RU2790300C1 - External helicopter suspension for large-size cargo (options) - Google Patents
External helicopter suspension for large-size cargo (options) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790300C1 RU2790300C1 RU2022121469A RU2022121469A RU2790300C1 RU 2790300 C1 RU2790300 C1 RU 2790300C1 RU 2022121469 A RU2022121469 A RU 2022121469A RU 2022121469 A RU2022121469 A RU 2022121469A RU 2790300 C1 RU2790300 C1 RU 2790300C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rope
- cargo
- suspension
- length
- ropes
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Группа изобретений предназначена для транспортирования и сброса крупногабаритного груза с внешней подвески в полете. Группа изобретений может быть использована как в авиационной, так и в других отраслях техники при сбросе крупногабаритных грузов, требующих определенной ориентации в момент отделения.The group of inventions is intended for transporting and dropping bulky cargo from an external sling in flight. The group of inventions can be used both in aviation and in other branches of technology when dropping bulky cargo that requires a certain orientation at the time of separation.
Применяемые в настоящее время конструкции внешних подвесок вертолета, как правило, не предполагают сброс крупногабаритных грузов, требующих определенной ориентации в момент отделения в полете и тем более при скоростях порядка 200 км/ч.As a rule, the currently used designs of helicopter external suspensions do not involve dropping large-sized cargoes that require a certain orientation at the moment of separation in flight, and even more so at speeds of the order of 200 km/h.
Известна внешняя подвеска вертолета (RU 2608824 С1, МПК: B64D 9/00 (2006/01), B64D 1/12 (2006.01), опубл. 25.01.2017 г.), содержащая силовой канат, стропы с узлами крепления подвески к фюзеляжу, верхний и нижний электромеханический замок, вертлюг-токосъемник, электрокабель и балку со стабилизирующим устройством.The external suspension of a helicopter is known (RU 2608824 C1, IPC:
Недостатками данного технического решения является то, что данное устройство предназначено только для транспортирования длинномерных грузов и не предназначено для сброса груза.The disadvantages of this technical solution is that this device is intended only for transporting long loads and is not intended for dumping cargo.
Известна внешняя подвеска вертолета для крупногабаритного груза (RU 191205 U1, МПК: B64D 9/00 (2006/01), B64D 1/22 (2006/01), опубл. 29.07. 2019 г.), принятая за прототип, содержащая верхний замок, к которому посредством переходных звеньев последовательно подсоединены вертлюг-токосъемник и канат, к нижнему концу каната посредством кардана шарнирно подсоединена балка с жестко прикрепленными грузодержателями. Один грузодержатель, например, на заднем конце балки выполнен управляемым в виде электрозамка или пироболта. Другие грузодержатели на противоположном конце балки выполнены неуправляемыми, но их конструкция обеспечивает возможность свободного отделения груза после его сброса с управляемого грузодержателя. Из кабины вертолета через вертлюг-токосъемник по канату к балке проложен электрокабель для питания управляемого грузодержателя.Known external suspension of a helicopter for bulky cargo (RU 191205 U1, IPC:
Однако эта внешняя подвеска имеет существенные недостатки.However, this external suspension has significant drawbacks.
Указанное в описании прототипа обеспечение расчетного (заданного на земле) положения груза при его сбросе независимо от угла наклона центрального каната внешней подвески вертолета в полете не может быть реализовано, так как аэродинамические силы в полете приложены в центре давления сборки «груз + балка», а центр давления находится существенно ниже расположения шарнира. Всегда результирующая сила от веса груза и аэродинамических сил направлена вдоль центрального каната, а положение продольной оси груза в полете будет отличаться от заданного на земле и зависеть от скорости полета вертолета. В данном техническом решении после срабатывания управляемого грузодержателя под действием веса груза при выходе из неуправляемого грузодержателя создается момент силы относительно центра масс груза, под действием которого груз получает угловую скорость закрутки относительно поперечной оси аппарата, поэтому не могут быть обеспечены необходимые кинематические параметры при отделении крупногабаритного груза.The provision of the calculated (given on the ground) position of the load during its release, specified in the description of the prototype, regardless of the angle of inclination of the central cable of the external suspension of the helicopter, cannot be implemented in flight, since the aerodynamic forces in flight are applied in the center of pressure of the “load + beam” assembly, and the center of pressure is significantly below the location of the hinge. The resulting force from the weight of the cargo and aerodynamic forces is always directed along the central rope, and the position of the longitudinal axis of the cargo in flight will differ from that specified on the ground and depend on the speed of the helicopter. In this technical solution, after actuation of the controlled load holder under the action of the weight of the load, when leaving the uncontrolled load holder, a moment of force is created relative to the center of mass of the load, under the action of which the load receives an angular velocity of twist relative to the transverse axis of the apparatus, therefore, the necessary kinematic parameters cannot be provided when separating a bulky load .
