrtulníků a v pilotních kabinách všeobecně jsou pro zástavbu sedadel vymezeny relativně malé prostory (případně jsou tam umístěny prvky řízení letounu), je u sedadel pro ně určených charakteristické, že osoby v nich sedící musí z důvodu nebezpečí zranění hlavy v případě nárazu letounu při jeho nouzovém přistání zachovat vzpřímenou polohu. Při této havarijní situaci je pro osobu sedící v sedadle kritická jednak síla působící v pasu (pasech) poutajícím homí torzo sedící osoby, kterou lze redukovat na přípusnou hodnotu vhodnou tuhostí konstrukce zádového opěráku, dále pak především síla působící ve směru páteře v místě kontaktu sloupce obratlů s pánví. Letecký předpis Code of Federal Regulations. Title 14, Part 23 stanoví, že maximální přípustná síla která ve směru páteře může působit, aniž by došlo k destrukci obratlů, je 6670 N. Protože je však vysoce pravděpodobné, že v režimu havarijního přistání by byla tato mezní síla podstatně překročena, je nezbytné navhnout sedadlo tak, aby k takovému zranění sedící osoby nemohlo dojít. Toho lze dosáhnout tím, že část kinetické energie osoby sedící v sedadle je při prudkém zbrzdění letounu, při jeho nouzovém přistání, eliminována pomocí plastické deformace sedadla, čímž dojde ke snížení nepříznivých hodnot záporných zrychlení působících na sedící osobu.

Realizovat to lze tak, že při určité, ještě přípustné, hodnotě působící vertikální síly dojde k řízené plastické deformaci vany sedáku sedadla. K tomuto účelu se neužívají pružné konstrukční prvky protože průběh jejich deformační charakteristiky není vhodný. Vhodné pro tento-účel jsou prvky jejichž deformace probíhá v podstatné části deformační charakteristiky při přibližně konstantní síle. Z literatury je známa řada principů na kterých jsou členy řízené plasticky deformované založeny. Jsou to např.:

- prvky, kde vlivem zatížení dochází k deformaci tvaru - např. postupné zploštění trubky nebo naopak rovnání zploštělé trubky, zvětšování průměru tenkostěnné trubky protahováním vhodně tvarovaného tmu, a pod.

- prvky, kde dochází k trhání materiálu - např. postupné trhání zeslabené stěny trubky protahováním vhodně tvarovaného tmu

- prvky, kde dochází k řízenému stříhání nýtů (šroubů, svarů) vhodně dimenzovaného spoje

- prvky, kde vhodného průběhu jejich deformační charakteristiky je dosaženo příslušným zpracováním materiálu z něhož jsou vyrobeny - např. mechanickým zpevněním oceli kuličkováním

- prvky složitější využívající většinou plastickou deformaci materiálu - např. systém využívající deformace drátů přehýbaných po povrchu válcového tělesa aj.

- 1 CZ 14480 Ul

Podstata technického řešení

Vhodné konstrukční provedení opěráku 3 sedadla, způsob jeho uchycení krámu 2 sedadla a uspořádání systému upoutání v sedadle sedící osoby mohou v dostatečné míře eliminovat účinky horizontální složky setrvačné síly vyvolané havarijními podmínkami nouzového přistání.

Působením vertikální složky záporného zrychlení, vyvolaného nárazem letounu při havárii, na osobu sedící v sedadle je vana 4 sedáku zatěžována ve vertikálním směru silou úměrnou hodnotě vyvolaného záporného zrychlení a hmotnosti sedící osoby. Aby bylo vyhověno výše uvedeným požadavkům na omezení účinku vertikální složky setrvačné síly, je podle tohoto technického řešení v základní konstrukci sedadla začleněn konstrukční celek - vana sedáku, která pomocí ío řízené plasické deformace pohlcuje část energie nárazu.

