NO177743B - Festeanordning for å holde et utstyr eller apparat festet til bærekonstruksjonen av et kjöretöy eller fartöy - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder en festeanordning for å holde et utstyr eller apparat festet til bærekonstruksjonen av et kjøre-tøy eller fartøy, og særlig er festeanordningen beregnet til anvendelse mellom et helikopters bærekonstruksjon og et sikteapparat.

Det er kjent at utstyr på f.eks. helikoptere utsettes for store vibrasjoner, spesielt forårsaket av helikopterets hoved-rotor og halerotorene. Vibrasjonene kan skyldes rotorbladene, drivmekanismen og motoren, og vibrasjoner og rystelser kan også ha sin årsak i forskjellige lastforhold som er spesielle for bl.a. helikoptere.

Når det aktuelle utstyr er et sikteapparat av natt/dag-type og, i denne foretrukne anvendelse, montert på bærekonstruksjonen av et helikopter vil påvirkningen som skyldes vibrasjoner og rystelser kunne forstyrre apparatets bruk i betydelig grad. Påvirkningen kan ofte gi årsak til degradering av stabiliteten ved direkte virkning av vibrasjonen, spesielt på apparatets gyro-skop og opphenget for optikken, men det kan også gi seg årsak i degradering i brukskomforten, siden vibrasjonene overføres fra en frontstøtte for operatørens hjelm eller flygemaske^ eller apparatets pålitelighet vil kunne degraderes på grunn av kon-tinuerlige vibrasjoner av optoelektroniske sensorer og sikteoptik-ken. Videre kan last faktorer som tilsvarer helikopterets akselera-sjoner virke direkte og uheldig inn på apparatet.

Hensikten med denne oppfinnelse er å unngå de ulemper som er skissert ovenfor, og oppfinnelsen gjelder en festeanordning som særlig gjør det mulig å motvirke virkningene av vibrasjons-fenomener og lastfaktorer som gir risiko for påvirkning av det festede utstyr, særlig i form av et sikteapparat.

Det er således skaffet til veie en festeanordning av en type som fremgår av innledningen av det etterfølgende patentkrav 1, og festeanordningen er særlig kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteristikken i dette krav. Ytterligere særtrekk vil fremgå av de etterfølgende underkrav.

Ved dette muliggjør oppfinnelsens festeanordning at man både kan ta hensyn til translatorisk forskyvning langs fartøyets tre ortogonale hovedakser (X, Y, Z), såvel som dreiebevegelser om samme akser, frembrakt av vibrasjonene og lastfaktorene. Festeanordningen utgjør altså et legeme som er bevegelig innenfor de klassiske seks frihetsgrader (tre translatoriske og tre vinkel-relaterte). Videre danner festeanordningen takket være de plane elementer som benyttes, et grensesnitt eller en modul som av denne årsak lett kan festes til forskjellige typer luftfartøyer så som helikoptere. Festeanordningen kan dessuten like gjerne brukes for den ene som den andre type utstyr uten at man må utføre modifikasjoner av hverken utstyret eller luftfartøyet.

Ved at festeanordningen omfatter plateformede elementer som plasseres parallelt med hverandre i det plan som går gjennom X- og Y-aksen, dvs. jagingsaksen hhv. slingringsaksen, dannes et forseglet ledd mellom elementenes ytterflater og bærekonstruksjonen. På denne måte oppnås maksimal beskyttelse og lengst mulig levetid.

Hurtig stabilisering av den oppspente plate og således utstyret som er festet til denne oppnås ved hjelp av dempere i form av ringer av metall og gjerne i form av vaiere, idet de fortrinnsvis er lagt ut mot omkretsen av de plateformede elementer og blir festet til disse med bolter. Sspesielle torsjonsstaver for å motvirke de tre bevegelsestyper rulling, duving og giring gir anledning til å oppta dreietendenser som også skyldes vibrasjoner og lastfaktorer og som ellers ville kunne gi årsak til forskyvninger av det oppspente element med det aktuelle utstyr, i forhold til helikopterets bærekonstruksjon.

Beskrivelsen som nå følger gjør det lettere å forstå festeanordningen, og i de tilhørende tegninger gjelder samme henvisningstall samme eller tilsvarende element: Fig. 1 viser et helikopter med et sikteapparat som er festet med en festeanordning ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et grunnriss av denne anordning, fig. 3 viser samme i lengdesnitt, antydet med III-III på fig. 2, og fig. 4 viser et utsnitt tatt på skrå i henhold til IV-IV på fig. 2 for å illustrere en av demperne i festeanordningen.