Задачей группы изобретений является создание внешней подвески вертолета позволяющей исключить закрутку и реализовать заданную ориентацию крупногабаритного груза для обеспечения необходимых условий сброса груза при отработке парашютной системы.The task of the group of inventions is to create an external suspension of the helicopter, which makes it possible to eliminate the twist and implement the given orientation of the bulky cargo to provide the necessary conditions for dropping the cargo during the development of the parachute system.
Технический результат заключается в обеспечении заданного положения продольной оси крупногабаритного груза при полете на внешней подвеске вертолета перед сбросом, а также в обеспечении отделения груза от балки без силовых воздействий на его корпус.The technical result consists in providing a given position of the longitudinal axis of a bulky cargo when flying on an external sling of a helicopter before being dropped, as well as in ensuring the separation of the cargo from the beam without force effects on its body.
Указанный технический результат достигается тем, что во внешней подвеске вертолета для крупногабаритного груза (по первому варианту), содержащей верхний замок, к которому посредством переходных звеньев последовательно подсоединены вертлюг-токосъемник и центральный канат, балку с установленными на ней в местах подвеса груза грузодержателями, и электрокабель, проложенный из кабины вертолета через вертлюг-токосъемник вдоль каната к упомянутой балке, где балка выполнена с хвостовой частью и вертикальным оперением, а грузодержатели выполнены в виде пиротехнических узлов разделения, причем в подвеску введены два грузовых каната равной длины, один из которых передний, а другой -задний, при этом задний грузовой канат снабжен канатной вставкой, причем одними концами грузовые канаты прикреплены к скобе, установленной на оконечности центрального каната, а другими концами - передний грузовой канат прикреплен к балке через установленный на ней передний кронштейн, а задний грузовой канат прикреплен к одному концу канатной вставки, другой конец которой прикреплен к балке через установленный на ней задний кронштейн, при этом длина канатной вставки рассчитывается по формуле:The specified technical result is achieved by the fact that in the external suspension of the helicopter for bulky cargo (according to the first variant), containing the upper lock, to which the swivel current collector and the central rope are connected in series by means of transitional links, a beam with load holders installed on it in the places of cargo suspension, and an electric cable laid from the helicopter cabin through a swivel-current collector along the rope to the said beam, where the beam is made with a tail section and vertical tail, and the load holders are made in the form of pyrotechnic separation units, and two cargo ropes of equal length are introduced into the suspension, one of which is the front one, and the other is the rear one, while the rear cargo rope is equipped with a rope insert, and at one end the cargo ropes are attached to the bracket installed at the end of the central rope, and at the other ends the front cargo rope is attached to the beam through the front bracket mounted on it, and the rear cargo rope attached to one end of the rope insert, the other end of which is attached to the beam through the rear bracket mounted on it, while the length of the rope insert is calculated by the formula:
где: - длина канатной вставки для двухканатной подвески;Where: - length of rope insert for two-rope suspension;
- общая длина заднего грузового каната внешней подвески и канатной вставки; - the total length of the rear cargo rope of the external suspension and the rope insert;
- длина переднего грузового каната; - length of the front cargo rope;
- длина заднего грузового каната; при условии OA = OZ; - the length of the rear cargo rope; provided OA = OZ;
- расстояние между передней и задней точками подвески на балке; - the distance between the front and rear suspension points on the beam;
- угол между передним грузовым канатом внешней подвески и балкой. - the angle between the front load rope of the external suspension and the beam.
