противоперегрузочное устройство для члена экипажа летательного аппарата

Формула изобретения

1. ПРОТИВОПЕРЕГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧЛЕНА ЭКИПАЖА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащее противоперегрузочный костюм с натяжным устройством, сообщенный воздушными магистралями через последовательно соединенные автомат давления и воздушный фильтр с полостью за компрессором авиадвигателя, отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчик скорости нарастания положительной продольной перегрузки, фильтр нижних частот, сумматор, датчик боковой положительной перегрузки, кнопка "Контроль", потенциометр и усилитель, причем первый вход сумматора через фильтр нижних частот соединен с выходом датчика скорости нарастания положительной продольной перегрузки, второй вход соединен с выходом датчика боковой положительной перегрузки, третий вход соединен через потенциометр и кнопку "Контроль" с источником электрического питания, а выход сумматора через усилитель соединен с электрическим входом автомата давления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что автомат давления выполнен в виде цилиндрического корпуса, внутри которого размещены подпружиненный с одного торца золотник, имеющий профилированную кольцевую проточку и радиально-осевой канал, электромагнитная обмотка и инерционная масса в виде подвижного цилиндрического сердечника, связанная с другим торцом золотника и имеющая магнитную связь с электромагнитной обмоткой, которая является электрическим входом автомата давления, выходная воздушная магистраль автомата давления выполнена с возможностью сообщения через профилированную кольцевую проточку золотника с входной воздушной магистралью автомата давления или с магистралью сброса давления, причем выходная воздушная магистраль снабжена предохранительным клапаном и сообщается через радиально-осевой канал золотника с его пружинной полостью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к защитному спецснаряжению летчика.

Известно противоперегрузочное устройство, содержащее противоперегрузочный костюм, автомат давления, воздушный фильтр, запорный вентиль и штуцер забора воздуха.

Недостатком устройства является недостаточное снижение вредного влияния перегрузок боевого маневрирования, так как не учитываются скорость нарастания положительной продольной (относительно тела летчика) перегрузки и наличие боковой перегрузки (параметры, от которых в значительной степени зависит переносимость перегрузок боевого маневрирования).

Наиболее близким к изобретению является противоперегрузочное устройство, содержащее противоперегрузочный костюм с натяжным устройством, сообщенным воздушными магистралями через автомат давления и воздушный фильтр с полостью за компрессором авиадвигателя.

Недостатком данного устройства является недостаточное снижение вредного влияния положительных продольных перегрузок при быстром их нарастании, когда компенсаторные механизмы сердечно-сосудистой системы человека не успевают развиться, а также при комбинированном действии положительных продольных и боковых перегрузок.

Цель изобретения снижение вредного влияния на летчика (члена экипажа) перегрузок боевого маневрирования.

Цель достигается тем, что в противоперегрузочное устройство для члена экипажа летательного аппарата, содержащее противоперегрузочный костюм с натяжным устройством, сообщенным воздушными магистралями через автомат давления и воздушный фильтр с полостью за компрессором авиадвигателя, введены датчик скорости нарастания положительной продольной перегрузки, фильтр нижних частот, сумматор, датчик боковой положительной перегрузки, кнопка "контроль", потенциометр и усилитель, причем первый вход сумматора через фильтр нижних частот соединен с выходом датчика скорости нарастания положительной продольной перегрузки, второй вход с выходом датчика боковой положительной перегрузки, третий вход через потенциометр и кнопку "контроль" с источником электрического питания, а выход через усилитель связан с электрическим входом автомата давления.

Датчик скорости нарастания положительной продольной перегрузки содержит цилиндрический корпус, на котором расположена индуктивная обмотка, при этом внутри цилиндрического корпуса соосно ему размещена на свободной оси подпружиненная инерционная масса в виде постоянного магнита, имеющая магнитную связь с индуктивной обмоткой в момент движения внутри последней, один вывод индуктивной обмотки соединен с шиной нулевого потенциала, а другой вывод с выходом данного датчика.

