RU2457156C1 - Method and system for catapult seat altitude stabilisation - Google Patents

Method and system for catapult seat altitude stabilisation Download PDF

Info

Publication number
RU2457156C1
RU2457156C1 RU2011103504/11A RU2011103504A RU2457156C1 RU 2457156 C1 RU2457156 C1 RU 2457156C1 RU 2011103504/11 A RU2011103504/11 A RU 2011103504/11A RU 2011103504 A RU2011103504 A RU 2011103504A RU 2457156 C1 RU2457156 C1 RU 2457156C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seat
stabilisation
altitude
stabilising
ejection
Prior art date
Application number
RU2011103504/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Наумович Лившиц (RU)
Александр Наумович Лившиц
Владимир Михайлович Рафеенков (RU)
Владимир Михайлович Рафеенков
Виктор Юрьевич Шибанов (RU)
Виктор Юрьевич Шибанов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина"
Priority to RU2011103504/11A priority Critical patent/RU2457156C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457156C1 publication Critical patent/RU2457156C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: inventions relate to aircraft, in particular to system and method for catapult seat altitude stabilisation. Method for catapult seat altitude stabilisation consists in seat stabilisation along OY and OZ axes using two stabilising parachutes located on stabilising telescopic rods. Stabilisation is additionally performed relative to OX axis by switching on lateral swivel pulse engines from control signal of relay-type angular velocity sensor. Catapult seat altitude stabilisation system contains two stabilising telescopic rods with stabilising parachutes. Relay-type catapult seat angular velocity sensor is additionally incorporated in the system. This sensor outputs control signal to automatics system which controls lateral swivel pulse engines according to updated algorithms.
EFFECT: prevention of catapult seat stability loss and providing descending from high altitudes with acceptable angular velocities of seat movement.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к аварийному покиданию, и может найти применение при катапультировании летного состава на больших высотах из летательных аппаратов.The invention relates to aircraft, in particular to emergency escape, and may find application in the ejection of flight personnel at high altitudes from aircraft.

Система стабилизации должна обеспечивать устойчивое положение катапультного кресла при катапультировании как на начальном участке после отделения от самолета, так и в дальнейшем при спуске с больших высот вплоть до ввода спасательного парашюта и отделения летчика от кресла.The stabilization system should ensure a stable position of the ejection seat during ejection both in the initial section after separation from the aircraft, and later on when descending from high altitudes up to the introduction of a rescue parachute and separation of the pilot from the seat.

Известен способ стабилизации катапультного кресла, заключающийся в стабилизации кресла введением в действие небольшого парашюта, крепящегося к каркасу кресла при помощи двух- или трехзвенной уздечки и соединительного фала длиной 4 м, позволяющей обеспечить работу парашюта вне аэродинамического следа, создаваемого катапультным креслом (американские катапультные кресла типа SIVS, ACESII (DOUGLAS AIRCRAFT COMPANY. Advanced concept ejection seat ACESII. Report MDC J4576 Revision D, March 1988) или английские катапультные кресла типа Mk12, Mk16 (MARTIN-BAKER'S MK16 ejection seat is the firm's most sophisticated ever. FLIGHT INTERNATIONAL, 18-24 June 1997)).There is a method of stabilizing an ejection seat, which consists in stabilizing the seat by introducing a small parachute that is attached to the frame of the seat using a two- or three-link bridle and a 4 m long halyard that allows the parachute to operate outside the aerodynamic trail created by the ejection seat (American ejection seats of the type SIVS, ACESII (DOUGLAS AIRCRAFT COMPANY. Advanced concept ejection seat ACESII. Report MDC J4576 Revision D, March 1988) or English ejection seats of the type Mk12, Mk16 (MARTIN-BAKER'S MK16 ejection seat is the firm's most sophisticated ever. FLIGHT INTERNATIONAL, 18-24 June 1997)).

Этот способ имеет ряд недостатков.This method has several disadvantages.