Технический результат достигается тем, что внешняя подвеска вертолета для крупногабаритного груза (по второму варианту), содержащая верхний замок, к которому посредством переходных звеньев последовательно подсоединены вертлюг-токосъемник и центральный канат, балку с установленными на ней в местах подвеса груза грузодержателями и электрокабель, проложенный из кабины вертолета через вертлюг-токосъемник вдоль каната к упомянутой балке, где балка выполнена с хвостовой частью и вертикальным оперением, а грузодержатели выполнены в виде пиротехнических узлов разделения, причем в подвеску введены четыре грузовых каната равной длины, два из которых передние, а другие -задние, при этом задние грузовые канаты снабжены канатными вставками равной длины, притом одними концами передние и задние грузовые канаты прикреплены к скобе, установленной на оконечности центрального каната, а другими концами - передние грузовые канаты прикреплены к балке через установленные на ней передние кронштейны, а задние грузовые канаты прикреплены к одним концам канатных вставок, другие концы которых прикреплены к балке через установленные на ней задние кронштейны, при этом длина канатной вставки рассчитывается по формуле:The technical result is achieved by the fact that the external suspension of the helicopter for bulky cargo (according to the second version), containing the upper lock, to which a swivel-current collector and a central rope are connected in series by means of transitional links, a beam with load holders installed on it in the places of cargo suspension and an electric cable laid from the helicopter cabin through the swivel-current collector along the rope to the said beam, where the beam is made with a tail section and vertical tail, and the load holders are made in the form of pyrotechnic separation units, and four cargo ropes of equal length are introduced into the suspension, two of which are front, and the others - rear, while the rear cargo ropes are equipped with rope inserts of equal length, moreover, at one end the front and rear cargo ropes are attached to a bracket installed at the end of the central rope, and at the other ends, the front cargo ropes are attached to the beam through the front brackets installed on it, and the rearcargo ropes are attached to one end of the rope inserts, the other ends of which are attached to the beam through the rear brackets installed on it, while the length of the rope insert is calculated by the formula:
где: - длина канатной вставки для четырехканатной подвески;Where: - length of rope insert for four-rope suspension;
- длина передних грузовых канатов внешней подвески; - the length of the front cargo ropes of the external suspension;
- длина проекции задних грузовых канатов внешней подвески с канатными вставками на продольную плоскость симметрии балки; - length of the projection of the rear cargo ropes of the external suspension with rope inserts on the longitudinal plane of symmetry of the beam;
- расстояние между проекциями точек крепления передних и задних грузовых канатов к балке на продольную плоскость симметрии; - the distance between the projections of the attachment points of the front and rear cargo ropes to the beam on the longitudinal plane of symmetry;
- угол между балкой и проекцией передних грузовых канатов внешней подвески на продольную плоскость симметрии; - the angle between the beam and the projection of the front cargo ropes of the external suspension on the longitudinal plane of symmetry;
- расстояние от точки крепления заднего грузового каната с канатной вставкой к балке до продольной плоскости симметрии балки; - distance from the attachment point of the rear cargo rope with a rope insert to the beam to the longitudinal plane of symmetry of the beam;
- длина задних грузовых канатов внешней подвески. - the length of the rear cargo ropes of the external suspension.
Причем (по первому и второму вариантам) балка может быть выполнена в виде рамы ферменной конструкции с хвостовой частью и вертикальным оперением.Moreover (according to the first and second options) the beam can be made in the form of a frame of a truss structure with a tail section and vertical tail.
Сущность группы изобретений поясняется чертежами (фиг.1-6).The essence of the group of inventions is illustrated by drawings (figure 1-6).
На фиг.1 показан вид внешней подвески вертолета в начале подъема сбоку (по первому и второму вариантам).Figure 1 shows a view of the external suspension of the helicopter at the beginning of the rise from the side (according to the first and second options).
На фиг.2 показан вид двухканатной внешней подвески вертолета в начале подъема спереди.Figure 2 shows a view of the two-rope external suspension of the helicopter at the beginning of the rise in front.
На фиг.3 показан вид четырехканатной внешней подвески вертолета в начале подъема спереди.Figure 3 shows a view of the four-rope external suspension of the helicopter at the beginning of the rise in front.
На фиг.4 изображен общий вид внешней подвески вертолета и положение груза в полете вертолета перед сбросом, центральный канат внешней подвески отклонен от вертикали на угол а (по первому и второму вариантам).Figure 4 shows a General view of the external suspension of the helicopter and the position of the cargo in flight of the helicopter before resetting, the central rope of the external suspension is deflected from the vertical by an angle a (according to the first and second options).
На фиг.5 изображена схема для расчета длины канатных вставок для двухканатной подвески, где:Figure 5 shows a diagram for calculating the length of the rope inserts for two-rope suspension, where:
- передняя точка подвески на балке; - front suspension point on the beam;
- задняя точка подвески на балке; - rear suspension point on the beam;
- точка крепления грузовых канатов внешней подвески к центральному канату; - point of attachment of cargo ropes of the external suspension to the central rope;
- центр масс груза на внешней подвеске; - the center of mass of the load on the external sling;
- точка пересечения вертикальной линии, проходящей через точку О и отрезок АВ; - the point of intersection of the vertical line passing through the point O and the segment AB;
- проекция точки О1 на отрезок АВ; - projection of the point O 1 on the segment AB;
- точка пересечения отрезков ОО1 и АВ; - the point of intersection of the segments OO 1 and AB;
- точка крепления заднего грузового каната к канатной вставке; - point of attachment of the rear cargo rope to the rope insert;
- вес груза на внешней подвеске; - the weight of the load on the external sling;
- сила лобового сопротивления; - drag force;
- подъемная сила; - lifting force;
- равнодействующая массовых и аэродинамических сил; - resultant of mass and aerodynamic forces;
- угол отклонения центрального каната внешней подвески от вертикали; - angle of deviation of the central rope of the external suspension from the vertical;
- угол между передним грузовым канатом внешней подвески и балкой; - the angle between the front cargo rope of the external suspension and the beam;
- угол между отрезками АВ и ОО1; - the angle between the segments AB and OO 1 ;
- угол между передним грузовым канатом АО и отрезком OO1; - the angle between the front cargo rope AO and segment OO 1 ;
- угол между продольной осью груза и горизонтальной плоскостью. - the angle between the longitudinal axis of the load and the horizontal plane.