Pro různé kategorie letounů jsou příslušnými předpisy definovány odlišné podmínky jejich havarijního nouzového přistání - liší se hodnotou maximálního záporného zrychlení, časovým intervalem působení záporného zrychlení, rychlostí letounu v okamžiku nárazu. Těmto podmínkám musí odpovídat i provedení sedadel. Uvedené řešení umožňuje navrhnout a vyrobit sedadlo tak aby těmto podmínkám vyhovělo:

- volbou uspořádání uchycení plechu sedáku. Pro některé aplikace sedadel postačí zařazení výše uvedeného konstrukčního celku pouze na jedné straně vany sedáku - obvykle na zadní straně, blíže opěráku, protože zadní část plechu sedáku, v důsledku tvarování jeho profilu je více zatížená

- volbou materiálu ze kterého je plech sedáku vyroben

- volbou hloubky zahloubení v plechu sedáku nebo šířky drážky v plechu sedáku

- volbou počtu spojů, t.j. volbou počtu trhaných zahloubení v plechu sedáku

- volbou průměru distančních pouzder kterými je plech sedáku tlačen a trhán.

Výhody uvedeného technického řešení:

- složitost konstrukce sedadla, materiálová a technologická náročnost výroby sedadla se zařazením konstrukčního celku, který se v podmínkách havarijního nouzového přistání řízené plasticky deformuje, prakticky nemění

-prostorové nároky ani hmotnost sedadla se zařazením výše uvedeného konstrukčního celku v podstatě nemění

- konfigurace výše uvedeného konstrukčního celku umožňuje konstrukci různě laděných sedadel, tj. sedadel odpovídajících podmínkám havarijního nouzového přistání různých kategorií letadel a vrtulníků i

- zařazením uvedeného konstrukčního celku se požadavky týkající se provozu, kontroly, údržby, obsluhy, skladování a konzervace sedadla ani jeho provozní lhůty nemění.

Přehled obrázků na výkresech

Na připojených výkresech je: na obrázku 1 schéma sedadla, na obrázku 2 schematické znázornění vany sedáku a rámu sedadla, na obrázku 3 řez A-A z obrázku 2, na obrázku 4 řez B-B z obrázku 3, na obrázku 5 znázorněno rozložení sil působících na vanu sedáku.

-2 CZ 14480 Ul

Příklad provedení technického řešení

Hlavními díly rámu 2 sedadla, který je připevněn k podstavě I sedadla, jsou bočnice 5, 6 které mohou být co do tvaru shodné nebo rozdílné podle konfigurace opěrek ruky, přední a zadní nosník 7 a vana 4 sedadla. Vana 4 sedáku se skládá z plechu 8 sedáku, přední objímky 9, zadní objímky 10, nýtů 11, pouzder 12 a vložek 13. Objímky 9, 10 vany sedáku obepínají (nosníky 7 rámu sedadla. Mezi přední objímkou 9 a zadní objímkou 10 je upevněn plech 8 sedáku. Způsob jeho upevnění k objímkám je řešen jako mechanický celek který se v havarijních podmínkách nouzového přistání aktivuje a podílí se na eliminaci nepříznivých účinků nárazu. Jak je zřejmé z obr. 3 je spojení plechu 8 sedáku s objímkami 9, 10 provedeno nýtovými spoji. V plechu 8 io sedáku jsou vyvrtány otvory, kterými jsou provlečena distanční pouzdra I, 2. Distanční pouzdra 12 jsou zasunuta mezi okraje objímek 9, 10 a nýty 11 jsou objímky s plechem 8 sedáku snýtovány. Protože výška distančních pouzder 12 je podstatně větší než tloušťka navlečeného plechu 8 sedáku je vůle mezi plechem 8 sedáku a příslušnými konci objímky vymezena podložkami 13. Pod hlavami nýtů 11 mohou být vloženy výztužné pásy 14. V místě kde distanční pouzdra 12 prochází plechem 8 sedáku jsou v plechu 8 sedáku vyfrézována zahloubení, jak je zřejmé z částečného řezu B - B na obrázku 4 a tím je plech 8 sedáku v těchto místech zeslaben. Orientace zahloubení je ve směru podélné osy sedadla. V případě havarie při nouzovém přistání vzniklá vertikální složka F setrvačné síly působící na plech 8 sedáku se rozkládá do složek tahových sil P, Q ve směru profilu plechu sedáku (viz obr. 5). Hloubku zahloubení v plechu 8 sedáku je třeba stanovit tak, aby pokud by vertikální složka F setrvačné síly vyvolala nepřípustné zatížení sloupce obratlů sedící osoby, došlo vlivem zatížení tahovou silou P nebo Q v místech kontaktu distančních pouzder se zeslabeným plechem 8 sedáku v místech zahloubení kjeho otlačení a dále až k postupnému protrhávání a tím k vzájemnému posunu plechu :8 sedáku a objímky 9 nebo 10. Tím současě dojde k vertikálnímu posunu dna vany 4 sedáku tj. plechu 8 sedáku. Tak se kinetická energie při prudkém zbrzdění nouzově přistávajícího letounu, působící na osobu v sedadle sedící, částečně přetransformuje na práci při plastické deformaci plechu sedáku, čímž zabrání nepřípustnému namáhání páteře sedící osoby. Podložky 13, vyrobené ze snadno deformovatelného materiálu (plast, pryž ap.) zabraňují posunu plechu 8 sedáku podél distančních pouzder 12 a jeho drnčení vlivem rezonance. Jejich hlavním účelem je však utvořit prostor pro otřepy a zbytky distančními pouzdry vytlačovaného a trhaného materiálu plechu sedáku.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Letecké sedadlo, vyznačující se tím, že má vanu (4) sedáku, která je složena z plechu (8) sedáku a jedné nebo více montážních skupin sloužících k uchycení plechu (8)