Slik fig. 1 viser har helikopteret 1 et påmontert apparat 2 på sin bærekonstruksjon 3, idet monteringen skjer ved hjelp av oppfinnelsens festeanordning 4 som muliggjør at vibrasjoner og bevegelser som kjennetegner denne type luftfartøyer kan opptas på en gunstig måte. F.eks. kan apparatet 2 være et sikteapparat, og det er i denne forbindelse vesentlig at virkningene av såkalte parasittbevegelser og andre lastf aktorer som apparatet utsettes for blir undertrykt slik at både apparatet og dets eventuelt tilkoblede såkalte "pilotlink" kan arbeide under best mulige forhold.

Festeanordningen 4 har form av en modul med to elementer 5 og 6 som i denne utførelse består av plater. Mellom platene 5 og 6 er det lagt inn en bæreinnretning 7, vist på fig. 2. Nærmere bestemt holdes platene 5 og 6 i festeanordningen 4 parallelle med hverandre og med det plan som går gjennom helikopterets beveg-elsesakser X og Y slik fig. 2 og 3 viser. Platene 5 og 6 er hhv. forbundet med bærekonstruksjonen 3 og apparatet 2. Det første element, nemlig den første eller nedre plate 5, er f.eks. festet til bærekonstruksjonen 3 ved hjelp av bolter 8, mens det andre elemet, dvs. den andre eller øvre plate 6, bærer apparatet. Dette apparat blir holdt på plass av festemidler som her imidlertid ikke er vist, men som er av kjent type. Den øvre plate 6 er på sin side holdt på plass i forhold til den nedre plate 5 ved hjelp av den allerede omtalte bæreinnretning 7.

Fig. 2 og 4 viser imidlertid at de to plater 5 og 6, hvis ytterform er avlang i eksempelet, er noe bøyd innover mot hverandre i endene 5A hhv. 6A, og en elastisk forbindelse 9 danner derfor en tett kobling mellom dem ved endene 5A, 6A. Særlig utformede pakninger 10 og 11 sikrer også god tetning mellom bærekonstruksjonen 3 og den første plates 5 ytterflate 5B, og mellom apparatet 2 og den andre plates ytterflate 6B.

Bæreinnretningen 7 mellom platene 5 og 6 omfatter fortrinnsvis dempere 14 som er beregnet til å virke langs de tre hovedakser X, Y og Z for å oppta den lineære forskyvning av den oppspente sammenstilling mellom den øvre plate 6 og apparatet 2. Videre er det anordnet elastiske støtteledd 15 for å oppta dreiebevegelse om de tre samme akser.

Nærmere bestemt er de viste dempere 14 (fig. 3 og 4) utført som identiske lukkede ringer 14A som i den viste utførelse er avlange og samtlige ligger i plan normale på det plan som går gjennom aksene X og Y. Som platen 5 er de festet til bærekonstruksjonen 3. Antallet ringer 14A er åtte i eksempelet og de er jevnt vinkelmessig fordelt med 45° avstand. De er fremstilt av metall og i form av vaiere, hvilket sikrer god elastisitet og kraftig dempning.

Særlig fra fig. 2 fremgår at siden platene 5 og 6 er avlange kan fire av de åtte ringer 14A fordeles jevnt over samme halvsirkulære bue T med sentrum C, tilsvarende den fremre sirkulære del 4A av festeanordningen 4, i forhold til forover retningen for helikopteret 1, mens de øvrige fire ringer 14A følger en tilsvarende bue Tl med sentrum Cl nærmest den bakre sirkulære del 4B av de avlange plater. Ganske åpenbart er krumningsradien for buene T og Tl identiske og sentra C og Cl ligger langs rullings-eller krengningsaksen X. Videre går buene T og Tl med de perpen-dikulære ringer 14A nær de buede ender 5A og 6A av platene 5 hhv. 6 slik at de kommer lengst fra hverandre og således hurtig kan oppta mindre bevegelser langs de tre ortogonale akser.

Fig. 4 viser videre den langsgående midtakse for hver av ringene 14A, i et plan normalt på X-Y-planet, men skrådd 45° i forhold til dette. På denne måte møtes samtlige langsgående midtakser for ringene i en og samme bue i samme punkt på den akse som går gjennom sentrum C eller Cl og parallelt med Z-aksen som kan keiles hivaksen og normalt er tilnærmet vertikal. Hver ring 14A er montert på platene 5 og 6 ved hjelp av et festestykke 16 og en mutterbolt 17 hvis sentrale lengdeakse slik som fig. 4 viser går normalt på ringenes langsgående midtakse. Det fremgår av figuren at de to mutterbolter 17 på hver side av en og samme ring 14A er forskjøvet noe sideveis, idet situasjonen indikerer en belastningsforskyvning.