На фиг.6 изображена схема для расчета длины канатных вставок для четырехканатной подвески, где:Figure 6 shows a diagram for calculating the length of the rope inserts for a four-rope suspension, where:
- передняя точка подвески на балке; - front suspension point on the beam;
- проекция передней точки подвески на балке на продольную плоскость симметрии балки; - projection of the front suspension point on the beam on the longitudinal plane of symmetry of the beam;
- задняя точка подвески на балке; - rear suspension point on the beam;
- проекция задней точки подвески на балке на продольную плоскость симметрии балки; - projection of the rear suspension point on the beam on the longitudinal plane of symmetry of the beam;
- точка крепления грузовых канатов внешней подвески к центральному канату; - point of attachment of cargo ropes of the external suspension to the central rope;
- центр масс груза на внешней подвеске; - the center of mass of the load on the external sling;
- точка пересечения вертикальной линии, проходящей через точку О и отрезок АВ; - the point of intersection of the vertical line passing through the point O and the segment AB;
- проекция точки O1 на отрезок АВ; - projection of the point O 1 on the segment AB;
- точка пересечения отрезков ОО1 и АВ; - the point of intersection of the segments OO 1 and AB;
- точка крепления заднего грузового каната к канатной вставке; - point of attachment of the rear cargo rope to the rope insert;
- проекция точки крепления заднего грузового каната к канатной вставке на продольную плоскость симметрии балки; - projection of the point of attachment of the rear cargo rope to the rope insert on the longitudinal plane of symmetry of the beam;
- вес груза на внешней подвеске; - the weight of the load on the external sling;
- сила лобового сопротивления; - drag force;
- подъемная сила; - lifting force;
- равнодействующая массовых и аэродинамических сил; - resultant of mass and aerodynamic forces;
- угол отклонения центрального каната внешней подвески от вертикали; - angle of deviation of the central rope of the external suspension from the vertical;
- угол между передним грузовым канатом внешней подвески и балкой; - the angle between the front cargo rope of the external suspension and the beam;
- угол между отрезками АВ и OO1; - the angle between the segments AB and OO 1 ;
- угол между передним грузовым канатом АО и отрезком ОО1; - the angle between the front cargo rope AO and segment OO 1 ;
- угол между продольной осью груза и горизонтальной плоскостью. Внешняя подвеска вертолета 1 (фиг.1) для крупногабаритного груза 12 (по первому варианту), содержит верхний замок 2, к которому посредством переходных звеньев 16 последовательно подсоединены вертлюг-токосъемник 4 и центральный канат 3. В ее состав также входит балка 8 с установленными на ней в местах подвеса груза грузодержателями 9 и электрокабель (на фиг. не показан) для обеспечения электропитания грузодержателей 9, проложенный из кабины вертолета 1 через вертлюг-токосъемник 4 вдоль центрального каната 3 и вдоль одного из грузовых канатов 6 или 7 к упомянутой балке 8. Балка 8 выполнена с хвостовой частью 10 и вертикальным оперением 11. Причем в подвеску введены два грузовых каната равной длины, один из которых передний 6 (по направлению полета), а другой - задний 7. При этом задний грузовой канат 7 снабжен канатной вставкой 15. Причем одними концами грузовые канаты 6 и 7, (например, при помощи серег на фиг. не показаны), прикреплены к скобе 5, установленной на оконечности центрального каната 3, а другими концами - передний грузовой канат 6 прикреплен (например, при помощи скобы, на фиг. не показана) к балке 8 через установленный на ней передний кронштейн 13, а задний грузовой канат 7 прикреплен, (например, через скобу 17, установленную на нем, с помощью, например, серег, на фиг. не показаны) к одному концу канатной вставки 15. Другой конец канатной вставки 15 прикреплен (например, при помощи скобы, на фиг. не показана) к балке 8 через установленный на ней задний кронштейн 14. При этом длина канатной вставки рассчитывается по формуле (1). - the angle between the longitudinal axis of the load and the horizontal plane. The external suspension of the helicopter 1 (figure 1) for bulky cargo 12 (according to the first version), contains the
