專利名稱：墜落直升機的安全著陸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使發(fā)生故障而墜落的直升機安全著陸的系統(tǒng)。
直升機可垂直上升，再水平飛行一段距離而到達另一個目的地，然后垂直降落，這種飛機大大地改變了傳統(tǒng)飛機對跑道的限制，確實是一種理想又好用的航空運輸器。不需在事前預(yù)設(shè)跑道，只在需要用到直升機的地方有一塊小空地就能使它降落，能在緊急狀態(tài)下快速地完成運送任務(wù)。例如，強救病患、洪水災(zāi)民的急救、受限汽車道路的山林救火以及工程、軍事及多種其他行業(yè)都需要使用直升機。現(xiàn)在稱謂直升機的這種飛行航空器，是應(yīng)合理需求經(jīng)研究改進的發(fā)明產(chǎn)物，全世界各種行業(yè)都在采用。論結(jié)構(gòu)材料制造，已如同汽車一樣成為現(xiàn)代工業(yè)標準產(chǎn)品。雖然它能緩升緩降，但也會發(fā)生故障，時常聽到報導(dǎo)有直升機空難而致機毀人亡的地方消息。究其原因是人類不可能制造出絕對不會發(fā)生故障的機器及可抗拒所有惡劣氣候的直升機。本發(fā)明就是要解決這已發(fā)明半個世紀的航空器的空難問題，使它成為安全直升機。
當直升機在空中發(fā)生引擎、電力、機身機件受損或機師失去駕駛能力時，為保全機員、飛機、貨物的安全，唯一較簡單實用的方法即采用降落傘來平衡、掛吊、穩(wěn)住機身減速降落，然后在接近地面幾十公尺高度時啟動著陸減速噴氣機來使墜落速度降至一安全速度。但是，因為直升機的飛行原理，其結(jié)構(gòu)需要在機身上部設(shè)置很大的旋翼，幾乎覆蓋機身的大部分，因此沒有辦法來使用降落傘懸掛住機身，其原因是因為降落傘會被旋翼糾纏或切破而失去功能。本發(fā)明提供三種方式來克服解決這個問題，以備根據(jù)直升機的尺寸、使用功能目的、載重量設(shè)計要求的不同或商業(yè)經(jīng)濟成本的考慮來選擇采用，從而徹底解決這個重要難題。
直升機上設(shè)置有氣囊，由機身內(nèi)自備攜帶的高壓充氣機充氣，能使遇空難的直升機傘降于海面時浮在海面上等待救援。直升機的門框與門扇接合處設(shè)置管狀密封圈，它可自動充氣，也可由手動充氣裝置充氣，以在門框與門扇之間提供防泄漏接合，防止水通過連接處而滲漏進入機艙內(nèi)部。兩個長條狀可充氣氣囊安裝在直升機的兩側(cè)，它們在充氣后可保持直升機類似于一潛水艇而飄浮于水上等待救援。
機身上對外的管道如引擎的排氣管以及空調(diào)排風(fēng)口處都設(shè)有關(guān)閉閘。只有在機身頂部設(shè)置一空氣鋼管與機外空間相通。該空氣管可伸縮，類似于潛艇的潛望鏡。該空氣管的尖端具有一切割刃，用于割破可能覆蓋在機身上的降落傘。該空氣管可伸長到海浪以上的位置，用以將新鮮空氣通入直升機內(nèi)供乘客呼吸。
機腹下面相鄰于起落輪設(shè)置有著陸減速噴氣機。在直升機接近地面時，這些噴氣機可點燃而進一步降低直升機的墜落速度，以實現(xiàn)安全的著陸。噴氣機的點燃持續(xù)時間可以預(yù)先確定，使得在直升機觸及地面時燃料恰好用完，以避免發(fā)生著火。此外，機內(nèi)可導(dǎo)出防火栓噴射口朝向著陸減速噴氣機，用以降低因噴氣機點燃或其它原因引起著火的可能性。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點一、在直升機發(fā)生飛行故障時有效地避免飛機墜毀，從而大大提高了直升機飛行的安全系數(shù)，最大程度地防止機毀人亡事故的發(fā)生；二、維持現(xiàn)有的制造直升機的工業(yè)設(shè)備、材料儲存、技術(shù)工程人員及駕駛?cè)藛T，沒有造成一點浪費，促進經(jīng)濟發(fā)展；三、因為有了安全直升機的發(fā)明，使直升機會隔入人們的生活，不再視為專門行業(yè)的危險鋼鐵而疏遠。
下面參照附圖來詳細描述本發(fā)明，附圖中

圖1是應(yīng)用本發(fā)明的一直升機的正視剖視圖；圖2是沿圖1中的剖視線A-A線的中空旋翼軸的局部正視剖視圖，該中空軸中用于存放降落傘；圖3是沿圖2中的剖視線B-B的局部俯視剖視圖；圖4是該直升機的俯視圖，表示機身前后左右側(cè)用于安裝降落傘20的位置；圖5是圖4中從剖視線C-C延伸到剖視線D-D的局部切開的俯視圖，表示用于安裝四個降落傘的位置，有三個艙用于存放降落傘，有一個艙用于存放可充氣氣囊；圖6是用于使旋翼停止轉(zhuǎn)動以便降落傘展開的制動機構(gòu)的局部剖開的立視圖，當制動器作用時，旋翼的四個葉片必須保持在預(yù)定的位置；圖7是沿圖8中的剖視線E-E的局部俯視剖視圖；圖8是該直升機在旋翼軸處設(shè)置有降落傘狀態(tài)的俯視圖；圖9是沿圖8中的剖視線F-F的局部剖視圖；圖10是表示直升機左、右側(cè)的降落傘利用裝置20A和20B展開的俯視圖。
