RU2189925C1

RU2189925C1 - Helicopter external store system

Info

Publication number: RU2189925C1
Application number: RU2001107636A
Authority: RU
Inventors: А.И. Степанов; В.В. Двоеглазов; Е.В. Бусыгин; В.Д. Шершуков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Казанский вертолетный завод"
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-09-27

Abstract

FIELD: aeronautical engineering; helicopter cargo hoisting devices. SUBSTANCE: helicopter external store system includes electric winch, cargo carrying electric cable whose one end is secured on winch drum with position retainer, cargo carrying unit engageable with electric lock and secured on opposite end of electric cable for rotation relative to cargo carrying electric cable and mechanism for orientation of cargo carrying device made in form of propulsor with aerodynamic control surface. Cargo carrying device is provided with resistance strain gage transducer for indication of mass. Ends of cargo carrying cable are connected to current collectors fitted in joint of drum with winch body on one side and in joint of electric lock with cargo carrying device on other side; proposed system is provided with control unit connected with drive and current collector of winch and with unit for observation of external store and cable-cutting unit. EFFECT: enhanced efficiency and reliability due to extended functional capabilities. 8 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к бортовым грузоподъемным устройствам вертолетов. The invention relates to aircraft, in particular to airborne lifting devices of helicopters.

Известно устройство для присоединения наземных грузов к вертолету, находящемуся на режиме висения, включающее в себя несущий трос или кабель-трос, намотанный на грузовую лебедку, монтированную на вертолете. Одна часть устройства выполнена в виде воронки, монтированной на грузе, а другая часть - в виде укрепленного на конце опускаемого строго конусного наконечника с кулачковыми захватами, входящими при сочленении в кольцевой паз воронки. Наконечник и воронка снабжены многоканальными штепсельными разъемами с выдвигающимися штырями. (Авторское свидетельство СССР 142153. Устройство для присоединения наземных грузов к вертолету, находящемуся на режиме висения. - 10.02.1961 г. ). Недостатками известного устройства, являются невозможность доставки груза в труднодоступные места с большой высоты, изменения высоты подвески груза при транспортировке, ориентирования груза при опускании, ненадежность электрической стыковки кабеля, отсутствие возможности аварийного сброса груза. A device is known for attaching ground cargo to a helicopter in a hovering mode, including a carrier cable or cable cable wound on a cargo winch mounted on a helicopter. One part of the device is made in the form of a funnel mounted on the load, and the other part is in the form of a fixed conical tip fixed at the end of a lowered conical tip with cam grips that enter during the articulation into the annular groove of the funnel. The tip and funnel are equipped with multi-channel plug connectors with retractable pins. (USSR author's certificate 142153. Device for connecting ground cargo to a helicopter that is in hover mode. - 02/10/1961). The disadvantages of the known device are the inability to deliver cargo to hard-to-reach places from a great height, changes in the suspension height of the cargo during transportation, orientation of the cargo when lowering, unreliability of the electrical connection of the cable, lack of the possibility of emergency dumping of cargo.

Известна система внешней подвески груза к вертолету, содержащая электролебедку с тросом и замком-рвушкой, грузовой трос с головкой и грузовым крюком, силовой замок, автоматически запирающий грузовой трос. Головка троса выполнена из двух частей, связанных между собой сферическим подшипником, верхняя часть которой крепится в силовом замке, а нижняя через систему передачи взаимодействует с двумя рычагами автопилотного датчика положения троса. (Авт. св. SU 509495. Система внешней подвески груза к вертолету. - Кл. В 64 D 1/22. - Бюл. 13, 05.04.76). Данное устройство принято за прототип. A known system for external suspension of cargo to a helicopter, comprising an electric winch with a cable and a lock-ravushka, a cargo cable with a head and a cargo hook, a power lock that automatically locks the cargo cable. The cable head is made of two parts interconnected by a spherical bearing, the upper part of which is mounted in the power lock, and the lower one through the transmission system interacts with two levers of the autopilot cable position sensor. (Aut. St. SU 509495. The system of external suspension of cargo to a helicopter. - Cl. 64 D 1/22. - Bul. 13, 04/05/76. This device is taken as a prototype.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, являются низкая эффективность его использования в случаях необходимости доставки груза в труднодоступное место с большой высоты, невозможность ориентирования груза при необходимости значительных смещений относительно вертолета и изменения высоты подвески груза, отсутствие электрической связи борта вертолета и груза, а также аварийного сброса груза. A disadvantage of the known device adopted for the prototype is the low efficiency of its use in cases where it is necessary to deliver cargo to an inaccessible place from a great height, the impossibility of orienting the cargo if necessary, significant displacements relative to the helicopter and changes in the height of the cargo suspension, lack of electrical connection between the helicopter and cargo, and emergency dumping of cargo.

