專利名稱：用于減小由于風(fēng)導(dǎo)致的微粒和液體的干擾的墊子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減小通過風(fēng)導(dǎo)致的微粒物質(zhì)的干擾的墊子(mat)。所述墊子也可以用于減小通過風(fēng)導(dǎo)致的水和其它液體以及小的固體的干擾。本發(fā)明尤其涉及但是不排他地涉及適于用在具有相當(dāng)?shù)幕覊m、砂、雪或者其它微粒物質(zhì)或者水、泥或者其它液體物質(zhì)的區(qū)域中的直升機(jī)降落墊子。本發(fā)明將特別參照直升機(jī)降落墊子的示例情況進(jìn)行描述，但是必須理解本發(fā)明可以應(yīng)用到例如在裸露的沙丘、沙灘、雪地和干土的任何的起風(fēng)環(huán)境中用于控制灰塵和其它微粒。
背景技術(shù)：
灰塵和其它微粒物質(zhì)可能對旋轉(zhuǎn)翼飛行器的操作人員產(chǎn)生顯著的危險(xiǎn)。在該說明書中，“其它微粒物質(zhì)”包括砂、雪、水滴、石頭、卵石、草地、樹枝、土壤、垃圾和任何其它小且松散的對象。在起飛和降落期間，以及在靠近地面停懸期間，灰塵或者其它微粒的煙云在直升機(jī)周圍產(chǎn)生。這可能導(dǎo)致可視性的喪失，或者在灰塵或者沙石的情況下的“變暗(brownout)”，或者在雪的情況下的“白色黑暗(white out)”。微?？赡芏氯w行器的發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣吸入，導(dǎo)致過熱，并且被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的細(xì)微粒可能導(dǎo)致?lián)p壞和機(jī)械故障。微?？赡軐?dǎo)致轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子齒輪的磨損的加劇。更粗糙的空氣承載微?？赡軐?dǎo)致眼睛損傷以及對飛行器周圍的人員的其它類型的損害，以及所述區(qū)域內(nèi)其它飛行器、車輛、設(shè)備和設(shè)施可能受到損壞。
直升機(jī)降落墊子典型地從混凝土、柏油、瀝青或者另外的固體表面構(gòu)造。但是當(dāng)必須在沒有固定降落墊子的位置降落時(shí)，經(jīng)常引起灰塵和其它微粒的問題。一個(gè)解決方案是產(chǎn)生一種便攜降落墊子，這樣的便攜降落墊子典型地從鋼或者其它類型的較強(qiáng)且相對實(shí)心和重的材料制造，所述材料不太可能被直升機(jī)的下降氣流(downdraft)吹走。但是，這樣的降落墊子在四處移動(dòng)時(shí)非常笨重，并不適于快速展開。
在帶有灰塵或者含沙的表面上構(gòu)造短期直升機(jī)降落墊子的一種方式涉及將所述表面撒水。該技術(shù)的有效性依賴于可獲得足夠的水，一旦水干化，降落表面停止可用，在一些環(huán)境下這只是數(shù)分鐘的問題。更長時(shí)間的降落墊子可以使用污油、柴油或者另外的非揮發(fā)性液體產(chǎn)生，但是有效性仍然較短，必須可獲得油和柴油燃料供給源，且環(huán)境傷害是顯著的。更為環(huán)境友好的解決方案通過提供一種稱為Envirotac II或者“Rhino Snot”的產(chǎn)品，但是仍然需要在需要時(shí)可獲得供給源。
由于存在與布揮動(dòng)并被捕獲在直升機(jī)的轉(zhuǎn)子中的危險(xiǎn)，降落墊子典型地從例如帆布或者PVC防水油布的布材料形成。即使帆布、防水油布牢固地在每一側(cè)錨定，仍然可能在重型降落直升機(jī)的起落撬(skid)或者輪子撕裂帆布的危險(xiǎn)，尤其是在地面包含一些暴露的石塊時(shí)，直升機(jī)作用在帆布的撕裂的部分上的下降氣流導(dǎo)致空氣在帆布之下流動(dòng)，提升了帆布，導(dǎo)致對錨定點(diǎn)的額外的張力，并加重撕裂，伴隨的危險(xiǎn)是帆布的被撕裂部分將被捕獲在直升機(jī)的轉(zhuǎn)子中。
