RU112888U1

RU112888U1 - DEVICE FOR AZIMUTAL ORIENTATION OF LOAD ON EXTERNAL HELICOPTER SUSPENSION

Info

Publication number: RU112888U1
Application number: RU2011131224/11U
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Солуянов; Виталий Васильевич Рощупкин; Владимир Григорьевич Шевцов
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2012-01-27

Abstract

1. Устройство для азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета, включающее траверсу с грузовыми канатами на концах, соединенную с замком летательного аппарата посредством сходящихся связей, систему стабилизации траверсы, содержащую упругие связи, соединенные с траверсой, систему поворота траверсы в горизонтальной плоскости с установленным на корпусе вертолета приводом в виде лебедки, на рабочей поверхности барабана которой закреплена и навита гибкая тяга, соединенная с траверсой, отличающееся тем, что в средней части барабана лебедки установлена разделительная шайба с образованием дополнительной рабочей поверхности, на которой закреплена и навита дополнительная гибкая тяга, причем навивка дополнительной гибкой тяги на барабан выполнена в противоположном направлении, а к концам основной и дополнительной гибких тяг присоединена одна из двух упругих связей, противоположные концы которых прикреплены непосредственно к траверсе. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что к траверсе и к концам обеих гибких тяг, сходящих с барабана лебедки, параллельно каждой упругой связи присоединен страховочный нерастяжимый элемент, длина которого больше начальной длины упругой связи, но меньше предельной, при которой происходит разрушение этой упругой связи. 1. A device for azimuthal orientation of cargo on the external sling of a helicopter, including a traverse with cargo ropes at the ends, connected to the aircraft lock by means of converging links, a traverse stabilization system containing elastic links connected to the traverse, a traverse rotation system in a horizontal plane with the helicopter body is driven in the form of a winch, on the working surface of the drum of which a flexible rod is fixed and wound, connected to the traverse, characterized in that a separating washer is installed in the middle part of the winch drum with the formation of an additional working surface on which an additional flexible rod is fixed and wound, and the winding of the additional flexible rod onto the drum is made in the opposite direction, and one of two elastic ties is attached to the ends of the main and additional flexible rods, the opposite ends of which are attached directly to the traverse. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that to the traverse and to the ends of both flexible rods descending from the winch drum, parallel to each elastic connection, an inextensible safety element is connected, the length of which is greater than the initial length of the elastic connection, but less than the limit at which destruction of this elastic bond.

Description

Устройство относится к авиационной технике, а именно к оборудованию вертолетов, предназначенных для транспортирования груза на внешней подвеске, и может быть использовано при выполнении строительно-монтажных работ.The device relates to aircraft, and in particular to the equipment of helicopters designed to transport cargo on an external sling, and can be used in construction and installation works.

Известно устройство для азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета по патенту РФ №2196709, кл. B64D 9/00, 2000 г.Оно включает траверсу с грузовыми канатами на концах, соединенную с замком вертолета посредством сходящихся связей, систему стабилизации траверсы, содержащую упругую связь, и систему поворота траверсы в горизонтальной плоскости с приводом. В качестве привода использована лебедка, установленная на борту вертолета. На рабочей поверхности барабана лебедки закреплена и навита гибкая тяга. При этом упругая связь присоединена к одному из концов траверсы, а гибкая тяга прикреплена к ее противоположному концу. В полете при возникновении маятниковых колебаний груза возможно появление крутильных колебаний, вызванных креплением к концам траверсы связей с разной продольной жесткостью: к одному - практически нерастяжимой гибкой тяги, а к другому - эластичной упругой связи.A device for the azimuthal orientation of the cargo on the external suspension of the helicopter according to the patent of the Russian Federation No. 2196709, class. B64D 9/00, 2000. It includes a traverse with cargo ropes at the ends, connected to the helicopter lock by means of converging couplings, a traverse stabilization system containing an elastic coupling, and a traverse rotation system in the horizontal plane with a drive. A winch mounted on board a helicopter was used as a drive. On the working surface of the winch drum, a flexible rod is fixed and wound. In this case, the elastic connection is attached to one of the ends of the traverse, and a flexible rod is attached to its opposite end. In flight, with the occurrence of pendulum oscillations of the load, torsional vibrations may occur due to the attachment of ties with different longitudinal stiffness to the ends of the traverse: to one - almost inextensible flexible traction, and to the other - elastic elastic bond.

