RU2300484C1 - Device for transportation of cargo by helicopter - Google Patents
Device for transportation of cargo by helicopter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2300484C1 RU2300484C1 RU2005129426/11A RU2005129426A RU2300484C1 RU 2300484 C1 RU2300484 C1 RU 2300484C1 RU 2005129426/11 A RU2005129426/11 A RU 2005129426/11A RU 2005129426 A RU2005129426 A RU 2005129426A RU 2300484 C1 RU2300484 C1 RU 2300484C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- container
- helicopter
- flight
- secured
- angle
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к устройствам для транспортирования грузов на тросовой внешней подвеске вертолетов, и может быть использовано для сокращения затрат летного времени при безопасном выполнении операций по доставке грузов.The invention relates to aircraft, in particular to devices for transporting goods on a cable external suspension of helicopters, and can be used to reduce the cost of flight time in the safe execution of operations for the delivery of goods.
Известно устройство для транспортирования грузов, представляющее собой контейнер в форме параллелепипеда с внутренними поворотными створками, обеспечивающими перепланировку объема контейнера за счет создания необходимых по размерам секций для перевозки различных грузов (авт. свид. СССР №1364559, кл. В65D 90/00, 1985). Недостатком известного устройства, как и всех плохообтекаемых грузов типа параллелепипед, является малая скорость транспортирования на внешней подвеске вертолета, поскольку внутренние изменения конфигурации контейнера с помощью поворотных створок не повлияли на его аэродинамические свойства.A device for transporting goods is known, which is a box in the form of a parallelepiped with internal rotary flaps, providing re-planning of the container by creating the necessary size sections for the transport of various goods (ed. Certificate of the USSR No. 1364559, class B65D 90/00, 1985) . A disadvantage of the known device, as well as of all poorly streamlined cargo such as a box, is the low speed of transportation on the external suspension of the helicopter, since the internal configuration changes of the container with the help of rotary flaps did not affect its aerodynamic properties.
Известно устройство для транспортирования грузов вертолетом, содержащее контейнер в форме параллелепипеда, снабженный узлами для подцепки, и комплект стропов внешней подвески, соединяемый с замком вертолета (патент РФ №2213678, кл. В64D 9/00, 2001). В этом устройстве контейнер выполнен из нескольких секций, расположенных на общей станине на расстоянии друг от друга. За счет изменения внутренней конфигурации созданы сквозные, проходимые для воздуха каналы, которые улучшили аэродинамику контейнера и могут обеспечить повышение скорости транспортирования грузов.A device for transporting goods by helicopter, containing a container in the form of a parallelepiped, equipped with nodes for hooking, and a set of slings of external suspension, connected to the lock of the helicopter (RF patent No. 2213678,
Недостатком известного устройства является необходимость изготовления достаточно жесткой (а следовательно, и материалоемкой) общей станины и прочных разобщенных секций, способных выдержать большие по величине аэродинамические силы, возникающие при повышенных скоростях полета. Сложность и большая материалоемкость конструкции может снизить полезную грузоподъемность устройства.A disadvantage of the known device is the need to manufacture a sufficiently rigid (and therefore material-intensive) common bed and strong disconnected sections capable of withstanding the large aerodynamic forces arising at high flight speeds. The complexity and high material consumption of the structure can reduce the useful load capacity of the device.
Наиболее близким по технической сущности, т.е. прототипом, является устройство для транспортирования грузов вертолетом, содержащее контейнер в форме параллелепипеда, оснащенный снаружи двумя хвостовыми стабилизаторами и снабженный узлами для подцепки, и комплект стропов внешней подвески, соединяемый с замком вертолета (Журнал "Гражданская авиация", №7, 1990, с.38-39). Хвостовые стабилизаторы выполнены в виде аэродинамических пластин (килей) с определенной площадью, установленных параллельно (не под углом) боковым поверхностям контейнера в задней его части с заданным выносом за верхнюю кромку и за задний торец. Кроме хвостовых стабилизаторов на контейнере снаружи установлена головная пластина. Ее назначение - создавать вихревые потоки в головной части контейнера и тем самым уменьшать лобовое сопротивление. Оптимальные размеры головной пластины и расстояние от переднего торца контейнера связаны определенными зависимостями с габаритами контейнера.The closest in technical essence, i.e. the prototype is a device for transporting goods by helicopter, containing a parallelepiped-shaped container equipped with two tail stabilizers on the outside and equipped with hooking units, and a set of external slings connected to the helicopter lock (Civil Aviation Magazine, No. 7, 1990, p. 38-39). Tail stabilizers are made in the form of aerodynamic plates (keels) with a certain area installed parallel to (not at an angle) the side surfaces of the container in its rear part with a given extension for the upper edge and for the rear end. In addition to the tail stabilizers, a head plate is installed on the outside of the container. Its purpose is to create vortex flows in the head of the container and thereby reduce drag. The optimal dimensions of the head plate and the distance from the front end of the container are connected by certain dependencies with the dimensions of the container.