在一些軍事行動(dòng)中，降落墊子由鋁板(可能是織物狀，而不是剛性金屬)制造。鋁比帆布危險(xiǎn)性小，但是當(dāng)風(fēng)在墊子之下或者四處吹動(dòng)墊子或者墊子片時(shí)存在顯著的困難和危險(xiǎn)，導(dǎo)致對地面上的人的損傷以及對直升機(jī)產(chǎn)生危險(xiǎn)。
與使用柔性降落墊子相關(guān)聯(lián)的另外一個(gè)問題從直升機(jī)的下降氣流在降落墊子的邊上的效應(yīng)所引起。當(dāng)直升機(jī)的向下氣流靠近地面時(shí)，其直接指向外，這樣靠近降落墊子的邊的氣流是迅速的且?guī)缀跛?。在降落墊子的頂側(cè)上的迅速流動(dòng)的空氣具有比降落墊子的下側(cè)上的靜止空氣具有更低的壓力，這導(dǎo)致降落墊子的邊鼓翼而飛起。過去，該問題通過讓降落墊子的邊非常重這樣它們不能被氣流移動(dòng)來解決，但是這顯著地減小了降落墊子的便攜性?？蛇x地，大且重的釘用于固定降落墊子，但是這些讓墊子的便攜性變差，且設(shè)置或者收藏起來更為耗時(shí)。
美軍使用了相對輕量的臨時(shí)公路表面類型的墊子，稱為“Mobi-Mat”。Mobi-Mat主要是允許空氣通過其的聚酯網(wǎng)狀物。典型地，其儲(chǔ)存在較大的卷中，所述卷非常笨重，且在使用中，墊子通過1米的釘(peg)向下保持。標(biāo)準(zhǔn)的墊子尺寸是4.2m寬、0.4m厚、8m、12m或者20m長。8m的墊子重56.5kg，12m的墊子重84kg，20m的墊子重149kg。因此每個(gè)墊子需要兩個(gè)或者更多的人來運(yùn)載所述墊子。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于減小由于風(fēng)所導(dǎo)致的微粒物質(zhì)或者液體的干擾的墊子，所述墊子包括(a)第一層的粗網(wǎng)孔材料(coarse mesh material)；和(b)第二層的粗網(wǎng)孔材料；其中第一層相對第二層被保持在基本上固定的位置中。
具有兩個(gè)或者更多層的網(wǎng)孔材料可以使用套口(looping)、間歇縫紉、縫合或者編織來構(gòu)造，這樣多層材料看起來是單層。可以理解，這樣的材料被視為具有用于本發(fā)明的目的的兩層或者更多層。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有兩層或者更多層的粗網(wǎng)孔材料可以有效地防止墊子之下的主要微粒物質(zhì)逃逸，同時(shí)允許一些風(fēng)通過所述墊子。這減小了墊子的頂側(cè)和底側(cè)之間的壓力差異，讓墊子更可能阻止撕裂，并比從非孔形布(例如帆布)所形成的可比墊子承受更強(qiáng)的風(fēng)。此外，風(fēng)擊打墊子的表面的偏離“翻滾(tumbling)”效應(yīng)看起來是由于粗網(wǎng)孔材料的織物圖案所產(chǎn)生，將墊子推到地面上而不是產(chǎn)生“浮升(uplift)”效應(yīng)。
網(wǎng)孔材料可以是任何合適類型的材料。優(yōu)選地，網(wǎng)孔材料是具有在2mm到6mm之間的平均線跡長度(stitch length)的針織材料，第一和第二層之間的平均分開是在2mm和10mm之間。
網(wǎng)孔材料可以從任何合適的纖維形成。可以使用例如羊毛和棉線的自然纖維，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果網(wǎng)孔材料從塑料纖維形成，那么能夠?qū)崿F(xiàn)特定的所需結(jié)果。
網(wǎng)孔材料的孔隙度(porosity)、或者由孔而不是纖維形成的網(wǎng)狀物的表面面積的比例可以具有任何適當(dāng)?shù)闹?。?yōu)選地，每層網(wǎng)孔材料具有在10％和50％之間的孔隙度。