1. Продольные габариты мягких элементов, образующих систему - звенья уздечки, соединительный фал, парашют со стропами - обеспечивают общую длину разворачиваемой конструкции 6-8 метров, что требует для начала ее эффективной работы достаточно продолжительного времени.1. The longitudinal dimensions of the soft elements that make up the system - the links of the bridle, connecting halyard, parachute with slings - provide a total length of the deployable structure of 6-8 meters, which requires a sufficiently long time to start its effective operation.

2. При возможном сложном пространственном угловом и линейном движении самолета в момент аварии и катапультного кресла с летчиком после катапультирования существует большая вероятность контакта и возможного зацепления такой большой мягкой конструкции за элементы самолета и катапультного кресла.2. With a possible complex spatial angular and linear movement of the aircraft at the time of the accident and the ejection seat with the pilot after the ejection, there is a high probability of contact and possible engagement of such a large soft structure for the elements of the aircraft and the ejection seat.

3. На самом важном этапе катапультирования, в начальный момент при движении вблизи самолета, катапультное кресло оказывается нестабилизированным.3. At the most important stage of ejection, at the initial moment when moving near an aircraft, the ejection seat is unstabilized.

4. Из-за небольших размеров катапультного кресла, особенно поперечных, такая система не может обеспечить необходимых запасов статической устойчивости кресла по углам атаки и скольжения.4. Due to the small size of the ejection seat, especially the transverse ones, such a system cannot provide the necessary reserves of static stability of the seat along the angles of attack and slip.

Известен также способ стабилизации катапультного кресла, принятый за прототип, заключающийся в стабилизации кресла введением в действие двух стабилизирующих парашютов, расположенных на концах двух стабилизирующих телескопических штанг (российские катапультные кресла типа К-36, например, кресло К-36Д-3.5 (Катапультное кресло К-ЗбД-3,5. Руководство по технической эксплуатации 903-9200-1000.0 РЭ. Издательство ОАО «НПП «Звезда», 1999 г.)).There is also a method of stabilizing an ejection seat, adopted for the prototype, which consists in stabilizing the seat by putting two stabilizing parachutes at the ends of two stabilizing telescopic rods (Russian ejection seats of the K-36 type, for example, the K-36D-3.5 seat (Ejection seat K -ZbD-3,5. Manual on technical operation 903-9200-1000.0 OM. Publishing house of OJSC NPP Zvezda, 1999)).

Основным недостатком этих способов стабилизации катапультного кресла является то, что стабилизация осуществляется только за счет парашютов и при спуске с больших высот обеспечивается стабилизирующий аэродинамический момент относительно связанных осей OY и OZ, по оси ОХ стабилизация отсутствует (рис.1.), что может приводить к развитию интенсивного углового движения по крену и последующей потере устойчивости относительно других осей. На рис.3 показан случай, когда при спуске с высоты 20 км кресло устойчиво. Однако спуск с относительно большой скоростью при определенных массово-инерционных характеристиках системы может привести в случае наличия определенной аэродинамической несимметрии системы «летчик - катапультное кресло» относительно продольной плоскости X0Y и отсутствия стабилизации системы относительно оси ОХ к развитию углового движения по крену, которое может спровоцировать потерю устойчивости по углу скольжения b (рис.4), что приведет к дальнейшему снижению катапультного кресла с недопустимо большими для летчика угловыми скоростями.The main disadvantage of these methods of stabilizing the ejection seat is that stabilization is carried out only by parachutes and when descending from high altitudes, a stabilizing aerodynamic moment is provided relative to the associated OY and OZ axes, there is no stabilization along the OX axis (Fig. 1), which can lead to the development of intense angular movement along the roll and subsequent loss of stability relative to other axes. Figure 3 shows the case when when descending from a height of 20 km the chair is stable. However, a descent with a relatively high speed with certain mass-inertial characteristics of the system can lead to the development of angular movement along the roll, which can cause loss if there is a certain aerodynamic asymmetry of the pilot-ejection seat system relative to the longitudinal plane X0Y and the absence of stabilization of the system about the OX axis stability along the sliding angle b (Fig. 4), which will lead to a further decrease in the ejection seat with angular speeds unacceptably large for the pilot yami.