Наиболее близким по технической сущности, т.е. прототипом, является устройство для азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета по патенту РФ №2308400, кл. B64D 9/00, 2005 г. Оно содержит траверсу с грузовыми канатами на концах, которая соединена с замком вертолета посредством сходящихся связей. Устройство имеет систему стабилизации траверсы, содержащую основную упругую связь, прикрепленную к одному из концов траверсы и корпусу вертолета. Система поворота траверсы в горизонтальной плоскости включает установленный на корпусе вертолета привод в виде лебедки, гибкая тяга которой присоединена к противоположному концу траверсы. Между свободным концом гибкой тяги и корпусом вертолета введена дополнительная упругая связь, жесткость которой меньше, чем жесткость основной упругой связи.The closest in technical essence, i.e. the prototype is a device for the azimuthal orientation of the cargo on the external suspension of the helicopter according to the patent of the Russian Federation No. 2308400, class. B64D 9/00, 2005. It contains a traverse with cargo ropes at the ends, which is connected to the helicopter lock via convergent connections. The device has a traverse stabilization system containing the main elastic connection attached to one of the ends of the traverse and the helicopter body. The system for turning the beam in the horizontal plane includes a drive in the form of a winch mounted on the helicopter body, the flexible rod of which is attached to the opposite end of the beam. An additional elastic connection is introduced between the free end of the flexible rod and the helicopter body, the rigidity of which is less than the rigidity of the main elastic connection.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции и возможность появления крутильных колебаний груза в полете, вызванных присоединением к противоположным концам траверсы упругих связей с разной продольной жесткостью.The disadvantages of the known device are the design complexity and the possibility of torsional vibrations of the cargo in flight, caused by the attachment of elastic ties with different longitudinal stiffness to opposite ends of the beam.

Задачей настоящего технического решения является устранение указанных недостатков.The objective of this technical solution is to eliminate these disadvantages.

В предлагаемом устройстве для азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета новый технический результат заключается в повышении эффективности стабилизации груза и сокращении количества узлов и составных элементов.In the proposed device for the azimuthal orientation of the load on the external suspension of the helicopter, a new technical result is to increase the efficiency of stabilization of the load and reduce the number of nodes and components.

Этот технический результат в устройстве для азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета, включающем траверсу с грузовыми канатами на концах, соединенную с замком вертолета посредством сходящихся связей, систему стабилизации траверсы, содержащую упругие связи, присоединенные к траверсе, систему поворота траверсы в горизонтальной плоскости с установленным на корпусе вертолета приводом в виде лебедки, гибкая тяга которой прикреплена к траверсе. Заявленный технический эффект достигается тем, что в средней части барабана лебедки установлена разделительная шайба с образованием дополнительной рабочей поверхности, на которой закреплена и навита дополнительная гибкая тяга, причем навивка дополнительной гибкой тяги на барабан выполнена в противоположном направлении, а к концам основной и дополнительной гибких тяг присоединена одна из двух упругих связей, противоположные концы которых прикреплены непосредственно к траверсе.This technical result is in a device for the azimuthal orientation of the load on the external suspension of the helicopter, including a traverse with cargo ropes at the ends, connected to the lock of the helicopter by means of converging connections, a stabilization system of the traverse containing elastic ties attached to the traverse, a system for turning the traverse in the horizontal plane with the installed on the helicopter body with a drive in the form of a winch, the flexible rod of which is attached to the traverse. The claimed technical effect is achieved by the fact that in the middle part of the winch drum a separation washer is installed with the formation of an additional working surface on which an additional flexible rod is fixed and wound, and the additional flexible rod is wound onto the drum in the opposite direction, and to the ends of the main and additional flexible rods one of two elastic bonds is attached, the opposite ends of which are attached directly to the traverse.

К траверсе и к концам обеих гибких тяг, сходящих с двух рабочих поверхностей барабана лебедки, параллельно каждой упругой связи присоединен страховочный нерастяжимый элемент, длина которого больше начальной длины упругой связи, но меньше предельной, при которой происходит разрушение этой упругой связи.To the traverse and to the ends of both flexible rods extending from the two working surfaces of the winch drum, a safety inextensible element is attached parallel to each elastic connection, the length of which is longer than the initial length of the elastic connection, but less than the limit at which this elastic connection is destroyed.

