PL229419B1 - System bezpieczeństwa wiatrakowca - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest system bezpieczeństwa wiatrakowca, zapewniający bezpieczne lądowanie wiatrakowcem w sytuacji awaryjnej na wodzie, a także chroniący strukturę wiatrakowca przed zniszczeniem podczas lądowania w trudnym terenie na lądzie. Pod kadłubem (1) wiatrakowca jest usytuowane podwozie przednie (2) oraz podwozie główne (3), a po obu stronach kadłuba (1) są zamontowane gondole (10) z poduszkami powietrznymi. Z tyłu kadłuba (1) znajduje się śmigło pchające (4), a ogonowa belka (5) jest zakończona usterzeniem (6). Gondole (10) okrywają poduszki główne (11) oraz boczne poduszki (12) powietrzne, przy czym każda z gondoli (10) ma nieruchomą część stałą, usytuowaną w przedniej części pokrywę główną oraz pokrywę dodatkową usytuowaną w sąsiedztwie koła podwozia głównego (3), która to pokrywa stanowi dodatkową osłonę koła. Pod pokrywą dodatkowa jest umiejscowiona membrana, służąca do podparcia koła zawieszenia głównego i po zalaniu wodą stabilizująca wiatrakowiec poprzecznie.

Description

Przedmiotem wynalazku jest system bezpieczeństwa wiatrakowca, zapewniający bezpieczne lądowanie wiatrakowcem w sytuacji awaryjnej na wodzie, a także chroniący strukturę wiatrakowca przed zniszczeniem podczas lądowania w trudnym terenie na lądzie.

Wiatrakowce są to statki powietrzne, których jednostkę napędową stanowi zwykle silnik ze śmigłem pchającym lub ciągnącym, a który siłę nośną generuje przez wolno obracający się wirnik wykorzystujący zjawisko autorotacji. Zapewnienie siły nośnej jest możliwe tylko podczas ruchu postępowego lub opadania wiatrakowca - nie da się nim wykonać zawisu. Podczas lądowania wiatrakowiec także powinien się poruszać, chyba, że ląduje pod dość silny wiatr.

Wiatrakowce są znane od lat, lecz początkowo duża ich wypadkowość i w związku z tym niska popularność sprawiała iż postęp z nimi związany był o wiele wolniejszy niż w przypadku samolotów lub śmigłowców. Obecnie zauważalny jest szybki rozwój w tej dziedzinie statków powietrznych, zmierzający do poprawy osiągów i stylistyki wiatrakowców.

Konstrukcje napędów różnych wiatrakowców są opisane w dokumentach patentowych US2012181378, CN102161380, CN101618764 i CN201525255. Ten ostatni ujawnia konstrukcję wiatrakowca zdolnego do startu i lądowania na powierzchni lądu oraz na powierzchni wody.

Z polskiego opisu zgłoszenia wynalazku numer P. 105898 jest znany wiatrakowiec zaopatrzony w układ sterowania wirnika nośnego, składający się z równoległej i trwale przytwierdzonej do poziomej belki rury z obrotowo umocowanym do niej sterowniczym drążkiem z bocznymi ramionami, przy czym z drugiej strony rura na wyprowadzonych bocznych prętach zakończona jest trójkątnymi węzłami, które łączą z jednej strony odpowiednio dolne brzegi samonośnej ramy, zakończonej u góry wystającym sprzęgiem i z drugiej strony poprzez belki, boczne ramiona sterowniczego drążka. Górna część masztu jest zaopatrzona w boczne wypusty, na których pod odpowiednim kątem są osadzone równolegle korbowody z ogranicznikiem skrętu, a głowica wirnika nośnego jest zakończona trzpieniem i złączona trwale z obudową zawierającą boczne czopy, osadzone w główkach korbowodów. Trzpień głowicy wirnika nośnego jest połączony z wystającym sprzęgiem samonośnej ramy. Ogranicznik skrętu składa się ze wspornika, łączącego korbowody, zaopatrzonego w wystający trzpień, który wchodzi w odpowiednie wycięcia listwy stanowiącej zakończenie obudowy, zawierającej boczne czopy. Wystający trzpień jest zaopatrzony w regulowane elementy ustalające.

Z angielskiego zgłoszenia patentowego numer GB2440320 jest znana konstrukcja wiatrakowca dostosowanego do pływania po powierzchni wody, przeznaczonego do transportu jako amfibia. Wiatrakowiec jest zaopatrzony w system bocznych pływaków umieszczonych na dostosowanych do ich utrzymywania wysięgnikach, poniżej kadłuba wiatrakowca. Ujawniona konstrukcja, z małymi pływakami bocznymi nie zapewnia odpowiedniej stabilizacji bocznej wiatrakowca, a tym samym nie zabezpiecza przed zetknięciem wirnika z wodą, ze względu na zbyt małą odległość wirnika od powierzchni wody, zwłaszcza zafalowanej, co może skutkować katastrofą.