Utformingen av de avlange metallringer i form av dempere og fordelt rundt omkretsen av festeanordningen 4 gjør det mulig å arbeide optimalt og med minst mulig skadelige påkjenninger (vibrasjoner, lastfaktorer) ved translatorisk kraftoverføring langs aksene og således rask absorbsjon av forskyvninger av den monterte plate som det aktuelle utstyr eller apparat er koblet til, i forhold til den faste plate som er utført integrert med helikopterets bærekonstruksjon.

De elastiske støtteledd 15 i bæreinnretningen 7 er bygget opp med torsjonsstaver hvis hensikt er å hindre vinkel forskyvninger i form av dreiebevegelser om de tre ortogonale akser X, Y og Z for helikopterets koordinatsystem. Tre torsjonsstaver er derfor anordnet, og de kan kalles antikrengnings- 15A, anti-duvings- 15B og antihivstav 15C.

Fig. 3 viser disse tre torsjonsstaver 15A, 15B og 15C, tilnærmet identiske og anordnet hovedsakelig i samme plan paral-leit med XY-planet, dvs. parallelt med hovedplanet for platene 5 og 6. Stavene er koblet til den faste plate 5 som er forbundet med bærekonstruksjonen 3, ved hjelp av en tilsvarende feste-innretning som for denne plate 5 og for festet mellom platene 5 og 6.

Fig. 2 og 3 viser at tor sjons st aven 15A for å hindre krengning eller rulling f.eks. er anordnet ved den fremre, sirkulære del 4A og følgelig normalt på og fortrinnsvis med samme avstand fra krengningsaksen X over hele sin lengde. Stavens ender 15A1 er lagt inn i dreielagere 18 festet til den nedre plate 5, og to like sett 19 av forbindelsesstag 19A og 19B som er svingbart opphengt i tapper 19C hvis lengdeutstrekning går parallelt med staven 15A og forbinder denne med den bevegelige plate 6. Stagene 19A er anordnet rundt torsjonsstaven 15A, nær dennes ender 15A1 i lagrene, mens stagene 19B på tilsvarende måte er festet ved hjelp av svingetapper 19D som går parallelt med tilsvarende tapper 19C i sin respektive brakett 20 montert på den oppspente plate. Videre går retningen av stagene 19A parallelt med aksen X, mens retningen av stagene 19B går parallelt med aksen Z, hvorved stagene 19A og 19B kommer til å danne en rettvinklet albuekon-struksjon.

På denne måte vil vinkelawiket for dreining om aksen X takket være torsjonsstaven 15A og de to sett stag 19A og 19B, hindres for den oppspente plate som utstyret eller apparatet er festet til, og tilsvarende kan f.eks. torsjonsstaven 15B for å hindre duving eller "pitching" være forskjøvet noe parallelt med aksen X slik at den kommer på den ene eller den andre side av aksen Y og normalt på denne. Endene 15B1 av staven 15B er lagt inn i dreielagere 18 som er festet til den nedre plate 5 på samme måte som forklart ovenfor, og to identiske sett 19 av to forbindelsesstag 19A og 19B som tilsvarer de som ble beskrevet ovenfor, er også anordnet. Følgelig vil de to stag 19A nærmest stavens ender 15B1 føres parallelt med aksen Y, mens de to øvrige stag 19B går parallelt med aksen Z og er koblet ved hjelp av svingetapper 19D til den øvre oppspente plate 6 ved hjelp av braketter 20, og dermed vil en translatorisk forskyvning langs Y-aksen for stagene overføres til elastisk dreining av staven 15B1 om sin sentrale lengdeakse slik at vinkeldreining om aksen Y hindres. Endelig er antihivtorsjonsstaven 15C anordnet i den bakre, sirkulære del 4B i festeanordningen normalt på og i samme avstand over hele sin lengde fra aksen Z. Stavens ender 15C1 er lagt inn i dreielagere 18 som er festet til den nedre plate 5 i festeanordningen. To sett 19 med stag 19A og 19B identiske med de som ble beskrevet ovenfor, forbinder leddmekanismen med den øvre plate 6. Nærmere bestemt går hovedutstrekningen for stagene 19A som er koblet til torsjonsstaven 15C i nærheten av dennes ender 15C1, parallelt med hi vaksen Z, mens hovedretningen av stagene 19B, svingbart opphengte i stagene 19A via tapper 19C, går parallelt med krengningsaksen X. En translatorisk forskyvning langs denne akse X og langs stagene 19B vil derfor være mulig og overfører bevegelsen via stagene 19A til elastisk torsjon i staven 15C, slik at rotasjon eller vinkel forskyvning om aksen Z hindres.