Основной задачей, на решение которой направлена заявленная система, является повышение надежности доставки грузов и спасательных средств на внешней подвеске вертолета, особенно в труднодоступные места, снабжение спасательных средств электроэнергией от бортового источника и обеспечение безопасности полета. The main task, which the claimed system aims to solve, is to increase the reliability of the delivery of goods and life-saving equipment on the external suspension of the helicopter, especially to hard-to-reach places, supply life-saving equipment with electric power from an onboard source and ensure flight safety.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является повышение эффективности работы вертолета с системой внешней подвески груза за счет расширения ее функциональных возможностей. The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase the efficiency of a helicopter with an external load suspension system by expanding its functionality.

Указанный технический результат достигается тем, что, в системе внешней подвески груза к вертолету, содержащей электролебедку, грузовой трос с головкой, грузонесущее приспособление, силовой замок, механизм ориентирования троса, согласно предложенному техническому решению, грузовой трос выполнен в виде грузонесущего электрокабеля, закрепленного одним концом посредством головки на барабане лебедки, на который наматывается грузонесущий кабель, на другом конце которого закреплен вертлюг, соединенный вращающейся частью с силовым замком, последний сопряжен с грузонесущим приспособлением, при этом концы электрического жгута в грузонесущем электрокабеле присоединены к токосъемникам, установленным, с одной стороны, в узле сопряжения барабана с корпусом лебедки, а с другой - в подвижном соединении вертлюга, причем система содержит устройство управления, соединенное с приводом и токосъемником лебедки; что электролебедка снабжена узлами крепления ее под потолком грузового отсека, например, на внутрифюзеляжных кронштейнах внешней подвески таким образом, чтобы центр барабана лебедки был расположен в центре масс вертолета; что механизм ориентирования троса выполнен в виде вентиляторного движителя с аэродинамическим рулем управления и сопряжен с одной стороны с вращающейся частью вертлюга, а с другой - с силовым замком, и электрически соединен с устройством управления системы через грузонесущий кабель; что грузонесущее приспособление содержит, например, тензорезисторный датчик веса, электрически соединенный с устройством управления через грузонесущий электрокабель; что грузонесущее приспособление снабжено штепсельным разъемом, например, для электропитания спасательного средства от бортового источника вертолета через грузонесущий кабель; что силовой замок выполнен электрическим и соединен через грузонесущий электрокабель с устройством управления; что она снабжена устройством наблюдения за внешней подвеской, установленным, например, на фюзеляже вертолета; что лебедка снабжена электромагнитным фиксатором барабана, соединенным с устройством управления системы; что она снабжена тросорубящим приспособлением, размещенным на уровне грузового пола фюзеляжа с возможностью перемещения в плоскости пола под воздействием натяжения грузонесущего электрокабеля, соединенным с устройством управления. The specified technical result is achieved by the fact that, in the external suspension system of the cargo to the helicopter containing an electric winch, a cargo cable with a head, a load-bearing device, a power lock, a cable orientation mechanism, according to the proposed technical solution, the cargo cable is made in the form of a load-carrying electric cable fixed at one end by means of a head on the winch drum, on which a load-carrying cable is wound, on the other end of which a swivel is fixed, connected by a rotating part to a power lock, the latter is interfaced with a load-bearing device, while the ends of the electric harness in the load-carrying electric cable are connected to current collectors installed, on the one hand, in the interface unit of the drum with the winch body, and on the other, in the movable swivel connection, the system comprising a control device connected to the drive and current collector winch; that the electric winch is equipped with its fastening units under the ceiling of the cargo compartment, for example, on the inside fuselage brackets of the external suspension so that the center of the winch drum is located in the center of mass of the helicopter; that the cable orientation mechanism is made in the form of a fan propulsion with an aerodynamic control wheel and is connected on the one hand with the rotating part of the swivel, and on the other hand with the power lock, and is electrically connected to the control device of the system through a load-carrying cable; that the load-carrying device comprises, for example, a strain gauge weight sensor electrically connected to the control device via a load-bearing electric cable; that the load-bearing device is equipped with a plug-in connector, for example, for supplying rescue equipment from the onboard source of the helicopter through the load-carrying cable; that the power lock is made electric and connected through a load-carrying electric cable to the control device; that it is equipped with an external suspension monitoring device mounted, for example, on the fuselage of a helicopter; that the winch is equipped with an electromagnetic drum lock connected to a system control device; that it is equipped with a cable-cutting device located at the level of the cargo floor of the fuselage with the ability to move in the floor plane under the influence of the tension of the load-bearing electric cable connected to the control device.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной системы внешней подвески, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "новизна". The analysis of the prior art carried out by the applicant has made it possible to establish that there are no analogs characterized by sets of features identical to all the features of the claimed external suspension system. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "novelty."