Внешняя подвеска вертолета 1 (фиг.1) для крупногабаритного груза 12 (по второму варианту), содержит верхний замок 2, к которому посредством переходных звеньев 16 последовательно подсоединены вертлюг-токосъемник 4 и центральный канат 3. В ее состав также входит балка 8 с установленными на ней в местах подвеса груза грузодержателями 9 и электрокабель (на фиг. не показан) для обеспечения электропитания грузодержателей 9, проложенный из кабины вертолета 1 через вертлюг-токосъемник 4 вдоль центрального каната 3 и вдоль одного из грузовых канатов 6 или 7 к упомянутой балке 8. Балка 8 выполнена с хвостовой частью 10 и вертикальным оперением 11. Причем в подвеску введены четыре грузовых каната равной длины, два из которых передние 6 (по направлению полета), а другие - задние 7. При этом задние грузовые канаты 7 снабжены канатными вставками 15 равной длины. Причем одними концами грузовые канаты 6 и 7 (например, при помощи серег на фиг. не показаны), прикреплены к скобе 5, установленной на оконечности центрального каната 3, а другими концами - передние грузовые канаты 6 прикреплены (например, при помощи скоб, на фиг. не показана) к балке 8 через установленные на ней передние соответствующие кронштейны 13, а задние грузовые канаты 7 прикреплены (например, через скобы 17, установленные на них, с помощью, например, серег, на фиг. не показаны, закрепленных на канатных вставках 15) к одним концам канатных вставок 15, другие концы канатных вставок 15 прикреплены (например, при помощи скобы, на фиг. не показана к балке 8 через установленные на балке задние соответствующие кронштейны 14. При этом длина канатной вставки 15 рассчитывается по формуле (2).The external suspension of the helicopter 1 (figure 1) for bulky cargo 12 (according to the second option), contains the
По первому и второму вариантам грузодержатели 9 выполнены в виде пиротехнических узлов разделения, например, пирозамков или пироболтов, расположенных в передней и задней частях балки 8 (по направлению полета). Количество грузодержателей 9 определяется требованиями со стороны крупногабаритного груза (например, три). Балка 8 с целью снижения ее массы может быть выполнена в виде рамы ферменной конструкции, например, из конструкционной стали и/или алюминиевых труб.According to the first and second versions, the
При подъеме вертолетом сборки «груз + балка» и наборе им горизонтальной скорости, центральный канат 3 будет отклоняться от вертикали на угол, зависящий от аэродинамических характеристик сборки «груз + балка», скорости полета и плотности атмосферы. Горизонтальное положение продольной оси балки 8 в полете, и, следовательно, требуемое положение оси груза 12 относительно набегающего потока на момент сброса можно обеспечить за счет введения в задние грузовые канаты 7 канатных вставок 15, длины которых определяются расчетным способом.When the helicopter lifts the “cargo + beam” assembly and gains horizontal speed, the
Схема для расчета длины канатной вставки ZB для двухканатной подвески (по первому варианту) представлена на фиг.5 и определяется по формуле (1).The scheme for calculating the length of the rope insert ZB for two-rope suspension (according to the first version) is shown in Fig.5 and is determined by formula (1).
Перед началом сбросов груза 12 проводят аэродинамический расчет для скорости полета вертолета на момент сброса груза и, зная вес сборки «груз + балка» и силы, действующие на сборку, определяют угол а отклонения центрального каната 3 внешней подвески от вертикали.Before the start of the
К концу центрального каната 3 внешней подвески (точка О), отклоненному от вертикали на угол а, крепят грузовые канаты внешней подвески 6 (OA) и 7 (OZ). (фиг.5). Другие концы грузовых канатов 6 и 7 крепят к балке 8: канат 6 (OA) в точке А, а канат 7 (OZ) в точке В через канатную вставку 15 (ZB). Длина канатной вставки 15 (ZB) такова, что при заданном угле а отрезок АВ занимает горизонтальное положение.To the end of the
Точка O1 - центр масс груза на внешней подвеске, точка Е является проекцией точки О1 на отрезок АВ, причем АЕ=ЕВ.Point O 1 is the center of mass of the load on the external sling, point E is the projection of the point O 1 onto the segment AB, and AE=EB.
Точка D является пересечением вертикальной линии, проходящей через точку О и отрезок АВ, т.е. при данном положении груза отрезок OD перпендикулярен отрезку АВ. Угол между вертикальным отрезком OD и отрезком ОО1 равен углу отклонения центрального каната внешней подвески - α.Point D is the intersection of a vertical line passing through point O and segment AB, i.e. at a given position of the load, segment OD is perpendicular to segment AB. The angle between the vertical segment OD and segment OO 1 is equal to the angle of deviation of the central rope of the external suspension - α.
Точка F является пересечением отрезков OO1 и АВ.Point F is the intersection of segments OO 1 and AB.
