RU2176209C1

RU2176209C1 - Aircraft

Info

Publication number: RU2176209C1
Application number: RU2000107013/28A
Authority: RU
Inventors: Г.Ю. Халидов
Original assignee: Халидов Гамид Юсупович; Халидов Уллубий Гамидович
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2001-11-27

Abstract

FIELD: rescue of passengers. SUBSTANCE: proposed aircraft has all-metal fuselage where passenger cabin made in form of rescue capsule is arranged. Provision is made for doorways which are automatically closed in an emergency. Fuselage is provided with units for separation of rescue capsule. EFFECT: enhanced safety of passengers. 7 dwg

Description

Изобретение относится к авиации, средствам спасения пассажиров с летательного аппарата и может использоваться при создании перспективных самолетов с повышенной безопасностью пассажиров. The invention relates to aviation, means of rescuing passengers from an aircraft and can be used to create promising aircraft with increased passenger safety.

Анализ авиационных катастроф показывает, что современный подход к вопросам безопасности пассажиров летательных аппаратов должен предполагать возможность их эвакуации с терпящего аварию летательного аппарата в диапазоне высот от нескольких десятков метров до нескольких километров, плавный спуск и мягкое приземление, обеспечение возможности их поиска и обнаружения, а также их жизнедеятельности до обнаружения спасателями. An analysis of aviation accidents shows that a modern approach to the safety of passengers in aircraft should imply the possibility of their evacuation from a crashed aircraft in the altitude range from several tens of meters to several kilometers, smooth descent and soft landing, providing the possibility of their search and detection, as well as their vital activity until rescuers find it.

Известно техническое решение (патент US N 4699336, кл. 244-140, 1987) на конструкцию самолета с отделяемым герметичным пассажирским отсеком, где самолет содержит устройство для выбрасывания пассажирского отсека из салона фюзеляжа главной секции, когда самолет находится в аварийной ситуации, и устройство для плавного спуска пассажирского отсека на землю. A technical solution is known (patent US N 4699336, class 244-140, 1987) for the design of an aircraft with a detachable sealed passenger compartment, where the aircraft contains a device for ejecting the passenger compartment from the fuselage of the main section when the aircraft is in an emergency, and a device for smooth descent of the passenger compartment to the ground.

Недостатками данного технического решения является ослабление жесткости конструкции самолета, относительная длительность операций по эвакуации, необходимость их механического осуществления, что, как правило, в реальных аварийных ситуациях невыполнимо, разгерметизация салона и сопутствующее этому неудобства и дискомфорт пассажиров. The disadvantages of this technical solution is the weakening of the structural rigidity of the aircraft, the relative duration of the evacuation operations, the need for their mechanical implementation, which is usually impossible in real emergency situations, depressurization of the cabin and the accompanying inconvenience and discomfort of passengers.

Известно техническое решение (патент RU N 2021164, B 64 C 1/32, 1994) на аэробус, где его фюзеляж состоит из нескольких частей по количеству секций пассажирского салона, которые неразъемно прикреплены к соответствующим секциям салона, при этом смежные секции снабжены средствами для отделения друг от друга и герметизирующими устройствами, и средства для отделения секций салона, крыльев и хвостовой части выполнены в виде пироболтов. A technical solution is known (patent RU N 2021164, B 64 C 1/32, 1994) for an airbus, where its fuselage consists of several parts by the number of sections of the passenger compartment, which are inseparably attached to the corresponding sections of the passenger compartment, while the adjacent sections are equipped with means for separation from each other and sealing devices, and means for separating sections of the cabin, wings and tail are made in the form of pyro-bolts.

Известно техническое решение (патент RU N 2045858, B 64 C 1/32, 1996) на пассажирский самолет с аварийно-спасательными модулями, который содержит пассажирский салон, в котором расположен по крайней мере один аварийно-спасательный модуль, являющийся отсеком салона самолета, при этом одна его боковая стенка образует внешний обвод фюзеляжа, является элементом его силовой схемы, а другая боковая стенка обращена в сторону центрального прохода самолета и выполнена с герметичной дверью. A technical solution is known (patent RU N 2045858, B 64 C 1/32, 1996) for a passenger aircraft with rescue modules, which contains a passenger cabin in which at least one emergency rescue module is located, which is the compartment of the aircraft cabin, this one side wall forms the outer contour of the fuselage, is an element of its power circuit, and the other side wall faces the central aisle of the aircraft and is made with a sealed door.

Главным недостатком вышеуказанных технических решений является модульно-секционная конструкция фюзеляжа, что снижает его жесткость и отрицательно влияет на уровень безопасности эксплуатации самолета. The main disadvantage of the above technical solutions is the modular-sectional design of the fuselage, which reduces its rigidity and adversely affects the level of safety of aircraft operation.