擊打墊子的風(fēng)將部分通過墊子并部分地通過所述墊子而停止，這樣墊子的順風(fēng)側(cè)的風(fēng)速相對逆風(fēng)側(cè)的風(fēng)速被削弱。優(yōu)選地，對于在50km/h上以直角引導(dǎo)到網(wǎng)孔材料上的風(fēng)，每層網(wǎng)孔材料具有在40％和80％之間的風(fēng)衰減因子。
根據(jù)本發(fā)明的另外一方面，提供了一種直升機(jī)降落墊子，其包括一個(gè)或者更多前述限定類型的墊子。所述直升機(jī)降落墊子還包括比網(wǎng)孔材料每單位更大質(zhì)量的周圍區(qū)域，第一層在周圍區(qū)域中連接到第二層。
優(yōu)選地，直升機(jī)降落墊子可以具有超過直升機(jī)的轉(zhuǎn)子跨距(rotorspan)的長度和寬度。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種減小通過風(fēng)導(dǎo)致在表面上微粒物質(zhì)的干擾的方法，包括下述步驟(a)將所述表面用墊子覆蓋，所述墊子包括第一層的粗網(wǎng)孔材料和第二層的粗網(wǎng)孔材料，第一層相對第二層被保持在基本上固定的位置中；和(b)將所述墊子在圍繞墊子的周圍的多個(gè)點(diǎn)處固定到所述表面。
本發(fā)明將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的示例形式。可以理解，這些附圖中的技術(shù)細(xì)節(jié)不是為了取代本發(fā)明的前述說明的一般性。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的墊子的部分的拐角部分中的兩層針織網(wǎng)孔材料。
圖2顯示了適于用在本發(fā)明的實(shí)施例中的針織網(wǎng)孔材料的試樣。
圖3以示意的形式顯示了結(jié)合在一起的多個(gè)墊子的可延伸布置，以根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例形成直升機(jī)降落墊子。
圖4顯示了使用在覆蓋沙地的墊子上使用直升機(jī)的下降氣流模擬的試驗(yàn)用的配置(set-up)。
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的墊子。
圖6顯示了圖5的墊子的細(xì)節(jié)。
圖7顯示了結(jié)合在一起的如圖5中所示類型的兩個(gè)墊子的細(xì)節(jié)。
圖8顯示了結(jié)合在一起的圖5中所示類型的兩個(gè)墊子的細(xì)節(jié)。
圖9顯示了當(dāng)收藏起來時(shí)根據(jù)本發(fā)明的墊子的布置。
圖10顯示了直升機(jī)沒有墊子在灰塵區(qū)域降落。
圖11顯示了在灰塵區(qū)域中，圖10的直升機(jī)降落在從根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制造的多個(gè)墊子形成的降落場上。
圖12顯示了圖11的直升機(jī)在降落場(landing pad)之上停懸在一定的距離處。
圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明的墊子中的壓痕(indentation)，所述壓痕由于直升機(jī)的起落撬(skid)所形成。
圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的墊子中的壓痕，所述壓痕由于直升機(jī)的輪子所形成。
具體實(shí)施例方式
首先參照圖1，顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于減小通過風(fēng)導(dǎo)致的微粒物質(zhì)的干擾的墊子1的剖面拐角部分。墊子包括第一層粗網(wǎng)孔材料2和第二層粗網(wǎng)孔材料3。第一層相對于第二層大體上保持在固定的位置。沿著邊設(shè)置強(qiáng)化材料4，盡管試驗(yàn)顯示這樣強(qiáng)化不是必須的。