參照附圖，本發(fā)明的較佳實施例如下一、為避免旋翼糾纏住懸吊重心平衡點使直升機機體保持水平飛行狀態(tài)的巨型降落傘，直升機水平旋翼具有一中空的中心驅(qū)動軸。按照本發(fā)明，旋翼6是安裝在一大中空鋼管2的頂部，該鋼管2連接于驅(qū)動齒輪12和17用于使旋翼旋轉(zhuǎn)，如圖1、2和3所示。在主旋轉(zhuǎn)空心鋼管內(nèi)部設(shè)置一不旋轉(zhuǎn)、不負重力的中空管8。該中空管8的中心空間1用于容納主降落傘。中空管8具有一基本封閉的底部，只有一排氣口1B，通過它可將高壓空氣排入中空管8，從而一小型降落傘彈出，該小型降落傘在展開后進而將主降落傘拉出并展開。如果因重型直升機設(shè)計需要較大的空間供降落傘存放時，可去除排氣口1B的底板，將降落傘設(shè)置在直升機內(nèi)，它可由連接于主降落傘的上部小型啟開傘將整個降落傘拉出展開，從而懸吊住發(fā)生故障而墜落的直升機。
各圖中標號所表示的零部件如下標號1表示不負重力的中空管的用于存放主降落傘的中心空間，主降落傘可通過它而展開，從而懸吊直升機。
標號2表示直升機水平旋翼的旋轉(zhuǎn)軸，在其頂端設(shè)置有一接頭14用于安裝旋翼，該旋轉(zhuǎn)軸由一驅(qū)動齒輪13轉(zhuǎn)動，并由軸承16、18支承。
標號3表示齒輪箱，里面注滿潤滑機油，在環(huán)形槽15處設(shè)置橡膠密封圈。
標號4表示直升機機體橫斷面外殼，用于容納旋轉(zhuǎn)軸與齒輪箱。
標號5表示引擎。
標號6表示旋翼。
標號7表示安裝在直升機機腹處的著陸減速噴氣機，用于在直升機接近地面時啟動而降低墜落速度。
標號8表示固定中空套管，其中心空間用于存放主降落傘，并提供供降落傘抽出展開的管道。
標號9表示動力驅(qū)動軸，它通過一高速齒輪箱連接于引擎。
標號10，11，12，12R，13和17表示各連接齒輪，齒輪13設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸上，齒輪17是水平轉(zhuǎn)動齒輪。
標號18表示齒輪軸。
標號1A表示容納長條型可充氣氣囊的艙，該氣囊可由高壓空氣瓶充氣，用以保持直升機飄浮在水上等待救援。
標號7A表示可使著陸減速噴氣機的點燃滅火的滅火栓。
標號8A表示空氣管伸入和伸出直升機機體的位置，空氣管可升到海浪上方而防止水進入空氣管，同時為機艙內(nèi)供應(yīng)新鮮空氣。
標號1B表示高壓空氣入口，空氣通過它使降落傘展開到直升機外。
標號2B表示用于存放主降落傘的中空管的圓形固定底部。
標號3B表示將降落傘安裝于直升機的安裝環(huán)。
二、旋翼的制動器可操作而使旋翼停止在一預(yù)定位置，從而提供降落傘展開所需的空間。制動器的細節(jié)表示于圖4、5、6和7中。該特殊的制動機構(gòu)設(shè)計用來將旋翼葉片保持和鎖定在相同的預(yù)定靜止位置。分別位于直升機頂部前后左右側(cè)的輔助降落傘21和20處在旋翼葉片之間的空間，因而這些輔助降落傘在發(fā)生事故時可安全地展開。
為了實現(xiàn)上述特殊要求，每次施加旋翼制動器時，旋翼葉片必須被鎖定在相同的預(yù)定角度位置上。在使旋翼轉(zhuǎn)動的動力終止后，本發(fā)明該獨特的制動機構(gòu)便可工作，如圖6中所示。這里采用汽車的ABS制動系統(tǒng)的原理。在發(fā)出制動命令后，兩個半圓形的制動瓦和兩個不同的角型制動瓦先后作用于旋翼的主驅(qū)動軸，使其停止旋轉(zhuǎn)并鎖定于預(yù)定位置。驅(qū)動軸的制動部分具有一角型的上部23和一圓形的下部28。半圓形制動瓦先作用于驅(qū)動軸的圓形部分，以降低其轉(zhuǎn)速。該半圓形制動瓦通過彈簧安裝，以提供制動作用使驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速降低。然后，角型制動瓦通過另一ABS系統(tǒng)作用而徹底停止驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動，從而將驅(qū)動軸鎖定在預(yù)定的角度位置。