При отсутствии канатной вставки ZB и креплении каната 0Z непосредственно к точке В (точка Z при этом совпадет с точкой В) ввиду соотношений АЕ=ЕВ и OA=OZ точка Е совпадет с точкой F, а отрезок ОО1 примет вертикальное положение и окажется на одной прямой с отрезком ЕО1, так что после подъема вертолетом до набора горизонтальной скорости ось балки примет горизонтальное положение.In the absence of a rope insert ZB and the rope 0Z is attached directly to point B (point Z will coincide with point B), due to the ratios AE=EB and OA=OZ, point E will coincide with point F, and segment OO 1 will take a vertical position and will be on the same a straight line with a segment EO 1 , so that after the helicopter rises to a set of horizontal speed, the axis of the beam will take a horizontal position.
Угол λ между осями груза и балки определяет требуемое положение груза при сбросе.The angle λ between the axes of the load and the beam determines the required position of the load when dropped.
Для определения длины канатной вставки ZB используют следующие известные параметры:To determine the length of the rope insert ZB, the following known parameters are used:
G - вес груза на внешней подвеске;G is the weight of the load on the external sling;
X - сила лобового сопротивления;X - drag force;
Y - подъемная сила;Y - lifting force;
АО=OZ - длины передних и задних грузовых канатов внешней подвески соответственно;AO=OZ - the lengths of the front and rear cargo ropes of the external suspension, respectively;
АЕ=ЕВ - расстояния от точки Е до точек А и В соответственно;AE=EB - distances from point E to points A and B, respectively;
EO1 - расстояние от точки O1 до отрезка, соединяющего точки А и В.EO 1 - distance from point O 1 to the segment connecting points A and B.
Равнодействующую массовых и аэродинамических сил R находим из уравнения:The resultant of mass and aerodynamic forces R is found from the equation:
угол отклонения центрального каната внешней подвески от вертикали α, находим из выражения: the angle of deviation of the central rope of the external suspension from the vertical α, we find from the expression:
из треугольника AEO1 получаем соотношение:from the triangle AEO 1 we obtain the relation:
где: AF - расстояние от точки А до точки пересечения отрезков АВ и OO1;where: AF - distance from point A to the point of intersection of segments AB and OO 1 ;
из треугольника DOF находим угол γ - между отрезками АВ и OO1;from the triangle DOF we find the angle γ - between the segments AB and OO 1 ;
из треугольника AOF получаем соотношение:from the triangle AOF we obtain the relation:
откуда находим угол ω - угол между передним грузовым канатом внешней подвески и отрезком ОО1.from where we find the angle ω - the angle between the front cargo rope of the external suspension and the segment OO 1 .
из треугольника AOF находим угол β - угол между передним грузовым канатом внешней подвески и рамой:from the triangle AOF we find the angle β - the angle between the front cargo rope of the external suspension and the frame:
из треугольника АОВ находим ОВ - общую длину заднего грузового каната внешней подвески и канатной вставки:from the triangle AOB we find OB - the total length of the rear cargo rope of the external suspension and the rope insert:
где: АВ - расстояние между проекциями точек крепления передних и задних грузовых канатов к балке на продольную плоскость симметрии; затем находим длину канатной вставки ZB:where: AB is the distance between the projections of the attachment points of the front and rear cargo ropes to the beam on the longitudinal plane of symmetry; then find the length of the rope insert ZB:
При расчетах принимают, что аэродинамические силы приведены к центру масс груза (точке О1), а возникающий аэродинамический момент mz недостаточен для изменения положения груза и приводит только к перераспределению нагрузок на грузовых канатах. Также принимают, что движение является установившимся, а аэродинамические силы, действующие на центральный канат, грузовые канаты и вес внешней подвески в расчетах не учитываются из-за их малого влияния.When calculating, it is assumed that the aerodynamic forces are brought to the center of mass of the load (point O 1 ), and the resulting aerodynamic moment m z is insufficient to change the position of the load and only leads to a redistribution of loads on the cargo ropes. It is also assumed that the movement is steady, and the aerodynamic forces acting on the central rope, cargo ropes and the weight of the external suspension are not taken into account in the calculations due to their small influence.
Схема для расчета длины канатных вставок Z'B' для четырехканатной подвески (по второму варианту) представлена на фиг.6 и определяется по формуле (2).The scheme for calculating the length of the rope inserts Z'B' for a four-rope suspension (according to the second version) is shown in Fig.6 and is determined by formula (2).
При расчете для четырехканатной подвески отрезки АО, OZ и ZB являются проекциями грузовых канатов и канатных вставок соответственно на продольную вертикальную плоскость. Отсюда длину проекции АО передних грузовых канатов внешней подвески на продольную плоскость симметрии балки вычисляют по формуле:When calculating for a four-rope suspension, segments AO, OZ and ZB are projections of cargo ropes and rope inserts, respectively, on a longitudinal vertical plane. From here, the length of the projection of the AO of the front cargo ropes of the external suspension on the longitudinal plane of symmetry of the beam is calculated by the formula:
где: - длина передних грузовых канатов;Where: - the length of the front cargo ropes;
- расстояние от точки крепления переднего грузового каната к балке до продольной плоскости симметрии балки (заданная величина). - distance from the point of attachment of the front cargo rope to the beam to the longitudinal plane of symmetry of the beam (given value).