圖2提供了另外的適當(dāng)類型的網(wǎng)孔材料的細(xì)節(jié)。優(yōu)選類型的網(wǎng)孔材料是具有平均在2mm到6mm之間的平均線跡長度的針織材料。在所示的實(shí)施例中，平均針跡長度是大約3mm。所需的網(wǎng)孔尺寸在一定程度上依賴于微粒的尺寸，更細(xì)的網(wǎng)孔尺寸適合更細(xì)微粒。針織材料比編織材料優(yōu)選，因?yàn)槿绻粋€(gè)針跡被磨破，而不太容易喪失功能，并且也因?yàn)槠涞湫偷卦试S更合適的尺寸和形狀的孔。針織結(jié)構(gòu)也大體上減小了一旦墊子受到損壞或者切割而撕裂以及發(fā)展“縱向脫散(runs)”的傾向。
第一層和第二層之間的平均間隔優(yōu)選地在2mm和10mm之間，這樣墊子主要由三維網(wǎng)形成。所述墊子包括第三和可能的另外的層，但是一方面讓風(fēng)從頂層通至底層的所需特性、另一方面從墊子之下停止微粒物質(zhì)通過所述層的所需特性之間需要權(quán)衡。太多的層的存在增加風(fēng)衰減因子至高的讓網(wǎng)孔不能有效工作的數(shù)值。
網(wǎng)孔材料可以從棉線或者另外的自然纖維制造，但是在優(yōu)選的布置中，網(wǎng)孔材料從塑料纖維形成。平滑的塑料纖維典型地比自然纖維更光滑，因此提供了更低程度的風(fēng)阻，這樣風(fēng)衰減因子被降低。
將燃料或者油或者液壓流體灑到圍繞直升機(jī)的周圍的地面并不是不常見的。因此，優(yōu)選地，從至少稍微耐燃料潑濺物、油、液壓流體、水和其它類型的瀝濾(straining)和污染的材料形成。此外，由于圍繞直升機(jī)的部件周圍產(chǎn)生的高溫的緣故，耐火性和/或者火焰阻礙性能也是非常需要的。
根據(jù)本發(fā)明的墊子能夠抵制靜電的聚集也是有利的。一種避免靜電的方式涉及將墊子電學(xué)接地，例如通過將墊子固定到地面的金屬釘和/或者橫過墊子的金屬線。
根據(jù)本發(fā)明的墊子可以是任何合適的顏色。在一個(gè)優(yōu)選的布置中，墊子的顏色與周圍的地形相似，例如用于沙漠條件下的沙土色和用于草地的綠色。在另外的布置中，墊子與地線顏色是成對比色，這樣其可以容易地從空中定位。在另外的布置中，墊子在一側(cè)是一種顏色，在另外一側(cè)是不同的顏色。
網(wǎng)孔材料的孔隙度，或者由孔而不是纖維形成的網(wǎng)狀物的表面面積的比例優(yōu)選地在10％和50％之間。在圖2中所示的實(shí)施例中，孔隙度是大約30％。
墊子的整體風(fēng)衰減因子將依賴于多個(gè)因素，包括所使用的纖維的光滑度，單個(gè)孔的尺寸(與針織材料中的針跡長度相關(guān))和各層網(wǎng)孔材料的孔隙度。所述層可以具有不同的風(fēng)衰減因子，但是優(yōu)選地對于在直角上以50km/h在網(wǎng)孔材料上引導(dǎo)的風(fēng)，各層網(wǎng)孔材料具有在40％和80％之間的風(fēng)衰減因子。
本發(fā)明的墊子適于在多種情況中使用來減小灰塵或者其它空氣承載微粒的不利效果。墊子可以用于在如前所討論的灰塵地面、沙地或者雪地上直升機(jī)的降落。也可以在例如軍營、難民營、室外比賽地點(diǎn)(音樂會(huì)、運(yùn)動(dòng)會(huì)等)的較大地面寬闊區(qū)域、動(dòng)物圍欄和干燥的灰塵條件盛行(特別是在干旱中)的其它條件中用于灰塵和空氣承載微?？刂?。
由于根據(jù)本發(fā)明的墊子的風(fēng)孔隙度的程度的緣故，不是在所有的情況下都必須將墊子固定到地面。在進(jìn)行模擬的直升機(jī)下降氣流的混凝土表面上用墊子進(jìn)行的試驗(yàn)中，即使在墊子沒有被固定到地面和即使在墊子的邊沒有通過強(qiáng)化而變得更重的情況下，在邊的周圍也沒有拍動(dòng)(flapping)。在大多數(shù)情況下，仍然需要讓墊子圍繞其周邊被固定到地面，但是固定的程度在許多情況下相對來講是最小的。