   35 sedáku k rámu (2) sedadla, při čemž plech (8) sedáku je s montážní skupinou nebo montážními skupinami spojen pomocí spojovacích prvků a pro umožnění spojení plechu (8) sedáku s montážní skupinou nebo montážními skupinami je v plechu (8) sedáku vytvořen jeden nebo více otvorů, obvykle kruhových, jejichž rozměr je stanoven podle určení sedadla a do každého z těchto otvorů v plechu (8) sedáku je vloženo distanční pouzdro (12), obvykle válcové, v jehož oseje otvor

   40 odpovídající použitému spojovacímu prvku, nebo jehož konfigurace odpovídá spojovacímu prvku, a jehož délka je větší než tloušťka plechu (8) sedáku a jehož rozměry jsou stanoveny podle určení sedadla a umožňují zasunutí distančního pouzdra (12) do příslušného otvoru v plechu (8) sedáku.
2. 2. Letecké sedadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že v plechu (8) sedáku na

   45 každý otvor, určený pro vložení distančního pouzdra (12), navazuje podélné zahloubení nebo podélná zahloubení do plechu (8) sedáku z jedné nebo z obou stran zahloubené drážky oválného, obdélníkového nebo podobného tvaru, čímž jev místě zahloubení tloušťka plechu (8) sedáku

   -
3. 3 CZ 14480 Ul zeslabena, šířka zahloubení zahloubené drážky je menší než je vnější rozměr distančního pouzdra (12) nebo je shodná s vnějším rozměrem distančního pouzdra (12) nebo je větší než je vnější rozměr distančního pouzdra (12) a hloubka zahloubení v plechu (8) sedáku je stanovena dle určení sedadla.

   5 3. Letecké sedadlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že v plechu (8) sedáku na každý otvor určený pro vložení distančního pouzdra (12) navazuje podélný otvor oválného, obdélníkového nebo podobného tvaru, jehož šířka je menší než vnější rozměr distančního pouzdra (12) o rozměr stanovený dle určení sedadla.
4. 4. Letecké sedadlo podle nároku 2, vyznačující se tím, že vůle ve spoji nebo spoío jích plechu (8) sedáku s montážní skupinou nebo s montážními skupinami, daná rozdílem délky distančního pouzdra (12) a tloušťky plechu (8) sedáku, je vymezena jednou vymezovací podložkou (13) nebo více vymezovacími podložkami (13) ze snadno deformovatelného materiálu.