Общую длину ОВ проекции задних грузовых канатов внешней подвески с канатными вставками на продольную плоскость симметрии балки определяют из уравнения:The total length of the projection OB of the rear cargo ropes of the external suspension with rope inserts on the longitudinal plane of symmetry of the beam is determined from the equation:
где: - длина задних грузовых канатов с канатными вставками;Where: - length of rear cargo ropes with rope inserts;
- расстояние от точки крепления заднего грузового каната с канатной вставкой к балке до продольной плоскости симметрии балки (заданная величина); - distance from the attachment point of the rear cargo rope with a rope insert to the beam to the longitudinal plane of symmetry of the beam (given value);
откуда находим длину канатной вставки where we find the length of the rope insert
где: - длина задних грузовых канатов.Where: - the length of the rear cargo ropes.
Величина OZ в данном случае - длина проекции задних грузовых канатов внешней подвески на продольную плоскость симметрии балки, причем равенство АО=0Z не выполняется.The value of OZ in this case is the length of the projection of the rear cargo ropes of the external suspension on the longitudinal plane of symmetry of the beam, and the equality AO=0Z is not fulfilled.
Итоговая формула для определения длины канатных вставок имеет вид:The final formula for determining the length of the rope inserts is:
где: Where:
- расстояния от точки Е до точек А и В соответственно; - distances from point E to points A and B, respectively;
- расстояние от точки О) до отрезка, соединяющего точки А и В; - distance from point O) to the segment connecting points A and B;
- расстояние между проекциями точек крепления передних и задних грузовых канатов к балке на продольную плоскость симметрии. - the distance between the projections of the attachment points of the front and rear cargo ropes to the beam on the longitudinal plane of symmetry.
При подъеме вертолетом груза на внешней подвеске, как правило, происходит закрутка груза вокруг каната подвеса на несколько оборотов. При наборе горизонтальной скорости вертолетом болеем 50 км/ч, происходит аэродинамическая стабилизация груза по набегающему потоку за счет вертикального оперения (киля), установленного на хвостовой части балки.When a load is lifted by a helicopter on an external sling, as a rule, the load is twisted around the suspension rope for several turns. When the helicopter reaches a horizontal speed of more than 50 km/h, the cargo is aerodynamically stabilized in the oncoming flow due to the vertical tail (keel) mounted on the tail section of the beam.
Для предотвращения закрутки груза при отделении от балки необходимо исключить силовые возмущения на груз в процессе разделения, что обеспечивается применением пиротехнических узлов разделения груза, установленных в передней и задней частях балки, и их одновременным срабатыванием при подаче электропитания на пиросредства. Наиболее рационально в качестве пиротехнических узлов использовать пирозамки, которые при срабатывании обладают наименьшим уровнем нестационарных силовых воздействий (ударных перегрузок) на конструкцию груза.To prevent the load from spinning during separation from the beam, it is necessary to exclude force disturbances on the load during the separation process, which is ensured by the use of pyrotechnic load separation units installed in the front and rear parts of the beam, and their simultaneous operation when power is supplied to the pyrotechnics. It is most rational to use pyro-locks as pyrotechnic units, which, when triggered, have the lowest level of non-stationary force effects (shock overloads) on the cargo structure.
По первому и второму вариантам все канаты и канатные вставки могут быть выполнены по ГОСТ 3088-80.According to the first and second options, all ropes and rope inserts can be made in accordance with GOST 3088-80.
Внешняя подвеска вертолета (по первому варианту) работает следующим образом.The external suspension of the helicopter (according to the first option) works as follows.