圖3顯示了直升機(jī)降落墊子的一個(gè)結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)不同的墊子已經(jīng)被結(jié)合到一起以形成一個(gè)復(fù)合墊子。該布置中的各單獨(dú)的墊子包括每單位面積大于網(wǎng)孔材料的周圍區(qū)域，兩層網(wǎng)孔材料在周圍區(qū)域中彼此結(jié)合。相鄰的墊子可以以任何合適的方式和任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)固定在一起。適當(dāng)?shù)墓潭ㄊ侄伟▽|子用繩子或者線系在一起或者綁在一起、鉤和環(huán)固定、金屬或者塑料夾子或者結(jié)，或者帳篷樁(通常頂部扁平以最小化可能與降落的直升機(jī)干涉的凸起)。有利地，相鄰的墊子(例如當(dāng)通過鉤和環(huán)固定結(jié)合時(shí))重疊邊被安置，這樣最靠近直升機(jī)降落墊子的中心的邊在相鄰的墊子的頂部上重疊，這樣從降落墊子的中心朝向所述邊移動(dòng)的向下氣流擠壓在接頭上。
直升機(jī)降落墊子的長度和寬度超過直升機(jī)的轉(zhuǎn)子的跨距(rotorspan)，理想地超過顯著的量，減小了圍繞墊子的微粒物質(zhì)被捕獲在塵云中的可能性。在圖3中所示的示例中，復(fù)合墊子尺寸是21米×21米，其包括七個(gè)更小的墊子，其中心的一個(gè)是7米×7米，另外六個(gè)每個(gè)尺寸是大約3.5米×14米。各墊子的邊可以被強(qiáng)化以允許墊子被拉緊或者被栓接到地面，盡管試驗(yàn)顯示強(qiáng)化不是必須的。各墊子是便攜的，重量大約是20-22kg，這樣總重是大約190kg。當(dāng)墊子被折疊時(shí)，它們占據(jù)了總共大約1立方米的總體積。各墊子可以存儲(chǔ)在其自身的包中，所述包可以通過一個(gè)或者兩個(gè)人舒適地提走。所有的墊子可以被存儲(chǔ)在用于儲(chǔ)存的單個(gè)手提袋(carrybag)中并被傳送以保持所述組在一起?？蛇x地，墊子可以在通過帶或者扣固定用于儲(chǔ)存和運(yùn)輸之前被折疊和/或者滾動(dòng)。
墊子可以具有較大的拉伸強(qiáng)度，并直接放在地面上。中心降落墊子可以額外地強(qiáng)化。墊子可以通過兩個(gè)人在小于30分鐘內(nèi)放置，并通過兩個(gè)人在小于1個(gè)小時(shí)內(nèi)收藏起來。這與以前的“便攜式”結(jié)構(gòu)化直升機(jī)降落場(landing pad)的需要幾天的設(shè)置時(shí)間形成比較。
各墊子的尺寸和重量尺寸可以根據(jù)墊子的尺寸和孔隙度而變化。例如，單個(gè)墊子可以重達(dá)25kg或者更多。如圖3所示的墊子的尺寸和結(jié)構(gòu)只是為了顯示的目的。多個(gè)尺寸和結(jié)構(gòu)可以根據(jù)特定的情形和要求而被使用，例如可獲得的設(shè)立時(shí)間和需要保護(hù)的水平。根據(jù)本發(fā)明的墊子例如可以小至1m×1m或者大至60m×60m。對于更大的軍用直升機(jī)，例如“黑隼(black hawks)”，整體尺寸大約為40-50m×40-50m是理想的，重載中央登陸場為12m×12m。
一個(gè)有用的結(jié)構(gòu)是由25個(gè)墊子部分(mat segment)所構(gòu)成的尺寸為100英尺×100英尺的復(fù)合墊子，每個(gè)所述墊子部分的尺寸為6.3m×6.3m，重25kg。該復(fù)合墊子可以容納更大的飛行器并對于更高的風(fēng)速給予更好的保護(hù)?？傊卮蠹s為625kg，墊子可以被6-8個(gè)人在小于1小時(shí)之內(nèi)放置，并在恰超過1小時(shí)而收藏起來。當(dāng)要求的保護(hù)減小時(shí)，或者用于鋪設(shè)墊子而可獲得的時(shí)間和人力變得更少時(shí)，可以使用不同的結(jié)構(gòu)。