Det fremgår altså at man uansett kraftpåkjenning, f .eks. som følge av vibrasjon, lastfaktorer etc. oppnår at festeanordningen 4 ifølge oppfinnelsen demper kreftene ved hjelp av sine dempere 14, og dette gjelder for translatorisk bevegelse langs samtlige tre ortogonale akser i koordinatsystemet. Det er altså bæreelementene 15 i form av torsjonsstaver som hindrer dreining om koordinatsystemets akser X, Y, Z for å stabilisere et apparat som er montert på en plate på et helikopter. Stabilitet med hensyn til avbildning etc. for et sikteapparat, visuell komfort for operatøren av et slikt apparat og påliteligheten av et apparat eller et montert utstyr bedres følgelig, ved hjelp av oppfinnelsens festeanordning som særlig arbeider effektivt innenfor det ønskede vibrasjonsspektrum. Videre er det slik at produksjonen av festeanordningen i form av en modul tillater tilpasning til forskjellig utstyr og forskjellige apparater, og anordningen kan monteres på samtlige helikoptertyper uten at man behøver ty til omfattende modifikasjoner.

Claims (7)

1. Festeanordning for å holde et utstyr eller apparat (2) festet til bærekonstruksjonen (3) av et kjøretøy eller fartøy, så som et helikopter og innrettet for å oppta lineære forskyvninger langs de tre ortogonale hovedakser (X, Y, Z) i et koordinatsystem for fartøyet, såvel som for å oppta dreiebevegelser om de samme akser, KARAKTERISERT VED: et første og et andre element (5, 6) utformet i det minste tilnærmet som plater og innrettet for å kunne festes til bærekonstruksjonen (3) og til et aktuelt apparat (2), idet elementene (5, 6) er anordnet innbyrdes parallelt og med sitt respektive hovedplan parallelt med koordinatsystemets X-Y-plan, og en bæreinnretning (7) anordnet mellom elementene (5, 6) og omfattende dempere (14) i form av lukkede, avlange ringer (14A) med utstrekning i plan normalt på X-Y-planet og vinkelmessig fordelt med samme avstand rundt fartøyets Z-akse, hvilke ringer har en langsgående midtakse som danner omtrent 45° med elementenes (5, 6) hovedplan, slik at ringene heller ned mot bærekonstruksjonen (3) idet ringene (14A) er koblet til både det første og det andre element (5, 6) og er innrettet for å oppta den lineære forskyvning langs aksene (X, Y, Z), og elastiske støtteledd (15) koblet til både det første og det andre element (5, 6) og innrettet for å oppta dreiebevegelsene om de samme akser (X, Y, Z).

2. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at elementene (5, 6) er føyd sammen ved hjelp av en fleksibel forbindelse (9) langs omkretsen, og at det på elementenes ytterflate (5B, 6B) er anordnet pakninger (10, 11) som sammen med festemidler tetter mellom disse ytterflater og henholdsvis bærekonstruksjonen (3) og apparatet (2).

3. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at ringene (14A) er av metall og særlig i form av metallvaiere.

4. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at ringene (14A) er anordnet nær enden (5A, 6A) av elementene (5, 6) og er festet til disse ved hjelp av mutterbolter (17) hvis langsgående midtakse tilnærmet sammenfaller med ringenes sentrale tverrakse.

5. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at støtteled-dene (15) omfatter tre sett torsjonsstaver (15A, 15B, 15C), hvert sett med tre staver og anordnet slik at de hindrer dreining rundt hver sin respektive koordinatakse (X, Y, Z), idet disse akser henholdsvis representerer en krengningsakse, en duvingsakse og en hivakse for fartøyets bevegelser.

6. Anordning ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at torsjonsstavene (15A, 15B og 15C) for henholdsvis motvirkning av krengning, duving og hiving ligger hovedsakelig i samme plan parallelt med X-Y-planet og normalt på og med konstant avstand over hele sin lengde fra sin respektive koordinatakse for referanse.

7. Anordning ifølge krav 5 eller 6, KARAKTERISERT VED at hver av torsjonsstavene (15A, 15B, 15C) på den ene side er koblet til det første element (5) som er festet til bærekonstruksjonen (3), ved hjelp av lågere (18) som stavenes ender er opplagret i, og på den annen side til det andre element (6) som holder apparatet (2) festet, ved hjelp av to sett (19) leddkoblede stag (19A, 19B), hvorav stagene (19A) i det første sett er anordnet i nærheten av hver torsjonsstavs ende i en retning parallelt med refer-anseaksen, mens stagene (19B) i det andre sett er svingbart festet til sin respektive brakett (20) festet til det andre element (6) i en retning normalt på den første.