На фиг.1 представлен общий вид вертолета с предлагаемым устройством в полете, вид сбоку;Figure 1 presents a General view of the helicopter with the proposed device in flight, side view;

на фиг.2 - общий вид снизу на вертолет с устройством и схема возможных поворотов траверсы (грузовые канаты не показаны);figure 2 is a General view from below of a helicopter with a device and a diagram of possible turns of the beam (cargo ropes not shown);

на фиг.3 - узел А по фиг.2.figure 3 - node a in figure 2.

Перед выполнением строительно-монтажных работ предлагаемое устройство устанавливают на вертолет 1.Before performing construction and installation works, the proposed device is installed on a helicopter 1.

Устройство содержит траверсу 2 с двумя грузовыми канатами 3, которые снизу снабжены электрозамками 4. Траверса 2 посредством двух сходящихся связей 5 подсоединена к вертлюгу 6 и основному замку 7 вертолета.The device comprises a traverse 2 with two cargo ropes 3, which are equipped with electric locks below 4. The traverse 2 is connected to the swivel 6 and the main lock 7 of the helicopter through two converging connections 5.

Устройство имеет систему стабилизации траверсы, содержащую две идентичные по характеристикам упругие связи 8, (выполненные, например, в виде одного или нескольких элементов: резинотканных шнуровых амортизаторов, пружин и т.п.), подсоединенные к концам траверсы 2.The device has a traverse stabilization system containing two elastic ties 8 identical in characteristics (made, for example, in the form of one or several elements: rubber-fabric cord shock absorbers, springs, etc.) connected to the ends of the traverse 2.

Устройство имеет также систему поворота траверсы 2, в которую входит привод - лебедка 9, установленная на раме 10. В средней части барабана лебедки 9 жестко установлена разделительная шайба 11 (фиг.3), которая делит рабочую поверхность барабана на две части. На рабочей части барабана между ребордой 12 и шайбой 11 закреплена и навита гибкая тяга 14, а между шайбой 11 и ребордой 15 закреплена и навита гибкая тяга 16. Причем навивка гибких тяг 14 и 16 выполнена в противоположных направлениях и только на половину канатоемкости каждой части барабана. Для направления гибких тяг 14 и 16 на каждую из рабочей частей барабана лебедка снабжена блоками 17. Концы гибких тяг 14 и 16 подсоединены к упругим связям 8.The device also has a traverse 2 rotation system, which includes a drive - winch 9 mounted on the frame 10. In the middle part of the winch drum 9, a separation washer 11 is fixed (Fig. 3), which divides the working surface of the drum into two parts. A flexible rod 14 is fixed and wound on the working part of the drum between the flange 12 and the washer 11, and a flexible rod 16 is fixed and wound between the washer 11 and the flange 15. Moreover, the flexible rods 14 and 16 are wound in opposite directions and only half the rope capacity of each part of the drum . To direct the flexible rods 14 and 16 to each of the working parts of the drum, the winch is equipped with blocks 17. The ends of the flexible rods 14 and 16 are connected to the elastic ties 8.

Параллельно упругим связям 8 между траверсой 2 и концами гибких тяг 14 и 16 прикреплены страховочные нерастяжимые элементы 18, например, тросы. Длина каждого троса 18 больше начальной длины упругих связей 8, но меньше предельной, при которой может произойти разрушение этих упругих связей.Parallel to the elastic connections 8 between the crosshead 2 and the ends of the flexible rods 14 and 16, safety inextensible elements 18 are attached, for example, cables. The length of each cable 18 is greater than the initial length of the elastic bonds 8, but less than the limit at which the destruction of these elastic bonds can occur.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед взлетом вертолета устройство находится в нерабочем (посадочном) положении. В этом положении из-за отсутствия груза и соответственно отсутствия вертикальной нагрузки от канатов 3 на траверсу 2, упругие связи 8 имеют минимальную длину. За счет их сил упругости, приложенных к обоим концам траверсы 2 и направленных к лебедке 9, элементы устройства, включая траверсу 2 со сходящимися связями 5 и упругие связи 8, находятся в непосредственной близости от фюзеляжа вертолета 1. Поэтому устройство в таком нерабочем положении может размещаться в небольшом просвете (клиренсе) между фюзеляжем вертолета и стояночной площадкой.Before take-off of the helicopter, the device is in the off (landing) position. In this position, due to the lack of cargo and, accordingly, the absence of a vertical load from the ropes 3 on the beam 2, the elastic ties 8 have a minimum length. Due to their elastic forces applied to both ends of the yoke 2 and directed to the winch 9, the device elements, including the yoke 2 with converging bonds 5 and elastic ties 8, are in close proximity to the fuselage of the helicopter 1. Therefore, the device can be placed in such an inoperative position in a small clearance (clearance) between the fuselage of the helicopter and the parking area.