在其它的結(jié)構(gòu)中，所有形成降落場的墊子可以大體上是相同的尺寸和重量，而不需要任何特定的對中心墊子的強(qiáng)化，這樣所有的墊子是可互換的，墊子的各位置可以被旋轉(zhuǎn)，這樣對于墊子的磨損量是均勻的。遭受損壞的墊子可以與未損壞的墊子互換。
在一些應(yīng)用中，降落場的方形整體結(jié)構(gòu)是適當(dāng)?shù)模辉谄渌慕Y(jié)構(gòu)中，墊子可以矩形或者任何其它適當(dāng)?shù)男螤畎仓谩?br>
盡管在圖3中所示的墊子通過釘(pegs)被固定到地面，但是可以使用多種其它的方式固定墊子。在沙質(zhì)和/或者干燥松軟的灰塵中，沙包、水囊和其它手段可以被用于將墊子(典型地它們已經(jīng)系在一起)固定地到地面。
模擬試驗(yàn)對根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的試樣墊子進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)的目的是承受與軍用直升機(jī)之下意于地面之上可比較的風(fēng)速來確定在包含的微粒中的墊子的效率。
直升機(jī)的轉(zhuǎn)子尾流的速度依賴于直升機(jī)的圓盤載荷(Disc loading)。圓盤載荷是轉(zhuǎn)子盤面積(πR2)除以直升機(jī)的毛重。作為通常的規(guī)則，直升機(jī)的下降氣流(downwash)隨著直升機(jī)的尺寸而增加。對于最大毛重為5,320kg的Sikorsky S-76C直升機(jī)，圓盤載荷為37.6kg/m2。這引起在大約45km/h的轉(zhuǎn)子平面上的下降氣流速度。當(dāng)氣流下降到直升機(jī)之下，所述氣流加速，在低于轉(zhuǎn)子之下大約一個(gè)轉(zhuǎn)子直徑的距離處，達(dá)到在轉(zhuǎn)子平面上的速度的大約兩倍，或者大約90km/h。因此，試驗(yàn)?zāi)康脑谟谶_(dá)到或者超過此風(fēng)速。
微粒被預(yù)稱重，然后均勻地分布在1.4×1.7米的區(qū)域之上。然后這被捆在位(taped in place)的墊子覆蓋。墊子然后從80cm高度通過在145mph的額定風(fēng)速上傳送的鼓風(fēng)機(jī)承受暴風(fēng)60秒。然后墊子被小心移除，微粒物質(zhì)重新獲取并稱重，來確定已經(jīng)從墊子之下轉(zhuǎn)移的物質(zhì)量。
作為控制措施和用于比較估計(jì)，在沒有墊子的情況下重復(fù)試驗(yàn)。對精細(xì)和粗微粒物質(zhì)都進(jìn)行了試驗(yàn)。常用的面粉被用作精細(xì)微粒，海沙用作粗微粒。
試驗(yàn)結(jié)果顯示在下表中
圖4顯示了試驗(yàn)的設(shè)置(set-up)。試驗(yàn)的結(jié)果顯示了，墊子對于減小空氣承載的沙和空氣承載灰塵的影響范圍(incidence)是有效的，墊子對于減小空氣承載的沙的影響范圍更為有效。
現(xiàn)場試驗(yàn)根據(jù)本發(fā)明的墊子然后使用多個(gè)不同類型的直升機(jī)來進(jìn)行試驗(yàn)，包括Bell 206B“Jetranger”，Eurocopter AS350B“Squirrel”、Bell UH-1N“Huey”、Sikorsky UH-60L“Black Hawk”和Sikorsky CH-53E“SuperStallion”。
用于墊子的結(jié)構(gòu)的類型被顯示在圖5-9中。圖5顯示了通過鉤環(huán)(hook-and-loop)類型的固定件連接到附近的墊子的墊子1。墊子1的兩側(cè)5、6具有向上朝向突出的環(huán)邊，而另外兩邊7、8具有向下朝向的鉤邊。均勻地圍繞邊分開的是D環(huán)9，所述D環(huán)9可以與相鄰的墊子上的帶10(參看圖6中的細(xì)節(jié))交互以幫助將相鄰的墊子固定在一起，它們也可以被用于將墊子的邊釘?shù)降孛妗?0自身折回，并通過鉤環(huán)類型的固定布置保持在位。
圖7、8顯示了結(jié)合在一起的兩個(gè)相鄰墊子的細(xì)節(jié)。圖8顯示了一個(gè)墊子剝回的拐角。