W przypadku awarii silnika w powietrzu koniecznością staje się możliwość wylądowanie wiatrakowcem z wykorzystaniem autorotacji z niewielką prędkością postępową. Jednakże prędkość opadania podczas tego manewru wzrasta i zetknięcie z podłożem następuje z większą prędkością opadania. Ucierpieć na tym może zarówno konstrukcja wiatrakowca jak i pasażerowie. Lądowanie awaryjne może także wystąpić na obszarze wodnym, dlatego istotne jest zapewnienie bezpiecznego osadzenia wiatrakowca na wodzie, a także zapewnienie stabilnego unoszenia się na wodzie do czasu dotarcia ekipy ratunkowej. Połączenie tych informacji determinuje skonstruowanie systemu bezpieczeństwa tak, aby działał skutecznie przy poruszającym się do przodu wiatrakowcu, był odporny na gwałtowne uderzenia i zapewniał utrzymanie wiatrakowca na wodzie.

Dotychczas produkowane wiatrakowce nie posiadają aktywnych systemów bezpieczeństwa podczas lądowania awaryjnego, przykładowo przy utracie mocy lub całkowitym wyłączeniu silnika podczas lotu. Brak też systemu, który łagodziłby sam moment zetknięcia z ziemią podczas awaryjnego lądowania, zapobiegając powstaniu obrażeń i chroniąc strukturę wiatrakowca. Nie istnieją także systemy zapobiegające zatonięciu wiatrakowca podczas awaryjnego lądowania na wodzie. Specyfiką wiatrakowca jest brak możliwości szybkiego zatrzymania rotora po lądowaniu oraz jego przegubowe połączenie z masztem. Skutkuje to bardzo niebezpieczną możliwością zetknięcia rotora z podłożem lub wodą przez dłuższy czas po lądowaniu. System bezpieczeństwa powinien zapewniać stabilizację wiatrakowca zarówno w osi podłużnej jak i poprzecznej. Istniejące systemy bezpieczeństwa dla śmigłowców nie zapewniają wystarczającej stabilności, a ich wysoki ciężar sprawia, iż nie mogą być mon

PL229 419 Β1 towane w najbardziej popularnych wiatrakowcach UL i LA. Nie są także montowane we wszystkich modelach śmigłowców.

Przedmiotem wynalazku jest system bezpieczeństwa w postaci poduszki lub poduszek powietrznych biegnących wzdłuż wiatrakowca pod kadłubem i belkami ogonowymi, zaopatrzonych w okolicy zawieszenia głównego w boczne poduszki, skonstruowane ta, że stanowią podparcie zawieszenia głównego przy lądowaniu na wodzie i na lądzie. W przypadku wiatrakowców z jedną belką ogonową oprócz poduszki lub poduszek pod kabiną zainstalować należy dodatkową poduszkę lub poduszki na końcu belki ogonowej zapewniającą stabilizację wzdłuż osi podłużnej wiatrakowca, systemu napełniającego poduszki gazem oraz systemu inicjacyjnego, który jest aktywowany przez pilota lub automatycznie. Poduszki powietrzne mają kształt podłużnych balonów biegnących pod kadłubem wzdłuż wiatrakowca. Zapewniają dzięki temu stabilne położenie wzdłużne. Dodatkowo końce balonów są zwężane zapewniając łagodniejsze zetknięcie z ziemią lub wodą i zapobiegające przewrócenie się wiatrakowca - kapotaż. Stabilność poprzeczną zapewniają poduszki boczne uniemożliwiające przechylenie wiatrakowca na boki, co mogłoby doprowadzić do zetknięcia wirujących łopat rotora z ziemią lub wodą. Poduszki boczne mogą mieć różny kształt i może być ich dowolna ilość w zależności od budowy, ustawienia golenia podwozia i rozkładu mas wiatrakowca. Ich konstrukcja powinna zapewniać podparcie zawieszenia głównego podczas lądowania na wodzie. Dodatkowo boczne poduszki posiadają membrany stabilizujące poprzecznie wiatrakowiec w momencie kontaktu z wodą. Zalanie membran wodą zapobiega przechyłowi wiatrakowca na boki. Stanowią one wraz z poduszkami bocznymi podparcie podwozia głównego. Zwinięte poduszki są zamocowane wzdłuż wiatrakowca w specjalnej obudowie dodatkowej lub będącej częścią kabiny, która w razie użycia systemu otwiera się lub odpada od wiatrakowca lub rozpada się, rozrywając się wzdłuż odpowiednio wyprofilowanych miejsc. System napełniania może wykorzystywać sprężony w butlach gaz lub ładunek pirotechniczny z paliwem stałym. System aktywujący może być uruchamiany ręcznie przez pilota lub automatycznie po zetknięciu z wodą.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wiatrakowiec z zamocowanymi do niego poduszkami powietrznymi w widoku z dołu, fig. 2 i fig. 3 odpowiednio wiatrakowiec z poduszkami powietrznymi w widoku z boku i w widoku z przodu, fig. 4 ukazuje widok poduszki bocznej z membraną umocowaną pod podwoziem głównym wiatrakowca, natomiast fig. 5 do fig. 7 pokazują kolejne fazy otwierania poduszek powietrznych, to jest stan zamknięty (fig. 5), poduszki podczas otwierania i pompowania (fig. 6) i na fig. 7 napełniony w pełni system poduszek powietrznych. Z kolei na fig. 8 pokazano schematycznie sposób i kierunek rozwijania się poduszek powietrznych zapewniający ominięcie koła i nałożenie membrany na koło.