После взлета вертолета 1 груз подцепляют к грузовым канатам 3 посредством электрозамков 4. При натяжении вертолетом канатов 3, под действием силы тяжести груза (см. фиг.1) траверса 2 вместе со сходящимися связями 5, вертлюгом 6 и замком 7 располагаются в плоскости, проходящей через ось подвеса груза (т.е. линию, проходящую через ось несущего винта вертолета и центр масс груза). Длина гибких тяг 14 и 16 выбрана так, что в исходном (поперечном) положении траверсы 2 упругие связи 8 растянуты на половину своего рабочего хода (диапазона вытяжки).After the take-off of helicopter 1, the cargo is hooked to the cargo ropes 3 by means of electric locks 4. When the ropes 3 are pulled by the helicopter, under the influence of the gravity of the cargo (see Fig. 1), the beam 2 together with converging links 5, swivel 6 and lock 7 are located in the plane passing through the axis of suspension of the cargo (i.e. the line passing through the axis of the rotor of the helicopter and the center of mass of the cargo). The length of the flexible rods 14 and 16 is chosen so that in the initial (transverse) position of the beam 2, the elastic bonds 8 are stretched by half their working stroke (drawing range).

Груз поднимают и доставляют к месту монтажа. При возникновении в полете колебаний груза устройство обеспечивает их гашение и стабилизацию груза. Например, при возникновении крутильных колебаний, т.е. при поворотах траверсы 2 из исходного (поперечного) положения происходит изменение длины упругих связей 8. В более растянутой упругой связи 8 действует наибольшая сила упругости, которая создает момент сопротивления, стремящийся вернуть траверсу 2 в исходное положение. Если траверса 2 при возвращении прошла исходное положение, то более натянутой становится противоположная упругая связь 8, возросшая сила упругости которой создает стабилизирующий момент, который действует до достижения траверсой исходного положения и выравнивания длины обеих упругих связей 8. Таким образом, упругие связи 8 обеспечивают затухание указанных крутильных колебаний, т.к. являются диссипативной системой. В результате обеспечивается стабилизация груза и его мягкая фиксация по азимуту в заданном положении.The load is lifted and delivered to the installation site. If there are fluctuations in the load during the flight, the device ensures their damping and stabilization of the load. For example, when torsional vibrations occur, i.e. when the beam 2 is rotated from its initial (transverse) position, the length of the elastic bonds 8 changes. In a more stretched elastic bond 8, the greatest elastic force acts, which creates a moment of resistance, which tends to return the beam 2 to its original position. If the yoke 2 upon returning has passed the initial position, then the opposite elastic bond 8 becomes more stretched, the increased elasticity of which creates a stabilizing moment, which acts until the yoke reaches the initial position and aligns the length of both elastic bonds 8. Thus, the elastic bonds 8 provide attenuation of these torsional vibrations, as are a dissipative system. The result is stabilization of the load and its soft fixation in azimuth in a given position.

При зависании вертолета 1 над местом монтажа против ветра при помощи устройства устраняют рассогласование груза по азимуту с проектным его положением (например, фундаментом или с предыдущей секцией). Для этого включением лебедки 9 и изменением длины гибких тяг 14 и 16 поворачивают траверсу 2 из исходного положения на необходимый угол по азимуту по часовой или против часовой стрелки (на фиг.2 тонкими линиями отображены возможные варианты поворота траверсы 2).When the helicopter 1 hovering above the installation site against the wind, the device eliminates the mismatch of the load in azimuth with its design position (for example, the foundation or the previous section). To do this, by turning on the winch 9 and changing the length of the flexible rods 14 and 16, the yoke 2 is rotated from its initial position by the required angle in azimuth clockwise or counterclockwise (figure 2 shows the possible options for turning yoke 2 with thin lines).