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень". The search results for known solutions in the art in order to identify features that match the distinctive features of the prototypes of the proposed technical solution have shown that they do not follow explicitly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed technical solution on the achievement of the specified technical result is not revealed. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "inventive step".

На чертеже представлена система внешней подвески груза к вертолету. The drawing shows a system of external suspension of cargo to a helicopter.

Система внешней подвески груза к вертолету состоит из электролебедки 1, закрепленной узлами 2 под потолком грузового отсека вертолета на внутрифюзеляжных кронштейнах для внешней подвески груза, при этом центр барабана 3 лебедки 1 расположен в центре масс (ЦМ) вертолета, и электрически соединенной с устройством управления 4, грузонесущего электрокабеля 5, вертлюга 6, силового электрозамка 7, сопряженного с грузонесущим приспособлением 8, имеющим штепсельный разъем 9, например, для электропитания транспортируемого спасательного модуля, механизма ориентирования 10, установленного между вертлюгом 6 и силовым электрозамком 7, тензорезисторного датчика веса 11, устройства наблюдения 12 за внешней подвеской груза, тросорубящего устройства 13, размещенного подвижно на полу грузового отсека фюзеляжа, электромагнитного фиксатора 14 барабана 3. Грузонесущий кабель 5 закреплен на барабане 3, а опускаемый его конец соединен с корпусом вертлюга 6. The system of external suspension of cargo to the helicopter consists of an electric winch 1, fixed by nodes 2 under the ceiling of the cargo compartment of the helicopter on the inside brackets for external suspension of cargo, while the center of the drum 3 of the winch 1 is located in the center of mass (CM) of the helicopter, and is electrically connected to the control device 4 , a load-carrying electric cable 5, a swivel 6, a power electric lock 7, interfaced with a load-bearing device 8 having a plug connector 9, for example, for powering the transported rescue module, mechanical orientation orientator 10 mounted between the swivel 6 and the power lock 7, a strain gauge weight sensor 11, a surveillance device 12 for the external load suspension, a cable-cutting device 13 mounted movably on the floor of the cargo compartment of the fuselage, the electromagnetic lock 14 of the drum 3. The load-carrying cable 5 is fixed to the drum 3, and the lowering end thereof is connected to the swivel housing 6.

Система внешней подвески груза к вертолету работает следующим образом. The system of external suspension of cargo to the helicopter operates as follows.

Вертолет подлетает к месту расположения груза и зависает над ним. По команде с пульта устройства управления 4, например, из кабины пилота фиксатор 14 выводится из барабана 3 и включается электродвигатель электролебедки 1, который разматывает грузонесущий электрокабель 5 с барабана 3, и под действием массы самого грузонесущего электрокабеля 5, а также масс силового электрозамка 7, грузонесущего приспособления 8 и механизма ориентирования 10 грузонесущий электрокабель 5 опускается на необходимую длину. К опущенному грузонесущему приспособлению 8 вручную подсоединяют транспортируемый груз. Затем с помощью электролебедки 1 груз, при необходимости, по команде поднимают ближе к фюзеляжу вертолета, барабан 3 стопорят фиксатором 14 и груз переносят к месту его доставки. Если вес груза будет больше допустимого, тензорезисторный датчик 11 веса разблокирует соединение силового электрозамка 7 с грузонесущим приспособлением 8 и груз останется на прежнем месте. The helicopter flies up to the location of the cargo and hangs over it. At the command of the control unit 4, for example, from the cockpit, the latch 14 is removed from the drum 3 and the electric winch motor 1 is turned on, which unwinds the load-carrying electric cable 5 from the drum 3, and under the action of the mass of the load-bearing electric cable 5, as well as the masses of the power lock 7, the load-bearing device 8 and the orienting mechanism 10, the load-bearing electric cable 5 is lowered to the required length. The transported load is manually connected to the lowered load-bearing device 8. Then, with the help of electric winch 1, the load, if necessary, is raised closer to the fuselage of the helicopter by command, the drum 3 is locked with a latch 14 and the load is transferred to the place of its delivery. If the weight of the load is more than permissible, the strain gage sensor 11 weight unlocks the connection of the power lock 7 with the load-bearing device 8 and the load remains in its original place.