При взлете вертолета 1 из-за разницы длин переднего грузового каната 6 и заднего грузового каната 7, с закрепленной к нему канатной вставкой 15, (длину которой предварительно рассчитывают по формуле (1), исходя из веса крупногабаритного груза), балка 8 с подвешенным к ней через посадочные места крупногабаритным грузом 12 имеют положение, повернутое от требуемого при сбросе груза на заданный угол, определяемый длиной канатных вставок (фиг.1). При полете вертолета 1 с ненулевой горизонтальной скоростью аэродинамические силы действуют на балку 8 и груз 12, что приводит к отклонению центрального каната внешней подвески 3 от вертикали на угол, зависящий от приборной скорости полета на данной высоте. При достижении скорости, заданной условиями осуществления сброса, угол отклонения центрального каната 3 становится равен углу поворота сборки балки 8 с грузом 12 при нулевой скорости полета вертолета, благодаря чему груз принимает положение, требуемое для осуществления его сброса (фиг.4). Курсовая стабилизация сборки балки 8 с грузом 12 обеспечивается благодаря наличию на балке 8, выполненной, например, в виде рамы ферменной конструкции, хвостовой части 10 и вертикального оперения 11. После достижения требуемых параметров полета, из кабины вертолета 1 по электрокабелю, проложенному по центральному канату 3, например, переднему грузовому канату 6 и балке 8, к пирозамкам 9, подается команда на сброс груза 12. Сброс груза 12 происходит путем раскрытия установленных на балке 8 пирозамков 9. Затем осуществляется последующий возврат вертолета 1 с внешней подвеской на аэродром.When the helicopter 1 takes off, due to the difference in the lengths of the
Внешняя подвеска вертолета по второму варианту работает аналогичным образом, как и по первому варианту.The external suspension of the helicopter according to the second variant works in the same way as in the first variant.
Claims (21)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790300C1 true RU2790300C1 (en) | 2023-02-16 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2300484C1 (en) * | 2005-09-21 | 2007-06-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственная компания применения авиации в народном хозяйстве (ОАО НПК "ПАНХ") | Device for transportation of cargo by helicopter |
RU2608824C1 (en) * | 2015-08-20 | 2017-01-25 | Закрытое акционерное общество "Авиастроительная корпорация "Русич" | Helicopter external suspension |
RU191205U1 (en) * | 2019-04-25 | 2019-07-29 | Акционерное общество Научно-производственная компания "Применение авиации в народном хозяйстве" | EXTERNAL HELICOPTER SUSPENSION FOR LARGE LOAD |
RU206207U1 (en) * | 2021-04-06 | 2021-08-31 | Акционерное общество Научно-производственная компания "Применение авиации в народном хозяйстве" | DEVICE FOR INSTALLATION OF STRUCTURES BY HELICOPTER |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2300484C1 (en) * | 2005-09-21 | 2007-06-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственная компания применения авиации в народном хозяйстве (ОАО НПК "ПАНХ") | Device for transportation of cargo by helicopter |
RU2608824C1 (en) * | 2015-08-20 | 2017-01-25 | Закрытое акционерное общество "Авиастроительная корпорация "Русич" | Helicopter external suspension |
RU191205U1 (en) * | 2019-04-25 | 2019-07-29 | Акционерное общество Научно-производственная компания "Применение авиации в народном хозяйстве" | EXTERNAL HELICOPTER SUSPENSION FOR LARGE LOAD |
RU206207U1 (en) * | 2021-04-06 | 2021-08-31 | Акционерное общество Научно-производственная компания "Применение авиации в народном хозяйстве" | DEVICE FOR INSTALLATION OF STRUCTURES BY HELICOPTER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3017138A (en) | Apparatus and method for moving loads with combination helicopter and balloon | |
US3554468A (en) | External load stabilizer | |
EP2804809B1 (en) | Improved aerostat system | |
PT846071E (en) | Method for the precise setting down or picking up of cargo from airships | |
US20160221689A1 (en) | Line Intersect Vehicle Launch and Recovery | |
US3390853A (en) | Variable geometry re-entry vehicle | |
ITMI20091340A1 (en) | PERFORMED AUTOSTABLE BALLOON AND RELATIVE INVOLVATION AND RECOVERY SYSTEM | |
JP3339686B2 (en) | Airships for transporting cargo and passengers | |
RU2790300C1 (en) | External helicopter suspension for large-size cargo (options) | |
EP2947000B1 (en) | Airship-mooring device | |
ITTO940470A1 (en) | LANDING AND MOORING DEVICE FOR A DIRIGIBLE. | |
RU2608824C1 (en) | Helicopter external suspension | |
US3747877A (en) | Load equalizing sling | |
US20230202658A1 (en) | Systems and methods for loading and unloading a cargo aircraft utilizing a curved path | |
US20090314886A1 (en) | Deployment of telescoping aircraft structures by drogue parachute riser tension | |
RU2654879C1 (en) | Airship and the method of its berthing | |
US20220332439A1 (en) | Device transport by air | |
RU191205U1 (en) | EXTERNAL HELICOPTER SUSPENSION FOR LARGE LOAD | |
RU2191140C1 (en) | Flying vehicle recovery facility | |
RU2632387C1 (en) | Aircraft-2 | |
RU2641375C1 (en) | Aircraft - 3 | |
RU2798252C1 (en) | Device of the crane airship complex | |
RU2763621C1 (en) | Device for external load suspension of rotor-winged aircraft | |
RU2258639C1 (en) | Method of air start of unmanned flying vehicle and external suspension system for realization of this method | |
RU2751126C2 (en) | Transport and energy system |