Летные испытания, проведенные у нас (в НПК "ПАНХ") в процессе совместной с авторами работы, подтвердили их данные о том, что предложенные ими средства стабилизации эффективны, но только при использовании всего комплекта средств и только для одного (расчетного) груза. Так при транспортировании на внешней подвеске вертолета Ми-26 контейнера массой 7,2 т с габаритами 8000×2800×2500 мм безопасная скорость полета возросла с 75...80 км/ч (без указанных выше средств) до 180...200 км/ч (с полным комплектом средств стабилизации).The flight tests carried out with us (in the PANKh NPK) in the process of working together with the authors confirmed their data that the stabilization tools they proposed were effective, but only when using the entire set of tools and only for one (estimated) load. So, when transporting an external container of the Mi-26 helicopter with a mass of 7.2 tons and dimensions of 8000 × 2800 × 2500 mm, the safe flight speed increased from 75 ... 80 km / h (without the above means) to 180 ... 200 km / h (with a full set of stabilization tools).
Однако при отдельном использовании головная пластина и хвостовые стабилизаторы малоэффективны. При изменении конфигурации контейнера, например при увеличении длины без изменения других размеров, полный комплект средств (рассчитанный и изготовленный для первого варианта контейнера) также оказался не эффективным.However, with separate use, the head plate and tail stabilizers are ineffective. When changing the configuration of the container, for example, by increasing the length without changing other sizes, the full set of tools (calculated and manufactured for the first version of the container) also proved to be ineffective.
Кроме того, с ростом угла атаки (α) и скольжения выигрыш в уменьшении сопротивления от головной пластины снижается и полностью исчезает при α=25°. Отклонения других параметров от расчетных (величина выноса и размеры стабилизаторов, выноса и размеров головной пластины и пр.) существенно сужают область путевой устойчивости контейнера.In addition, with an increase in the angle of attack (α) and slip, the gain in decreasing the resistance from the head plate decreases and completely disappears at α = 25 °. Deviations of other parameters from the calculated ones (the offset and sizes of stabilizers, the offset and sizes of the head plate, etc.) significantly narrow the area of the track stability of the container.
Достоинством устройства является отсутствие высоких требований к качеству изготовления головной пластины из обычного стального проката (каркас из уголков, обшитый листом). С другой стороны, хвостовые стабилизаторы, изготовленные нами по сложной современной технологии (выклейка из стеклоткани с применением полиэфирных смол) и имеющие идеальные поверхности и профили, не дали ощутимых результатов при изменении параметров контейнера или режимов полета от расчетных.The advantage of the device is the absence of high requirements for the quality of manufacturing of the head plate from ordinary rolled steel (a frame of corners, sheathed by a sheet). On the other hand, tail stabilizers manufactured by us using sophisticated modern technology (gluing from fiberglass using polyester resins) and having ideal surfaces and profiles did not produce tangible results when the container parameters or flight modes changed from the calculated ones.
Сложность конструкции и большая трудоемкость изготовления и монтажа (на установку комплекта уходило более 3 часов) существенно ограничивают область применения известного устройства.The complexity of the design and the great complexity of manufacturing and installation (it took more than 3 hours to install the kit) significantly limit the scope of the known device.
Кроме того, использование для подцепки одинаковых по длине стропов обеспечивает нулевой угол атаки (α=0) при подъеме, но приводит к отрицательному углу атаки контейнера в полете и увеличению нагрузки на вертолет за счет появления отрицательной подъемной силы.In addition, the use of slings of the same length for hooking provides a zero angle of attack (α = 0) when lifting, but leads to a negative angle of attack of the container in flight and an increase in the load on the helicopter due to the appearance of negative lifting force.
Задачей настоящего изобретения является улучшение летно-технических характеристик вертолета при полете с грузом типа параллелепипед на внешней подвеске. Это обеспечивается путем использования более простых и доступных (менее трудоемких в изготовлении) внешних средств стабилизации, позволяющих предотвратить раскачку груза с обеспечением приемлемой величины приращения лобового сопротивления и, следовательно, позволяющих увеличить безопасную скорость полета.The objective of the present invention is to improve the flight performance of a helicopter in flight with a parallelepiped type cargo on an external sling. This is achieved through the use of simpler and more affordable (less labor-consuming to manufacture) external stabilization means that prevent the buildup of cargo with an acceptable drag increment and, therefore, increase the safe flight speed.