Автомат давления содержит цилиндрический корпус, внутри которого размещен подпружиненный с одного торца золотник, с вторым торцом которого связана инерционная масса в виде подвижного цилиндрического сердечника, имеющего возможность магнитной связи с электромагнитной обмоткой, размещенной в цилиндрическом корпусе и соединенной с электрическим входом автомата давления, выходная воздушная магистраль имеет возможность сообщения через профилированную кольцевую проточку золотника или с входной воздушной магистралью, или с магистралью сброса давления, причем выходная воздушная магистраль снабжена предохранительным клапаном и сообщена через радиально-осевой канал золотника с его пружинной полостью.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями, являются автомат давления и новые связи между известными и новыми признаками, т.е. новая схема противоперегрузочного устройства. Данные признаки обладают существенными отличиями, так как в известных технических решениях не обнаружены.

Применение новых признаков позволяет снизить вредное влияние перегрузок боевого маневрирования на члена экипажа, т.е. позволяет повысить переносимость положительных продольных перегрузок за счет форсированного создания в натяжном устройстве противоперегрузочного костюма давления, зависящего от величины и скорости нарастания положительной продольной перегрузки, и за счет создания дополнительного давления в натяжном устройстве противоперегрузочного костюма по сигналу боковой положительной перегрузки.

На фиг. 1 изображена структурная схема противоперегрузочного устройства; на фиг. 2 принципиальная схема датчика скорости нарастания положительной продольной перегрузки; на фиг. 3 принципиальная схема автомата давления.

Противоперегрузочное устройство содержит противоперегрузочный костюм 1 с натяжным устройством, сообщенным воздушными магистралями через автомат 2 давления и воздушный фильтр 3 с полостью за компрессором авиадвигателя, датчик 4 скорости нарастания положительной продольной перегрузки, фильтр 5 нижних частот, сумматор 6, датчик 7 боковой положительной перегрузки, кнопку 8 "контроль", потенциометр 9 и усилитель 10. Первый вход сумматора 6 через фильтр 5 нижних частот соединен с выходом датчика 4 скорости нарастания положительной продольной перегрузки, второй вход сумматора 6 соединен с выходом датчика 7 боковой положительной перегрузки, третий вход сумматора 6 соединен через потенциометр 9 и кнопку 8 "контроль" с источником электрического питания, а выход сумматора 6 через усилитель 10 связан с электрическим входом автомата 2 давления.

Датчик 4 скорости нарастания положительной продольной перегрузки имеет цилиндрический корпус 11, на котором расположена индуктивная обмотка 12. Внутри цилиндрического корпуса 11 соосно ему размещена на свободной оси 13 подпружиненная пружиной 14 инерционная масса 15 в виде постоянного магнита, имеющая магнитную связь с индуктивной обмоткой 12 в момент движения внутри последней. Один вывод индуктивной обмотки 12 соединен с шиной нулевого потенциала, а другой вывод с выходом датчика 4 скорости нарастания положительной продольной перегрузки.

Автомат 2 давления содержит цилиндрический корпус 16, внутри которого размещен подпружиненный с одного торца пружиной 17 золотник 18, с вторым торцом которого связана инерционная масса 19 в виде подвижного цилиндрического сердечника, имеющего магнитную связь с электромагнитной обмоткой 20, размещенной в цилиндрическом корпусе 16 и соединенной с электрическим входом автомата 2 давления. Выходная воздушная магистраль 21 имеет возможность сообщения через профилированную кольцевую проточку 22 золотника 18 или с входной воздушной магистралью 23, или с магистралью 24 сброса давления, причем выходная воздушная магистраль 21 снабжена предохранительным клапаном 25 и сообщена через радиально-осевой канал 26 золотника 18 с его пружинной полостью 27.

Фильтр 5 нижних частот известен. Датчик 7 боковой положительной перегрузки потенциометрического типа с потенциометром выполнен таким образом, чтобы выходной сигнал зависел только от положительной перегрузки и был одного порядка с величиной сигнала, снимаемого с индуктивной обмотки 12 датчика 4 скорости нарастания положительной продольной перегрузки.

Противоперегрузочное устройство работает следующим образом.

При отсутствии продольных перегрузок электромагнитная обмотка 20 автомата 2 давления обеспечена, инерционная масса 19 уравновешивается пружиной 17, входная воздушная магистраль 23 закрыта золотником 18, натяжное устройство противоперегрузочного костюма 1 сообщено с атмосферой кабины через профилированную кольцевую проточку 22 золотника 18 и магистраль 24 сброса давления.