В месте доставки груза вертолет снова зависнет, по команде от пульта управления фиксатор 14 расстопорит барабан 3 и груз с помощью электродвигателя лебедки 1 опустится на заданную высоту над местом выгрузки, после чего груз с помощью механизма 10 ориентируют относительно места установки, затем опускают и отцепляют его от грузонесущего приспособления 8 или по команде с пульта управления, грузонесущее приспособление автоматически отделится от силового электрозамка 7 и вместе с грузом останется на месте доставки груза, а грузонесущий электрокабель по команде убирается внутрь фюзеляжа путем намотки его на барабан 3, который затем закрепляют фиксатором 14. Процесс установки груза контролируется оператором через устройство наблюдения 12. При возникновении во время транспортировки груза угрозы безопасности полета, например, из-за больших колебаний груза по команде с пульта устройства управления 4 груз отделяется с помощью силового электрозамка 7 или тросорубящего устройства 13. The helicopter will hover again at the cargo delivery site, at the command of the control panel, the latch 14 will open the drum 3 and the cargo using the winch 1 motor will lower to a predetermined height above the unloading place, after which the cargo using the mechanism 10 is oriented relative to the installation location, then lower and unhook it from the load-bearing device 8 or by command from the control panel, the load-bearing device will automatically separate from the power electric lock 7 and together with the load will remain at the place of delivery of the cargo, and the load-carrying electric the abel is retracted by the command inside the fuselage by winding it onto the drum 3, which is then secured by the latch 14. The installation of the load is controlled by the operator through the monitoring device 12. If a safety hazard arises during transportation of the cargo, for example, due to large fluctuations of the load on command with remote control device 4, the load is separated using a power lock 7 or cable-cutting device 13.

Система позволяет обеспечить универсальность использования вертолета с внешней подвеской груза. The system allows for the universal use of a helicopter with external load suspension.

Claims

1. A system for external suspension of cargo to a helicopter, comprising an electric winch, a cargo cable with a head, a load-bearing device, a power lock, a cable orientation mechanism, characterized in that the cargo cable is made in the form of a load-carrying electric cable fixed at one end by means of a head to the winch drum, onto which a load-carrying cable is wound, on the other end of which a swivel is fixed, connected by a rotating part to a power lock, the latter is paired with a load-bearing device, while the ends are electrically whose harness in the load-carrying electric cable is connected to current collectors installed on one side in the interface unit of the drum with the winch body, and on the other, in the movable connection of the swivel, the system comprising a control device connected to the drive and the winch current collector, and the cable orientation mechanism is made in the form fan drive with an aerodynamic control wheel and is coupled on the one hand to the rotating part of the swivel, and on the other hand, with a power lock, and is electrically connected to the control system s through a load-carrying cable.

2. The system according to claim 1, characterized in that the electric winch is equipped with attachment points under the ceiling of the cargo compartment, for example, on the inside body brackets of the external suspension, so that the center of the winch drum is located in the center of mass of the helicopter.

3. The system according to claim 1, characterized in that the load-bearing device comprises, for example, a strain gauge weight sensor electrically connected to the control device through a load-carrying electric cable.

4. The system according to any one of p. 1 or 4, characterized in that the load-bearing device is equipped with a plug connector, for example, for supplying rescue equipment from the onboard helicopter source through a load-carrying electric cable.

5. The system according to p. 1, characterized in that the power lock is made electric and connected through a load-bearing electric cable to the control device.

6. The system according to p. 1, characterized in that it is equipped with an external suspension monitoring device mounted, for example, on the fuselage of the helicopter.

7. The system according to p. 1, characterized in that the winch is equipped with an electromagnetic drum lock connected to the control device of the system.

8. The system according to p. 1, characterized in that it is equipped with a cable-cutting device located at the level of the cargo floor of the fuselage with the ability to move in the plane of the floor under the influence of the tension of the load-bearing electric cable connected to the control device.