Указанный технический результат в устройстве для транспортирования грузов вертолетом, содержащем контейнер в форме параллелепипеда с двумя хвостовыми стабилизаторами, снабженный узлами для подцепки, и комплект стропов внешней подвески, соединяемый с замком вертолета, достигается тем, что хвостовые стабилизаторы выполнены в виде поворотных створок, прикрепленных на заднем торце контейнера посредством вертикальных шарниров, смонтированных на боковых поверхностях, причем обе поворотные створки установлены с возможностью либо закрепления в плоскости заднего торца при хранении, либо поворота и закрепления в открытом положении под углом 120...180° к боковым стенкам контейнера перед полетом.The specified technical result in a device for transporting goods by helicopter, containing a container in the form of a parallelepiped with two tail stabilizers, equipped with nodes for hooking, and a set of slings of the external suspension, connected to the lock of the helicopter, is achieved by the fact that the tail stabilizers are made in the form of rotary wings attached to the rear end of the container by means of vertical hinges mounted on the side surfaces, both rotary flaps are installed with the possibility of either fixed of storage in the plane of the rear end, or turning and securing in the open position at an angle of 120 ... 180 ° to the side walls of the container before flight.
Поворотные створки могут быть выполнены составными с дополнительными пластинами, прикрепляемыми посредством вертикальных шарниров либо без них.Rotary flaps can be made integral with additional plates attached by means of vertical hinges or without them.
Поворотные створки фиксируются в открытом положении посредством регулируемых по длине тяг.The swing doors are locked in the open position by means of length-adjustable rods.
Стропы внешней подвески вертолета могут быть выполнены разновеликими по длине, причем стропы, прикрепленные около заднего торца, длиннее передних стропов с обеспечением при висении вертолета наклона продольной оси контейнера к горизонту под углом 10...35°.The slings of the external suspension of the helicopter can be made of different lengths, and the slings attached near the rear end are longer than the front slings to ensure that the helicopter tilts the longitudinal axis of the container to the horizon at an angle of 10 ... 35 °.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство с вертолетом, вид сбоку (основными линиями изображено положение контейнера и стропов при висении вертолета, а тонкими - положение в полете); на фиг.2 - вид на контейнер сверху; на фиг.3 и 4 - возможные варианты выполнения створок и дополнительных пластин (основными линиями изображены в закрытом положении, а тонкими - в открытом положении).The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a device with a helicopter, side view (the main lines depict the position of the container and slings when the helicopter is hanging, and thin - the position in flight); figure 2 is a view of the container from above; figure 3 and 4 are possible options for the implementation of the valves and additional plates (the main lines are shown in the closed position, and thin in the open position).
Устройство для транспортирования грузов вертолетом 1 содержит контейнер 2 в форме параллелепипеда с узлами подцепки 3 (петли, проушины и т.п.). В состав устройства также входят стропы паука 4, 5 и центральный канат 6. При этом стропы 4 и 5 имеют разную длину. На заднем торце контейнера 2 посредством вертикальных шарниров 7 прикреплены створки 8. Для фиксации створок 8 на боковых сторонах контейнера 2 шарнирно прикреплены тяги 9 с регуляторами длины 10. При большой ширине контейнера длину створок 8 делают равной половине этого размера (фиг.2). В этом случае возможно использование в качестве створок существующих дверок с замками на заднем торце большегрузных контейнеров. Это обеспечивает в закрытом положении створок сохранность груза при хранении контейнера на складе. Створки 8 могут быть выполнены составными. Для этого к основной створке 8 прикреплены дополнительные пластины 11 посредством шарниров, идентичных шарнирам 7 (на фиг.4 - сверху), и дополнительных регулируемых по длине тяг, подобных тягам 9 (не показаны). Это дает возможность варьировать длину створок в зависимости от ширины и длины контейнера. Например, при узком контейнере створки 8 можно делать на всю его ширину с взаимным перекрытием створок при хранении на складе (фиг.3). При коротком и широком контейнере целесообразны составные створки с дополнительными пластинами 11 для увеличения общей длины створок (фиг.4). Возможно применение укороченных дополнительных пластин 11, прикрепленных непосредственно к створкам 8 без шарниров (на фиг.4 - снизу).A device for transporting goods by helicopter 1 contains a