При возникновении положительной продольной перегрузки, превышающей две единицы, под действием инерционных сил инерционная масса 19 и золотник 18 перемещаются вниз, сжимая пружину 17. Профилированная кольцевая проточка 22 золотника 18 соединяет входную воздушную магистраль 23 с выходной воздушной магистралью 21, разобщая ее с магистралью 24 сброса давления, и воздух под давлением поступает в натяжное устройство противоперегрузочного костюма 1. Это давление воздуха через радиально-осевой канал 26 золотника 18 передается в пружинную полость 27 и золотник 18 перемещается вверх, преодолевая давление инерционной массы 19. При этом положение золотника 18 при любой установившейся перегрузке будет равновесным в тот момент, когда выходная воздушная магистраль 21 одновременно разобщена золотником 18 и с входной воздушной магистралью 23, и с магистралью 24 сброса давления. Таким образом, в пружинной полости 27 и в натяжном устройстве противоперегрузочного костюма 1 создается давление, пропорциональное величине положительной продольной перегрузки. При изменении продольной перегрузки перемещается и инерционная масса 15 датчика 4 скорости нарастания положительной продольной перегрузки, которая своим постоянным магнитом наводит в индуктивной обмотке 12 ЭДС, зависящую от скорости перемещения постоянного магнита, а следовательно, и от скорости нарастания положительной продольной перегрузки. Выработанный сигнал через фильтр 5 нижних частот поступает на первый вход сумматора 6. При наличии боковой положительной перегрузки сигнал, пропорциональный ее величине, поступает с датчика 7 боковой положительной перегрузки на второй вход сумматора 6. Суммарный сигнал, усиленный усилителем 10, подается на электромагнитную обмотку 20 автомата 2 давления. Инерционная масса 19 под действием магнитодвижущей силы электромагнитной обмотки 20 создает дополнительное давление на золотник 18, обеспечивая дополнительное давление воздуха в натяжном устройстве противоперегрузочного костюма 1 в зависимости от скорости нарастания положительной продольной и наличия положительной боковой перегрузок.

С прекращением действия перегрузки золотник 18 под действием пружины 17 и давления воздуха в пружинной полости 27 перемещается вверх, профилированная кольцевая проточка 22 золотника 18 сообщает выходную воздушную магистраль 21 с магистралью 24 сброса давления и воздух из противоперегрузочного костюма 1 стравливается в кабину.

Фильтр 5 обеспечивает отделение полезного сигнала от колебаний, вызванных вибрацией как в полете, так и при пробеге на взлете и посадке. Кнопка 8 "контроль" с потенциометром 9 предназначены для дистанционной наземной проверки работоспособности противоперегрузочного устройства. При нажатии кнопки 8 "контроль" эталонное напряжение с потенциометра 9 через сумматор 6 и усилитель 10 подается на автомат 2 давления, который создает давление в натяжном устройстве противоперегрузочного костюма 1.

Использование сигнала скорости нарастания положительной продольной перегрузки позволяет не только создавать дополнительное давление в натяжном устройстве противоперегрузочного костюма 1 в зависимости от скорости нарастания перегрузки, но и обеспечивает форсирование (упреждение) в регулировании этого давления, снижая запаздывание процесса наддува натяжного устройства противоперегрузочного костюма относительно момента достижения перегрузкой значения 2g.

Использование сигнала боковой положительной перегрузки позволяет корректировать в большую сторону величину давления воздуха в натяжном устройстве противоперегрузочного костюма 1 при комбинированном воздействии положительных продольных и боковых перегрузок, тем самым частично компенсируется снижение переносимости перегрузок при их комбинированном воздействии.

Применение изобретения позволяет снизить вредное влияние на члена экипажа быстро нарастающих положительных продольных перегрузок, т.е. повысить переносимость указанных перегрузок за счет форсированного создания давления в натяжном устройстве противоперегрузочного костюма 1 по сигналу скорости нарастания положительной продольной перегрузки и за счет создания дополнительного давления в натяжном устройстве противоперегрузочного костюма по сигналу боковой положительной перегрузки.