制動機構(gòu)的各構(gòu)件及它們的標號表示于圖4到7中，具體如下標號19表示直升機機體。
標號20表示直升機頂部上用于容納輔助降落傘的左右位置。
標號21表示直升機底部上用于容納附加的輔助降落傘的前后位置。
標號21A表示輔助降落傘與直升機機體之間的安裝。
標號22表示旋翼的驅(qū)動軸。
標號23表示驅(qū)動軸的角型制動部分。
標號24表示角型制動瓦。
標號25表示用于安裝角型制動瓦的角型金屬架。
標號26表示ABS制動系統(tǒng)的伸縮桿。
標號27表示ABS制動系統(tǒng)的伸縮桿的固定安裝基部。
標號28表示驅(qū)動軸圓形制動部分。
標號29表示半圓形制動瓦。這些制動瓦的直徑等于驅(qū)動軸的圓形制動部分的直徑。
標號30表示用于安裝制動瓦的半圓形金屬臂。
標號31表示該半圓形金屬臂的彈簧安裝桿。
標號32表示可在角型制動瓦和驅(qū)動軸之間轉(zhuǎn)動的鋼珠。
標號33表示伸縮桿26的固定延伸部分，它們與伸縮桿26一起運動。
標號34表示用于提供軟制動作用以降低驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速的高強度彈簧。
標號35表示容納主降落傘的外容納盒。
標號36表示設(shè)置在外容納盒內(nèi)的內(nèi)盒。
標號37表示將主降落傘固定于直升機的安裝環(huán)。
標號38表示位于內(nèi)盒中用于容納降落傘的艙。
標號39表示可旋轉(zhuǎn)的外容納盒與內(nèi)盒之間所設(shè)置的用以支承外容納盒的旋轉(zhuǎn)的滾珠。
標號40表示炸藥保持艙，該炸藥可產(chǎn)生氣爆來打開外容納盒和內(nèi)盒的盒蓋。
三、主降落傘安裝在驅(qū)動軸頂部的容納盒中。按照本發(fā)明，對于小型直升機，降落傘可設(shè)置在旋翼驅(qū)動軸的頂端。該設(shè)計是將降落傘設(shè)置在內(nèi)盒36中，該內(nèi)盒具有一圓形頂蓋和一圓形底座，類似于一圓形的餅干盒。在外容納盒和內(nèi)盒的頂蓋及圓形底座之間設(shè)置有滾珠，使外容納盒可以相對于內(nèi)盒轉(zhuǎn)動。內(nèi)盒的可轉(zhuǎn)動的底座45具有用于固定降落傘的安裝環(huán)，但它可以獨立于外容納盒而轉(zhuǎn)動。外容納盒安裝于驅(qū)動軸，并可直接隨其而轉(zhuǎn)動。外容納盒為內(nèi)盒提供保護。外容納盒的盒蓋正常地是由六個電磁鎖銷41鎖定在適當位置。當發(fā)生事故時，電磁鎖銷打開，同時四個炸藥裝置40被點燃而沖開外容納盒的盒蓋，由于內(nèi)盒的盒蓋連接于外容納盒的盒蓋，因而它也將被打開。通過這種方式，連接于驅(qū)動軸安裝環(huán)37的降落傘便展開。驅(qū)動電磁鎖銷的電力通過與一可轉(zhuǎn)動銅圈43相接觸的碳棒而被傳輸?shù)芥i銷。炸藥的點燃使一環(huán)形的突環(huán)將內(nèi)盒盒蓋的突出的圓形凸緣36A向上推，進而在瞬間展開內(nèi)盒中的降落傘。以此，本發(fā)明便解決了直升機在飛行過程中一旦發(fā)生故障而無法進行解救、從而導(dǎo)致機毀人亡的問題。
圖中的零部件及它們的標號如下標號41表示彈簧電磁鎖銷。
標號42表示碳棒，它與可旋轉(zhuǎn)銅圈相接觸，以將電力提供給電磁鎖銷。
標號43表示銅圈，它與碳棒相組合而將電力提供給電磁鎖銷。
標號44表示連接和輸送電力的電線，用以激發(fā)電磁鎖銷和點燃炸藥。
標號45表示內(nèi)盒的剛制底座，它連接于驅(qū)動軸，但可獨立于驅(qū)動軸而旋轉(zhuǎn)。
標號35A表示外容納盒盒蓋中的突環(huán)，其向上的沖擊運動將下方的零件36A向上推。
標號36A表示內(nèi)盒的外凸緣，它與突環(huán)35A相配合而打開內(nèi)盒蓋。
圖10中表示降落傘裝置的一個重要的考慮。它示出了當直升機機體的寬度不足以在其頂部容納左、右輔助降落傘時安裝輔助降落傘的方法。設(shè)置了兩個水平的可伸縮氣動臂。這兩個氣動臂將輔助降落傘的連接繩索向外推，從而使展開的輔助降落傘進一步向直升機機體外方撐。可伸縮氣動臂用標號20A表示。氣動臂的伸縮軸由標號20B表示，它可將輔助降落傘的連接繩索向外推。
權(quán)利要求