Кроме того, контейнер может быть оснащен снизу колесами 12.In addition, the container may be equipped with bottom wheels 12.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Перед применением контейнер 2 загружают и выкатывают на колесах 12 со склада. Груз внутри контейнера надежно закрепляют (швартуют), как при обычных перевозках по воздуху. Открывают задние створки и закрепляют под необходимым углом к боковым поверхностям контейнера. В случае использования в качестве створок задних дверей контейнера на задний торец целесообразно поставить шторку, выполненную, например, из парашютного чехла. С помощью регулируемых по длине тяг 9 устанавливают угол 120...180° между створками и боковыми поверхностями контейнера. При необходимости более точного налаживания стабильного положения контейнера в полете используют дополнительные пластины 11 на створках 8. Положением пластин 11 (как дополнительных аэродинамических поверхностей - триммеров) можно точно регулировать угол скольжения контейнера в полете. Для этого укороченные пластины 11, прикрепленные непосредственно к створкам 8, можно отогнуть в ту или иную сторону (как пластины на задней кромке крыла самолетов).The proposed device operates as follows. Before use, the
При зависании вертолета 1 над расположенным на земле контейнером 2 или при посадке рядом подцепляют к узлам 3 стропы 4 и 5, а центральный канат 6 подцепляют к замку вертолета 1. После подъема вертолетом в режиме висения контейнер 2 отклонится от горизонтали на угол α за счет разности длин стропов 4 и 5 (см. фиг.1). При этом угол γ отклонения центрального каната 6 от вертикали равен нулю, а угол α между продольной осью контейнера и горизонтом может быть равным 10...35° (начальный угол атаки).When the helicopter 1 hangs over the
С разгоном вертолета 1 до скорости 50...60 км/ч на створках 8 происходят срывы потока воздуха, которые приводят к перепаду давления на каждой створке. В результате на каждой створке образуется аэродинамическая сила, стремящаяся повернуть контейнер в противоположную сторону. При динамическом равновесии этих сил обеспечивается продольное положение контейнера по полету за счет равенства моментов, действующих на контейнер. При нарушении равновесия сил, например при маневре вертолета или порыве ветра, контейнер отклонится от направления полета. С поворотом продольной оси контейнера, например передним торцом влево, на правой створке возникнет больший перепад давления, а на левой створке уменьшится. В результате возникнет восстанавливающий момент, возвращающий контейнер в исходное положение.With the acceleration of the helicopter 1 to a speed of 50 ... 60 km / h on the
Кроме того, наличие открытых створок 8 в полете сдвигает назад центр давления аэродинамических сил, действующих на боковые поверхности, относительно центра масс контейнера. В результате возникает дополнительный стабилизирующий момент. Поэтому, начиная со скорости 50...60 км/ч, продольная ось контейнера стабильно располагается по направлению полета даже при больших углах атаки α контейнера.In addition, the presence of
С набором скорости угол γ отклонения центрального каната 6 от вертикали растет, а угол α между продольной осью контейнера и горизонтом уменьшается. В результате угол атаки α уменьшается с критических значений (15...35°) до минимальных (1...10°), и возникает подъемная сила, уменьшающая нагрузку на вертолет от силы веса контейнера.With a set of speeds, the angle γ of the deviation of the central rope 6 from the vertical increases, and the angle α between the longitudinal axis of the container and the horizon decreases. As a result, the angle of attack α decreases from the critical values (15 ... 35 °) to the minimum (1 ... 10 °), and a lifting force arises that reduces the load on the helicopter from the weight of the container.
Проведенные летные испытания на вертолете Ми-8 с контейнером массой 2,5 т и габаритами 5000×1000×2000 мм показали, что установкой поворотных створок (дверок на заднем торце) под углом 155...160° обеспечивается стабилизация и путевая устойчивость груженого контейнера до скорости 160...170 км/ч, а пустого (масса 700 кг) - до 140 км/ч. При этом ограничение по скорости полета было только по касанию центральным канатом ограждения грузового люка. В полете с такими скоростями нагрузка на вертолет от силы веса контейнера снижалась по показаниям тягомера на 500 кг за счет оптимального угла атаки. Возможность регулирования положения створок по углу установки позволяет добиваться положения контейнера в полете строго навстречу набегающему потоку, что уменьшает лобовое сопротивление.The flight tests performed on a Mi-8 helicopter with a container weighing 2.5 tons and dimensions of 5000 × 1000 × 2000 mm showed that the installation of pivoting doors (doors at the rear end) at an angle of 155 ... 160 ° ensures stabilization and track stability of the loaded container up to a speed of 160 ... 170 km / h, and empty (weight 700 kg) - up to 140 km / h. At the same time, the restriction on flight speed was only when the central rope touched the enclosure of the cargo hatch. In flight at such speeds, the load on the helicopter from the force of the weight of the container decreased according to the readings of the tractor by 500 kg due to the optimal angle of attack. The ability to control the position of the flaps along the installation angle allows you to achieve the position of the container in flight strictly in the direction of the incoming flow, which reduces drag.