Цель настоящего изобретения - расширить диапазон аварийных ситуаций летательного аппарата, при которых становится реальным спасение пассажиров и грузов. The purpose of the present invention is to expand the range of aircraft emergency situations in which the rescue of passengers and cargo becomes real.

Поставленная цель достигается тем, что самолет содержит цельный фюзеляж и выполнен с возможностью размещения в фюзеляже пассажирского салона, состоящего по крайней мере из одного герметичного автономного отсека. В фюзеляже размещены устройства, выполненные с возможностью отделения (разрезания) частей корпуса самолета от автономного отсека. Автономный отсек помещается в фюзеляж по горизонтальным направляющим. Дверные проемы автономного отсека выполнены сопрягаемыми и с возможностью их принудительного (автоматического или механического) закрытия и водонепроницаемости. Между автономным отсеком и корпусом фюзеляжа размещены амортизирующие устройства и материалы. Устройства, обеспечивающие отделение (разрезание) частей корпуса самолета от автономного отсека, выполнены с возможностью использования кумулятивного эффекта и/или эффекта направленного взрыва. Автономный отсек содержит парашютную систему. This goal is achieved in that the aircraft contains an integral fuselage and is configured to accommodate a passenger compartment in the fuselage, consisting of at least one sealed autonomous compartment. In the fuselage there are devices made with the possibility of separating (cutting) parts of the aircraft body from an autonomous compartment. An autonomous compartment is placed in the fuselage along horizontal guides. The doorways of the autonomous compartment are interfaced and with the possibility of their forced (automatic or mechanical) closure and water resistance. Between the autonomous compartment and the fuselage body shock absorbing devices and materials are placed. Devices for separating (cutting) parts of the aircraft body from an autonomous compartment are configured to use the cumulative effect and / or the effect of a directed explosion. The self-contained compartment contains a parachute system.

В соответствии с вышеизложенным в качестве средства по эвакуации пассажиров с аварийного самолета предлагаются размещаемые в его фюзеляже как части пассажирского салона автономные отсеки, которые после отделения от самолета способны осуществить спуск и мягкую посадку. В связи с их новым функциональным назначением и конструкцией автономный отсек предлагается назвать авиационная пассажирская автономная капсула спасения (АПАКС). In accordance with the foregoing, autonomous compartments located in its fuselage as parts of the passenger compartment, which, after being separated from the aircraft, are capable of launching and soft landing, as a means of evacuating passengers from an emergency aircraft. In connection with their new functional purpose and design, the autonomous compartment is proposed to be called the Aviation Passenger Autonomous Rescue Capsule (APAX).

На фиг. 1 изображена схема общего вида самолета без крыльев. In FIG. 1 is a diagram of a general view of an airplane without wings.

На фиг. 2 изображена схема разреза фюзеляжа и капсулы по 2-2. In FIG. 2 shows a diagram of a section of the fuselage and capsule 2-2.

На фиг. 3 изображена схема разреза фюзеляжа по 3-3. In FIG. 3 shows a diagram of a section of the fuselage in 3-3.

На фиг. 4 изображена схема размещения устройств для отделения капсул друг от друга и от частей самолета. In FIG. 4 shows a layout of devices for separating capsules from each other and from parts of the aircraft.

На фиг. 5, 6 изображена схема отделения капсул друг от друга, от хвостовой и носовой частей самолета и от обшивки и днища фюзеляжа. In FIG. 5, 6 shows a diagram of the separation of the capsules from each other, from the tail and nose of the aircraft and from the skin and bottom of the fuselage.

На фиг. 7 изображена схема спуска капсулы с парашютом. In FIG. 7 depicts a descent diagram of a parachute capsule.