Задачей изобретения является создание системы стабилизации, обеспечивающей стабилизированный устойчивый спуск с больших высот при катапультировании летного состава в случае аварийного покидания летательного аппарата.The objective of the invention is the creation of a stabilization system that provides stable stable descent from high altitudes when ejecting flight personnel in the event of an emergency leaving the aircraft.

В соответствии с предлагаемым способом стабилизация относительно осей OY и OZ осуществляется введением в действие стабилизирующих парашютов, расположенных на стабилизирующих телескопических штангах, а относительно связанной оси OX - включением импульсных двигателей бокового разворота от управляющего сигнала, подаваемого датчиком угловой скорости релейного типа при достижении катапультным креслом угловой скорости определенной величины относительно оси ОХ, причем для выработки сигнала используют алгоритмы работы системы, доработанные таким образом, что в зависимости от высоты катапультирования и с учетом реального углового движения относительно оси ОХ задается режим работы: для одноместных самолетов - управление по крену при катапультировании с малых высот, либо парирование угловой скорости Wx при катапультировании с больших высот; для многоместных самолетов - разведение траекторий при катапультировании с малых высот, либо задержка между катапультированиями членов экипажа на больших высотах.In accordance with the proposed method, stabilization relative to the OY and OZ axes is carried out by activating stabilizing parachutes located on stabilizing telescopic rods, and relative to the connected axis OX, by switching on pulsed side-turn motors from a control signal supplied by a relay type angular velocity sensor when the catapult reaches the angular position speeds of a certain value relative to the OX axis; moreover, the system operation algorithms are used to generate a signal; so that, depending on the height of the bailout and taking into account the real angular motion relative to the x-axis is defined by the operating mode: For single-seater - roll control for ejection from low altitudes, or parry the angular velocity Wx for ejection at high altitudes; for multi-seat aircraft - trajectory dilution when ejecting from low altitudes, or the delay between the ejection of crew members at high altitudes.

Система стабилизации катапультного кресла в соответствии с предлагаемым способом содержит стабилизирующие парашюты 2, расположенные на стабилизирующих телескопических штангах 1, двигатели бокового разворота 3, датчик угловой скорости релейного типа 4 (рис.2).The stabilization system of the ejection seat in accordance with the proposed method contains stabilizing parachutes 2 located on stabilizing telescopic rods 1, side-turn engines 3, an angular velocity sensor of relay type 4 (Fig. 2).

Двигатели бокового разворота и существующие алгоритмы работы системы автоматики катапультного кресла применяются при катапультировании на малых высотах только для управления по крену с целью уменьшения потери высоты.Side-turn engines and existing algorithms for the ejection seat automation system are used when ejecting at low altitudes only for roll control in order to reduce height loss.

В предлагаемой системе двигатели бокового разворота, включаемые от сигнала релейного датчика, в соответствии с доработанными алгоритмами работы системы автоматики обеспечивают однократное парирование развившейся в процессе спуска с больших высот угловой скорости Wx катапультного кресла.In the proposed system, side-turn engines, switched on by a relay sensor signal, in accordance with the developed algorithms of the automation system, provide a one-time parry of the ejection seat developed during the descent from high altitudes.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

При катапультировании, используя информацию с борта самолета о высоте полета в момент аварии, система автоматики катапультного кресла выбирает режим функционирования: либо сохраняет схему функционирования в обычном режиме, либо переходит в высотный режим.When ejecting, using information from the aircraft about the flight altitude at the time of the accident, the ejection seat automation system selects the operating mode: it either saves the operating scheme in normal mode or switches to high-altitude mode.