Использование предложенного устройства обеспечит эффективное использование грузоподъемности вертолетов за счет меньшей материалоемкости контейнеров, а также сокращение сроков работ по снижению затрат на доработку контейнеров за счет использования в качестве стабилизирующих средств элементов его конструкции, например задних дверей и т.п.Using the proposed device will ensure the efficient use of helicopter carrying capacity due to the lower material consumption of containers, as well as reducing the time to reduce the cost of finalizing containers by using structural elements, such as rear doors, etc., as stabilizing means.
Предложенное устройство исключает раскачку груза в полете с увеличенными скоростями и обеспечивает безопасное выполнение операций по доставке грузов на внешней подвеске вертолетов.The proposed device eliminates the buildup of cargo in flight with increased speeds and ensures the safe execution of operations for the delivery of goods on the external suspension of helicopters.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129426/11A RU2300484C1 (en) | 2005-09-21 | 2005-09-21 | Device for transportation of cargo by helicopter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005129426/11A RU2300484C1 (en) | 2005-09-21 | 2005-09-21 | Device for transportation of cargo by helicopter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005129426A RU2005129426A (en) | 2007-03-27 |
RU2300484C1 true RU2300484C1 (en) | 2007-06-10 |
Family
ID=37998941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005129426/11A RU2300484C1 (en) | 2005-09-21 | 2005-09-21 | Device for transportation of cargo by helicopter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2300484C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499743C1 (en) * | 2012-08-15 | 2013-11-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Device for airborne cargo transportation |
RU2608824C1 (en) * | 2015-08-20 | 2017-01-25 | Закрытое акционерное общество "Авиастроительная корпорация "Русич" | Helicopter external suspension |
RU2790300C1 (en) * | 2022-08-05 | 2023-02-16 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | External helicopter suspension for large-size cargo (options) |
-
2005
- 2005-09-21 RU RU2005129426/11A patent/RU2300484C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Гражданская авиация", 1990, №7, с.38-39. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499743C1 (en) * | 2012-08-15 | 2013-11-27 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Device for airborne cargo transportation |
RU2608824C1 (en) * | 2015-08-20 | 2017-01-25 | Закрытое акционерное общество "Авиастроительная корпорация "Русич" | Helicopter external suspension |
RU2790300C1 (en) * | 2022-08-05 | 2023-02-16 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | External helicopter suspension for large-size cargo (options) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005129426A (en) | 2007-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11787525B2 (en) | Reconfigurable hybrid VTOL system | |
RU2539308C2 (en) | Aircraft horizontal stabiliser surface | |
US20210147081A1 (en) | Asymmetric aircraft and their launch and recovery systems from small ships | |
US11142312B2 (en) | Flying vehicle retractable wing hinge and truss | |
US9527577B2 (en) | Rotorcraft with a fuselage and at least one main rotor | |
US6848650B2 (en) | Ground effect airplane | |
EP3597534B1 (en) | Performance-enhancing winglet system and method | |
US5899410A (en) | Aerodynamic body having coplanar joined wings | |
KR20120037353A (en) | Aircraft having a variable geometry | |
US20170283048A1 (en) | Convertable lifting propeller for unmanned aerial vehicle | |
US9932104B2 (en) | Aircraft with a subfloor region that accommodates an auxiliary compartment | |
RU2300484C1 (en) | Device for transportation of cargo by helicopter | |
US11084566B2 (en) | Passively actuated fluid foil | |
JP7198500B2 (en) | Posture stabilization device for suspended loads | |
CN110143274B (en) | Wing assembly, unmanned aerial vehicle and control method of wing assembly | |
EP3556655B1 (en) | An apparatus for carrying cargo with an aircraft | |
CN112478157A (en) | Freight unmanned aerial vehicle | |
CN203078758U (en) | Rotor wing type airdropping or airborne landing device capable of storing energy | |
EP4011767A1 (en) | A rotary wing aircraft with a stabilizer arrangement | |
CN112606997B (en) | Unmanned cargo airplane of tailless overall arrangement | |
RU2376204C2 (en) | Aircraft and aircraft control method | |
RU2307049C1 (en) | Device for azimuthal orientation and stabilization of load on external hanger of flying vehicle | |
RU2286287C1 (en) | Double-deck horizontal takeoff and landing aircraft with tiltable wings | |
Zhao et al. | Experimental flutter and buffet suppression of a sectional suspended-bridge | |
JP6512492B2 (en) | VESTAPLAN-Glide Helistat |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070922 |