В момент начала работы лебедки 9, например, при укорачивании гибкой тяги 14 первой начинает растягиваться упругая связь 8, присоединенная к ней, и в ней плавно растет сила упругости. В результате динамические нагрузки при пуске привода лебедки сглаживаются и демпфируются. Гибкая тяга 16 в это время удлиняется, а присоединенная к ней упругая связь 8 укорачивается, сила упругости в ней снижается. За счет разных по величине сил, приложенных к концам траверсы 2, создается крутящий момент. Поэтому происходит плавный поворот траверсы 2 по часовой стрелке. При дальнейшем укорачивании лебедкой 9 гибкой тяги 14 возможен случай, когда присоединенная упругая связь 8 вытянется на всю свою длину. В этом случае вступает в работу страховочный трос 18, который в натянутом состоянии, исключая разрушение упругой связи 8, передает крутящий момент по часовой стрелке.At the moment the winch 9 starts to work, for example, when shortening the flexible rod 14, the elastic connection 8 attached to it first begins to stretch, and the elastic force gradually grows in it. As a result, the dynamic loads during startup of the winch drive are smoothed and damped. The flexible rod 16 at this time lengthens, and the elastic bond 8 attached to it is shortened, the elastic force in it decreases. Due to the different magnitude of the forces applied to the ends of the beam 2, a torque is created. Therefore, there is a smooth rotation of the yoke 2 clockwise. With further shortening of the flexible rod 14 by the winch 9, a case is possible when the attached elastic connection 8 extends to its entire length. In this case, the safety cable 18 enters into operation, which, when tensioned, excluding the destruction of the elastic coupling 8, transmits the clockwise torque.

Для поворота траверсы 2 против часовой стрелки укорачивают лебедкой 9 гибкую тягу 16, и управляющим становится момент от присоединенной к ней упругой связи 8.To turn the traverse 2 counterclockwise, the winch 9 shortens the flexible rod 16, and the moment from the elastic connection 8 connected to it becomes the control.

После согласования груза с проектными отметками, снижением вертолета 1 груз устанавливают на место и производят отцепку электрозамков 4. Устройство под действием упругих связей 8 переходит в посадочное положение. Вернув траверсу 2 в исходное (поперечное) положение, вертолет направляют за следующим грузом или на посадку.After coordinating the cargo with the design marks, reducing the helicopter 1, the cargo is put in place and the electric locks are uncoupled 4. The device under the action of elastic ties 8 goes into the landing position. Returning the yoke 2 to its original (transverse) position, the helicopter is sent for the next load or for landing.

В посадочном положении устройство не препятствует посадке вертолета с малым клиренсом на стоянке, например вертолета типа Ка-32.In the landing position, the device does not impede the landing of a helicopter with a small clearance in the parking lot, for example, a Ka-32 helicopter.

В предлагаемом, не сложном по конструкции, устройстве за счет крепления к противоположным концам траверсы упругих связей с одинаковой продольной жесткостью улучшена стабилизация груза в полете. Кроме того, обеспечивается снижение динамических нагрузок в системе поворота траверсы. В результате возможно повышение точности наведения груза на проектные отметки и сокращение времени висения вертолета, необходимого для монтажа груза.In the proposed device, not complicated in design, by stabilizing the elastic ties with the same longitudinal stiffness to opposite ends of the beam, the stabilization of the load in flight is improved. In addition, it provides a reduction in dynamic loads in the traverse rotation system. As a result, it is possible to increase the accuracy of guiding the cargo to design elevations and reduce the time it takes for the helicopter to hang, which is necessary for mounting the cargo.

Claims

1. A device for the azimuthal orientation of the load on the external suspension of the helicopter, including a traverse with cargo ropes at the ends, connected to the lock of the aircraft by means of converging connections, a stabilization system of the traverse, containing elastic ties connected to the traverse, a system for turning the traverse in a horizontal plane with a helicopter case with a drive in the form of a winch, on the working surface of the drum of which a flexible rod is attached and wound flexible traction connected to the traverse, characterized in that in the middle part of the ba the winch’s chain, a dividing washer is installed with the formation of an additional working surface on which an additional flexible rod is fixed and wound, and the additional flexible rod is wound onto the drum in the opposite direction, and one of two elastic ties, the opposite ends of which are attached to the ends of the main and additional flexible rods attached directly to the traverse.

2. The device according to claim 1, characterized in that to the traverse and to the ends of both flexible rods extending from the winch drum, a safety inextensible element is attached parallel to each elastic connection, the length of which is greater than the initial length of the elastic connection, but less than the limit at which breaking this elastic bond.