Фюзеляж самолета 1 выполнен цельным. В фюзеляже 3 (фиг. 1-3) расположена по крайней мере одна авиационная пассажирская автономная капсула спасения 2 (далее капсула), выполненная в виде герметичного (при закрытых дверных проемах) автономного отсека пассажирского салона с расположенными в ней пассажирскими креслами 4, верхними отделениями для багажа 5 и другой атрибутикой пассажирского салона, иллюминаторами 16, сопряженными с иллюминаторами фюзеляжа. В верхней части капсулы размещается камера 17 с откидным люком 8, в которой размещен парашют 7. В донной части капсулы возможно размещение надувных амортизационных баллонов, имеющих автономную систему газонаполнения. Стенки капсулы 2 выполнены теплоизолированными и силовыми. Капсула может быть снабжена системой освещения и кондиционирования, работающей от автономной системы энергообеспечения после отделения капсулы от фюзеляжа. Одна или несколько капсул составляют пассажирский салон самолета. Между собой они соединяются сопрягаемыми дверными проемами 15, а с корпусом и силовыми балками 10 пола фюзеляжа через горизонтальные направляющие 6, которые расположены вдоль внутренней поверхности фюзеляжа и определяют положение капсулы, закрепляют их, обеспечивают жесткость конструкции "капсула - фюзеляж". Капсулы размещают (вставляют) в фюзеляже самолета еще во время его постройки. Направляющие 6 капсулы установлены в ответных направляющих корпуса 3 фюзеляжа в строго горизонтальном направлении, и поэтому они не будут при аварийной эвакуации капсулы препятствовать и задерживать отделение от нее частей разрезанной обшивки фюзеляжа набегающим встречным потоком воздуха. Капсула располагается на силовых балках 10 фюзеляжа, которые крепятся к фюзеляжу 3 стойками 11. Вдоль фюзеляжа и по окружностям между пилотской кабиной, капсулами и хвостовой частью (фиг. 2-4) размещены (встроены) устройства (средства) 9, обеспечивающие отделение (разрезание) фюзеляжа (фиг. 5, 6) для освобождения капсул в случае аварийной ситуации (фиг. 7). Например, это могут быть встроенные заряды (кумулятивные, пороховые, пиропатроны и др.) направленного действия, разрезающие обшивку фюзеляжа по окружности и вдоль по горизонтали. Например, устройствами 9 могут быть удлиненные кумулятивные заряды (КЗУ), подрывом которых (с использованием электродетонатора) осуществляют практически мгновенную взрывную резку корпуса летательного аппарата, что приведет к отделению от спасательных капсул хвостовой и носовой частей, обшивки фюзеляжа летательного аппарата. Предусмотрено размещение устройств 3 в местах крепления крыльев самолета к фюзеляжу для их отделения перпендикулярно движению самолета. The fuselage of the aircraft 1 is made integral. In the fuselage 3 (Fig. 1-3) is located at least one aviation passenger autonomous rescue capsule 2 (hereinafter referred to as the capsule), made in the form of a sealed (with closed doorways) autonomous compartment of the passenger compartment with passenger seats 4 located therein, upper compartments for baggage 5 and other attributes of the passenger compartment, portholes 16, paired with the porthole of the fuselage. In the upper part of the capsule there is a chamber 17 with a hinged hatch 8, in which a parachute is placed 7. In the bottom of the capsule it is possible to place inflatable shock-absorbing cylinders having an autonomous gas filling system. The walls of the capsule 2 are made insulated and power. The capsule can be equipped with a lighting and air conditioning system, operating from an autonomous energy supply system after separating the capsule from the fuselage. One or more capsules make up the passenger cabin of the aircraft. They are interconnected by mating doorways 15, and with the body and power beams 10 of the fuselage floor through horizontal guides 6, which are located along the inner surface of the fuselage and determine the position of the capsule, fix them, provide rigidity of the "capsule - fuselage" design. Capsules are placed (inserted) in the fuselage of the aircraft during its construction. The guides 6 of the capsule are installed in the reciprocal guides of the fuselage body 3 in a strictly horizontal direction, and therefore, during emergency evacuation of the capsule, they will not impede and delay the separation of parts of the cut fuselage skin from the oncoming oncoming air stream. The capsule is located on the power beams 10 of the fuselage, which are attached to the fuselage by 3 uprights 11. Along the fuselage and along the circles between the pilot's cabin, capsules and the tail (Fig. 2-4), devices (means) 9 are provided (integrated) for separation (cutting) ) the fuselage (Fig. 5, 6) to release the capsules in case of emergency (Fig. 7). For example, these can be built-in charges (cumulative, powder, pyro cartridge, etc.) of directional action, cutting the fuselage skin around the circumference and along the horizontal. For example, devices 9 can be elongated cumulative charges (KZU), the detonation of which (using an electric detonator) performs an almost instantaneous explosive cutting of the aircraft body, which will lead to the separation of the tail and nose parts from the rescue capsules, the fuselage skin of the aircraft. It is envisaged to place devices 3 at the points of attachment of the wings of the aircraft to the fuselage for their separation perpendicular to the movement of the aircraft.

Дать оценку степени аварийности ситуации, принять решения об эвакуации пассажиров должны мощные бортовые компьютеры самолета, оснащенные соответствующими программами, отражающими весь опыт аварийных ситуаций, накопленных авиацией и возможных вариантов аварий. После оценки ситуации как аварийной бортовые компьютеры, в зависимости от высоты полета самолета, скорости его падения, времени, необходимого для приведения капсул к готовности к эвакуации, задействуют варианты эвакуации. Главным здесь для выбора варианта будет время, необходимое для обеспечения торможения скорости спускаемой капсулы до приемлемой перед касанием ею поверхности посадки. Powerful on-board computers of the aircraft equipped with appropriate programs reflecting the entire experience of emergency situations accumulated by aviation and possible accident scenarios should assess the degree of accident situation, make decisions on the evacuation of passengers. After assessing the situation as an emergency on-board computers, depending on the altitude of the aircraft, its speed of fall, the time required to bring the capsules ready for evacuation, the evacuation options are activated. The main thing here for choosing an option will be the time necessary to ensure inhibition of the speed of the descent capsule to an acceptable landing surface before it touches.