圖9顯示了折疊起來并用可調(diào)節(jié)長度帶保持在一起的墊子。
可以理解，所示的墊子的實(shí)施例允許墊子以對較寬種類的條件和溫度有效的方式快速展開。在典型的展開中，墊子只需要在彼此的旁邊鋪開，匹配的鉤和環(huán)擠壓在一起，外周被釘?shù)降孛妗Ｈ绻枰~外的固定，帶10可以與環(huán)9結(jié)合使用來強(qiáng)化相鄰墊子之間的結(jié)合，墊子可以從降落場的周圍偏內(nèi)的點(diǎn)處釘?shù)降孛妗?br>
與其它類型的直升機(jī)降落表面相比，所述墊子相當(dāng)更加緊湊和輕量。需要的錨定量也減小，這些因素有助于設(shè)置和扯下(tear-down)比其它類型的降落表面更快。
作為可選特征，墊子可以具有快速釋放帶，所述快速釋放帶使得能夠讓墊子從用于快速打包的固定器(anchors)卸下。
現(xiàn)場試驗(yàn)用前述的直升機(jī)來進(jìn)行。首先，一些沙被放在根據(jù)本發(fā)明的一組降落墊子之下的相對牢固表面上，Jetranger和Squirrel直升機(jī)用于進(jìn)行降落，轉(zhuǎn)動(dòng)操縱、從降落墊子起飛。在試驗(yàn)期間，沒有沙通過墊子上升，即使當(dāng)直升機(jī)靠近并圍繞墊子的周邊移動(dòng)時(shí)墊子中只有最小的運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)沙被放在墊子的頂部上時(shí)，直升機(jī)的尾流(wake)將其向下推動(dòng)通過所述墊子，對于剩余的試驗(yàn)，所述沙保持不動(dòng)。
然后使用Huey，Black Hawk和Super Stallion直升機(jī)對于軟灰塵環(huán)境進(jìn)行了進(jìn)一步的試驗(yàn)。圖10顯示了沒有使用墊子Super Stallion降落在灰塵區(qū)域中。通過直升機(jī)的下降氣流產(chǎn)生的塵暴讓其幾乎不可能看到直升機(jī)。
圖11顯示了相同的直升機(jī)降落到相同的位置中，此時(shí)具有從根據(jù)本發(fā)明的一組墊子形成的降落場。將注意到，在直升機(jī)之后可以看到一些灰塵，當(dāng)直升機(jī)靠近降落場時(shí)已經(jīng)攪動(dòng)起來；但是，可見性被極大提高，在整個(gè)降落場之上沒有灰塵。
圖12顯示了Super Stallion直升機(jī)在降落場之上的一定距離盤旋?？諝獬休d的灰塵圍繞降落場的周圍可見，但是沒有通過降落場的網(wǎng)孔。討論中的降落場被設(shè)計(jì)用于具有更小的轉(zhuǎn)子跨距的直升機(jī)。在當(dāng)前的情況下，降落場的尺寸大致等于轉(zhuǎn)子跨距的尺寸，而優(yōu)選地，降落場的尺寸至少是轉(zhuǎn)子跨距的尺寸的1.5倍。
圖13顯示了通過Huey直升機(jī)的起落撬在墊子中產(chǎn)生的凹痕。墊子之下的地面較軟且具有灰塵，墊子的柔軟的性能允許直升機(jī)的起落撬稍微下沉到地面內(nèi)而沒有導(dǎo)致對墊子的損壞。Huey直升機(jī)具有大約4噸的重量。
圖14顯示了由于Black Hawk直升機(jī)的輪子所導(dǎo)致的相似的凹痕。Black Hawk直升機(jī)具有大約6噸的重量。Super Stallion直升機(jī)具有大約20噸的重量。
本發(fā)明的墊子的柔性也給予它們對外來物體損壞的一定程度的抵抗。墊子趨于圍繞外來物體屈曲而不是撕裂。有利地，網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)減小了撕裂的危險(xiǎn)或者縱向脫散(runs)的形成，這樣墊子在被切割或者損壞時(shí)仍然被使用。
當(dāng)墊子受到損壞時(shí)，它們可以通過縫起裂口或者替換破裂的錨定點(diǎn)而相對容易地修理。墊子可以用現(xiàn)場修復(fù)工具一起提供。