При работе в высотном режиме для многоместного самолета система автоматики выдает команду на увеличение временной задержки между последовательными катапультированиями двух членов экипажа, которая реализуется блоком логики покидания, расположенным на борту самолета, и начинает анализировать сигнал датчика угловой скорости Wx. При этом двигатели бокового разворота могут быть включены лишь по управляющему сигналу датчика угловой скорости.When operating in high-altitude mode for a multi-seat aircraft, the automation system gives a command to increase the time delay between successive bailouts of two crew members, which is implemented by the evacuation logic block located on board the aircraft and begins to analyze the signal of the angular velocity sensor Wx. At the same time, side-turn engines can be switched on only by the control signal of the angular velocity sensor.

Поэтому, как для многоместных, так и для одноместных самолетов, если в процессе катапультирования или при последующем спуске с больших высот катапультное кресло приобретает излишне большую скорость Wx, по сигналу датчика угловой скорости вырабатывается управляющая команда на включение одного из двух двигателей бокового разворота, парирующего развитие угловой скорости Wx. В результате происходит импульсное уменьшение по модулю значения этой угловой скорости на величину порядка 5 рад/с, определяемую энергетическими возможностями применяемых на креслах К-36Д-3.5 двигателей бокового разворота.Therefore, for both multi-seat and single-seat aircraft, if during the ejection process or subsequent descent from high altitudes the ejection seat acquires an excessively high speed Wx, a control command is generated based on the signal from the angular velocity sensor to turn on one of the two side-turn engines, which parries the development angular velocity Wx. As a result, an impulse decrease in absolute value of this angular velocity occurs by an amount of the order of 5 rad / s, determined by the energy capabilities of the side-turn engines used on the K-36D-3.5 seats.

Как показывают проведенные численные оценки динамики катапультирований с высоты 20 км, однократное уменьшение угловой скорости Wx достаточно для того, чтобы исключить потерю устойчивости катапультного кресла при последующем его снижении.As shown by numerical estimates of the dynamics of ejection from a height of 20 km, a single decrease in the angular velocity Wx is sufficient to exclude the loss of stability of the ejection seat with its subsequent decrease.

Рис.5 демонстрирует ситуацию, когда при спуске катапультного кресла с высоты 20 км срабатывает система стабилизации, которая предотвращает потерю устойчивости.Fig. 5 demonstrates the situation when, when lowering the ejection seat from a height of 20 km, a stabilization system is triggered, which prevents the loss of stability.

Таким образом, предлагаемые способ и система стабилизации катапультного кресла позволяют обеспечить стабилизированный устойчивый спуск с больших высот при катапультировании летного состава в случае аварийного покидания летательного аппарата.Thus, the proposed method and system for stabilizing the ejection seat allows for stable, stable descent from high altitudes during ejection of the flight crew in the event of an emergency exit from the aircraft.

Claims (2)

1. Способ высотной стабилизации катапультного кресла, включающий стабилизацию кресла по осям OY и OZ при помощи двух стабилизирующих парашютов, расположенных на стабилизирующих телескопических штангах, отличающийся тем, что стабилизацию дополнительно осуществляют относительно оси ОХ включением импульсных двигателей бокового разворота от управляющего сигнала датчика угловой скорости релейного типа.1. The method of high-altitude stabilization of the ejection seat, including stabilization of the seat along the OY and OZ axes using two stabilizing parachutes located on stabilizing telescopic rods, characterized in that the stabilization is additionally carried out relative to the OX axis by switching on side-turn pulse motors from the control signal of the relay type. 2. Система высотной стабилизации катапультного кресла, содержащая две стабилизирующие телескопические штанги со стабилизирующими парашютами, отличающаяся тем, что в систему дополнительно встроен релейный датчик угловой скорости катапультного кресла, подающий управляющий сигнал системе автоматики, которая в соответствии с доработанными алгоритмами управляет импульсными двигателями бокового разворота. 2. The system of high-altitude stabilization of the ejection seat, containing two stabilizing telescopic rods with stabilizing parachutes, characterized in that the system also has an integrated relay for angular velocity of the ejection seat, which supplies a control signal to the automation system, which, in accordance with the developed algorithms, controls pulsed side-turn engines.
RU2011103504/11A 2011-02-02 2011-02-02 Method and system for catapult seat altitude stabilisation RU2457156C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011103504/11A RU2457156C1 (en) 2011-02-02 2011-02-02 Method and system for catapult seat altitude stabilisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011103504/11A RU2457156C1 (en) 2011-02-02 2011-02-02 Method and system for catapult seat altitude stabilisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2457156C1 true RU2457156C1 (en) 2012-07-27