Jak pokazano na rysunku pod kadłubem 1 wiatrakowca są usytuowane podwozie przednie 2 oraz podwozie główne 3, a po obu stronach kadłuba 1. są zamontowane gondole 10 z poduszkami powietrznymi. Z tyłu kadłuba 1 znajduje się śmigło pchające 4, a ogonowa belka 5 jest zakończona usterzeniem 6.

Gondole 10 okrywają poduszki główne 11 oraz boczne poduszki 12, powietrzne, przy czym każda z gondoli 10 ma nieruchomą część stałą 101, usytuowaną w przedniej części pokrywę główną 102 oraz pokrywę dodatkową 103 usytuowaną w sąsiedztwie koła podwozia głównego 3, która to pokrywa 103 stanowi dodatkową osłonę koła. Pod pokrywą dodatkową 103 jest umiejscowiona membrana 13, służąca do podparcia koła zawieszenia głównego i po zalaniu wodą stabilizująca wiatrakowiec poprzecznie.

Ujawniona konstrukcja zapewnia utrzymanie wirnika w bezpiecznej odległości od wody, w przypadku konieczności lądowania wiatrakowca na wodzie. System poduszek powietrznych o pojemności wystarczające do utrzymania wiatrakowca na wodzie, ukrytych podczas lotu w dwóch gondolach lub w odpowiednio zaprojektowanych zgłębieniach kadłuba i belek ogona, dzięki dużej wyporności zapewnia wysokie i szerokie podparcie wiatrakowca wodującego na wzburzonym lustrze wody. Poduszki są napełniane gazem, a ich zadaniem jest umożliwienie bezpiecznego wylądowania na maksymalnie szerokiej i wypornej platformie napełnianej gazem tuż przed lądowaniem na wodzie. Pojemność poduszek powietrznych jest obliczona z nadmiarem tak, żeby utrzymać masę wiatrakowca łącznie z załogą na powierzchni wody, nawet w przypadku, gdy zawiedzie system napełniania gazem jednej z poduszek.

Claims (2)

1. System bezpieczeństwa wiatrakowca, zapewniający bezpieczne lądowanie wiatrakowcem w sytuacji awaryjnej na wodzie, a także chroniący strukturę wiatrakowca przed zniszczeniem podczas lądowania w trudnym terenie na lądzie, znamienny tym, że po obu stronach kadłuba (1) wiatrakowca są zamontowane gondole (10) z poduszkami powietrznymi, które to gondole okrywają poduszki główne (11) oraz poduszki boczne (12), przy tym każda z gondoli (10) ma środkową nieruchomą część stałą (101), usytuowaną w przedniej części gondoli (10) pokrywę główną (102) oraz usytuowaną w sąsiedztwie koła podwozia głównego (3) pokrywę dodatkową (103) osłaniającą połączoną z poduszkami bocznymi (12) membranę (13) służącą do podparcia koła zawieszenia głównego i po zalaniu wodą membrany (13) stabilizującej wiatrakowiec poprzecznie, przy czym pokrywa (103) stanowi dodatkową osłonę koła zawieszenia przedniego.

2. System według zastrz. 1, znamienny tym, że poduszki główne (11) i poduszki boczne (12) połączone z membraną (13) stabilizującą wiatrakowiec poprzecznie są umiejscowione w bocznych profilach kadłuba (1.) wiatrakowca.