進(jìn)一步的試驗(yàn)揭示了根據(jù)本發(fā)明的墊子在降落到泥濘的表面上時(shí)也是有用的。試驗(yàn)顯示水通過墊子過濾出來，但是泥主要包含在下面。通常攪動(dòng)起較深的泥的繁忙交通降落區(qū)域大體上可以通過所述墊子得到保護(hù)。
可以理解，被不背離本發(fā)明的范圍的情況下可以對前述進(jìn)行不同的改動(dòng)、增加和/或者修改。
權(quán)利要求
1.一種用于減小由于風(fēng)所導(dǎo)致的微粒物質(zhì)的干擾的墊子，所述墊子包括(a)第一層的粗網(wǎng)孔材料；和(b)第二層的粗網(wǎng)孔材料；其中第一層相對第二層被保持在基本上固定的位置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的墊子，其中網(wǎng)孔材料是具有在2mm到6mm之間的平均線跡長度的針織材料，第一和第二層之間的平均間隔是在2mm和10mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的墊子，其中網(wǎng)孔材料從塑料纖維形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的墊子，其中每層網(wǎng)孔材料具有在10％和50％之間的孔隙度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的墊子，其中對于在50km/h上以直角引導(dǎo)到網(wǎng)孔材料上的風(fēng)，每層網(wǎng)孔材料具有在40％和80％之間的風(fēng)衰減因子。
6.一種直升機(jī)降落墊子，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的墊子，還包括比網(wǎng)孔材料每單位更大質(zhì)量的周圍區(qū)域，其中第一層在周圍區(qū)域中連接到第二層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直升機(jī)降落墊子，其中所述直升機(jī)降落墊子具有超過直升機(jī)的轉(zhuǎn)子跨距的長度和寬度。
8.一種直升機(jī)降落墊子，大體上如此處參照附圖描述。
9.一種減小通過風(fēng)導(dǎo)致在表面上微粒物質(zhì)的干擾的方法，包括下述步驟(a)將所述表面用墊子覆蓋，所述墊子具有第一層的粗網(wǎng)孔材料和第二層的粗網(wǎng)孔材料，第一層相對第二層被保持在基本上固定的位置中；和(b)將所述墊子在圍繞墊子的周圍的多個(gè)點(diǎn)處固定到所述表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的減小通過風(fēng)導(dǎo)致在表面上微粒物質(zhì)的干擾的方法，其中每層網(wǎng)孔材料是從具有在2mm到6mm之間的平均線跡長度的塑料纖維所形成的針織材料，第一和第二層之間的平均間隔是在2mm和10mm之間，以及每層網(wǎng)孔材料具有在10％和50％之間的孔隙度，對于在50km/h上以直角引導(dǎo)到網(wǎng)孔材料上的風(fēng)，每層網(wǎng)孔材料具有在40％和80％之間的風(fēng)衰減因子。
全文摘要
一種減小通過風(fēng)導(dǎo)致的微粒物質(zhì)的干擾的墊子，具有第一層粗網(wǎng)孔材料，和第二層粗網(wǎng)孔材料。第一層相對于第二層被保持在基本固定的位置中。在灰塵、砂、雪、水或者其它微?；蛘咭后w能夠?qū)е聠适Э梢曅?、損壞或者磨損直升機(jī)部件以及損傷或者損害附近人員或者設(shè)備的干擾條件中，所述墊子特別適于用作直升機(jī)降落的墊子。
文檔編號E01C9/08GK1957144SQ200480039803
公開日2007年5月2日 申請日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月5日
發(fā)明者西蒙·彼得·萊特里, 沃倫·拉施蘭·麥格雷格, 格雷戈里·諾曼·彼得斯 申請人:C齒輪澳大利亞有限公司