Рассмотрим схему аварийной эвакуации капсул пассажирского салона. Consider a scheme for emergency evacuation of capsules in the passenger compartment.

После оценки конкретной ситуации как аварийной и требующей эвакуации пассажиров бортовые компьютеры начинают выполнение соответствующей программы по эвакуации капсул, которая будет в общем приближении осуществляться следующим образом. Первоначально объявляется аварийная тревога, после которой в зависимости от имеющегося запаса времени сразу или через несколько секунд принудительно герметично закрываются дверные проемы 3 капсул. Затем в определенной последовательности даются команды на срабатывание устройств 9, отсекающих от фюзеляжа сначала хвостовую часть 12 (фиг. 5) и крылья самолета (не показано), а затем последовательно друг от друга до пилотской кабины 13 капсулы пассажирского салона. Такой порядок отделения частей самолета вызван соображениями безопасности эвакуируемых капсул с учетом направления и скорости полета. Параллельно с отделением капсул друг от друга по окружности фюзеляжа происходит разрезка устройствами 9 обшивки фюзеляжа по длине. Результатом работы устройств 9 и набегающего воздушного потока будет быстрое, в доли секунды после взрывной резки, освобождение капсул от разрезанных частей обшивки фюзеляжа 14 (фиг. 6). По команде бортового компьютера, учитывающего положение капсулы в пространстве, выводится парашют и начинается этап мягкой посадки (фиг. 7). Для ускорения вывода парашюта из капсулы можно применить устройства уже известные в практике, например мини-ракету. После приземления (приводнения) капсулы задействуются соответствующие аварийные средства связи, сигнализации, жизнеобеспечения. В носовой части самолета необходимо предусмотреть возможность герметизации кабины пилотов, размещения парашюта достаточной мощности для обеспечения ее мягкой посадки или катапультирования экипажа. After assessing the specific situation as an emergency and requiring evacuation of passengers, the on-board computers begin the implementation of the corresponding capsule evacuation program, which will be carried out as a general approximation as follows. Initially an emergency alarm is announced, after which, depending on the available time reserve, the doorways of 3 capsules are forcibly closed immediately or after a few seconds. Then, in a certain sequence, commands are given to actuate the devices 9, first cutting off the tail part 12 (Fig. 5) and the wings of the aircraft (not shown) from the fuselage, and then sequentially from each other to the pilot cabin 13 of the passenger compartment capsule. This procedure for separation of aircraft parts is caused by safety considerations for the capsules being evacuated, taking into account the direction and speed of flight. In parallel with the separation of the capsules from each other around the circumference of the fuselage, the fuselage sheathing devices 9 cut along the length. The result of the operation of the devices 9 and the incoming air flow will be quick, in a split second after the explosive cutting, the release of the capsules from the cut parts of the fuselage skin 14 (Fig. 6). At the command of the on-board computer, taking into account the position of the capsule in space, a parachute is launched and the soft landing stage begins (Fig. 7). To accelerate the withdrawal of the parachute from the capsule, you can use devices already known in practice, such as a mini-rocket. After landing (splashdown) of the capsule, the corresponding emergency means of communication, signaling, and life support are activated. In the bow of the aircraft it is necessary to provide for the possibility of sealing the cockpit, placing a parachute of sufficient power to ensure its soft landing or bailout of the crew.

При нехватке времени на использование вышеописанных спасательных средств (при падении самолета с небольшой высоты несколько десятков метров), для снижения последствий аварий необходимо предусмотреть размещение амортизирующих материалов в простенках между стенками капсул и фюзеляжа. If there is not enough time to use the above-described life-saving appliances (when the aircraft falls from a small height of several tens of meters), to reduce the consequences of accidents, it is necessary to provide for the placement of shock-absorbing materials in the walls between the walls of the capsules and the fuselage.

Claims

Aircraft containing a fuselage consisting of a bow with a cockpit, a tail and at least one passenger cabin, made in the form of a sealed autonomous compartment with a parachute, designed to be placed under the skin of the fuselage with the possibility of separation from the bow with the cockpit and from the tail parts, and wings, characterized in that it is equipped with shock absorbing devices and elongated cumulative charges located in the places of attachment of the wings to the fuselage, along and around the fuselage, for Lenia tail portion, the wings, the bow with the cockpit and fuselage skin from said compartment during an emergency, the nose portion with a cabin provided with a parachute, and shock-absorbing device designed to be placed between the walls of said compartment and the fuselage.