Family

ID=46850664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011103504/11A RU2457156C1 (en) 2011-02-02 2011-02-02 Method and system for catapult seat altitude stabilisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457156C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112238947A (en) * 2020-10-26 2021-01-19 航宇救生装备有限公司 Electronic instruction ejection system controlled by ejection mode switching

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236687A (en) * 1979-05-24 1980-12-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ejection seat with pitch, roll and yaw control
US4667903A (en) * 1984-09-28 1987-05-26 The Boeing Company Ejection seat having roll thrusters with propellant chambers in the inner catapult tubes
RU2149804C1 (en) * 1999-03-03 2000-05-27 Открытое акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро Control system for crew rescue ejection seat

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236687A (en) * 1979-05-24 1980-12-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Ejection seat with pitch, roll and yaw control
US4667903A (en) * 1984-09-28 1987-05-26 The Boeing Company Ejection seat having roll thrusters with propellant chambers in the inner catapult tubes
RU2149804C1 (en) * 1999-03-03 2000-05-27 Открытое акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро Control system for crew rescue ejection seat

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112238947A (en) * 2020-10-26 2021-01-19 航宇救生装备有限公司 Electronic instruction ejection system controlled by ejection mode switching
CN112238947B (en) * 2020-10-26 2023-10-13 航宇救生装备有限公司 Electronic instruction ejection system for ejection mode switching control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102339065B (en) The automatic management method of the side track that airplane emergency declines and equipment
US6776373B1 (en) Aircraft escape cabin
Wise et al. What really happened aboard Air France 447
US9254926B2 (en) Warning system for aircraft, and aircraft
US20130030611A1 (en) Method and device for an optimal management of the vertical trajectory of an aircraft
Cunningham et al. A piloted evaluation of damage accommodating flight control using a remotely piloted vehicle
BR102012030286A2 (en) FLIGHT CONTROL SYSTEM MODE AND METHOD PROVIDING AIRCRAFT SPEED CONTROL THROUGH MOMENTARY ON-OFF CONTROL AND CONTROL
US8820673B2 (en) Rotary-wing and fixed-wing aircraft
US9828096B2 (en) Movable control surface ejection system
CN102442432A (en) Combination type high-altitude precise aerial delivery system
JPWO2011132291A1 (en) Flight state control device for flying object
BR112019006976A2 (en) systems and methods for automated lighter-than-air airborne platform
CA2935731A1 (en) Towed active airborne platform for determining measurement data
US20020099479A1 (en) System for automatically controlling lift-augmentation devices of an aircraft during take-off
Shish et al. Trajectory prediction and alerting for aircraft mode and energy state awareness
CN101274668A (en) Safe landing system and method for rescuing airplane out of action in flight
RU2457156C1 (en) Method and system for catapult seat altitude stabilisation
Litt et al. Piloted Simulation Evaluation of a Model-Predictive Automatic Recovery System to Prevent Vehicle Loss of Control on Approach
US10228702B2 (en) Method for optimizing the take-off parameters of an aircraft
US20160194080A1 (en) Tethercraft
CN108116686A (en) A kind of application method of the auxiliary system based on unmanned plane fixed point parachuting
RU2527633C1 (en) Parachuting system and method of its operation
Moses et al. Controllable aircraft rescue system: Rescue system using multi parachute for passenger aircrafts with case study
Stoop et al. an innovative approach to stall prevention?
RU2171206C1 (en) Method of emergency evacuation of passengers from aircraft