1.一種用于使墜落的直升機安全著陸的系統(tǒng)，包括至少一個安裝在所述直升機上并適于在發(fā)生事故時展開的降落傘；安裝在所述直升機腹部處的減速噴氣機，它適于與所述降落傘相配合而使所述直升機的墜落降低至一安全著陸速度；安裝在所述直升機左、右下側(cè)上的可充氣裝置，它適于在所述直升機墜落到水上時使所述直升機飄浮，并適于在所述直升機墜落到地面上時起緩沖作用；設(shè)置在所述直升機的門與門框之間的可充氣橡膠管，它適于在所述直升機飄浮于水面上時防止水泄漏入所述直升機。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述直升機包括一旋翼，所述旋翼安裝在一由中空鋼管制成的驅(qū)動軸上，所述驅(qū)動軸上一體地具有驅(qū)動齒輪。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括一固定的中空套管，適于容納一連接于所述直升機的主降落傘。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中空套管設(shè)置在所述旋翼的所述驅(qū)動軸內(nèi)。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括一齒輪箱，所述齒輪箱具有與所述驅(qū)動軸相連的齒輪，適于將旋轉(zhuǎn)動力傳遞給所述驅(qū)動軸。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中空套管具有一形成于其底座的高壓空氣入口，所述空氣入口適于提供高壓空氣而將所述降落傘推出所述中空套管。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括一設(shè)置在所述中空套管的所述底座處的連接環(huán)，所述降落傘通過所述連接環(huán)連接于所述直升機。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動軸具有一基本呈矩形的角型部分，它適于與一對相鄰于所述角型部分的兩相對側(cè)而設(shè)置的角型制動瓦相配合而使所述驅(qū)動軸停止在一預(yù)定的角度位置。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括兩個相鄰于所述驅(qū)動軸而設(shè)置的用彈簧安裝的半圓形制動瓦，適于在所述角型制動瓦起作用之前制動所述驅(qū)動軸的慣性旋轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角型制動瓦與所述驅(qū)動軸的所述角型部分相配合，在所述直升機飛行中發(fā)生故障時即刻將所述驅(qū)動軸鎖定在所述預(yù)定角度位置。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角型制動瓦和所述半圓形制動瓦與一ABS制動系統(tǒng)相配合。
12.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括四個設(shè)置在所述直升機的頂部上的輔助降落傘，所述輔助降落傘設(shè)置在所述驅(qū)動軸鎖定于所述預(yù)定角度位置時旋翼葉片之間的空間中。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括相鄰于所述驅(qū)動軸而設(shè)置在所述直升機頂部的前艙和后艙，適于容納兩個輔助降落傘，所述前艙和后艙中各具有一連接環(huán)用于將所述輔助降落傘連接于所述直升機，并包括設(shè)置在所述直升機的腰部的左艙和右艙，適于容納兩個附加的輔助降落傘，所述前艙、所述后艙、所述左艙和所述右艙中設(shè)置壓縮空氣入口，適于將壓縮空氣導(dǎo)入所述四個艙而將所述輔助降落傘和附加的輔助降落傘推出這四個艙。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括一安裝在所述驅(qū)動軸頂部的容納盒，適于容納所述主降落傘。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括一設(shè)置在所述容納盒內(nèi)的內(nèi)盒，連接于所述直升機的所述主降落傘容納于所述內(nèi)盒中，所述容納盒可隨所述驅(qū)動軸而轉(zhuǎn)動，所述內(nèi)盒可相對于和獨立于所述容納盒而轉(zhuǎn)動。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述容納盒包括一頂蓋，所述內(nèi)盒也包括一頂蓋。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述容納盒的所述頂蓋正常地是由多個電磁鎖銷鎖定在一關(guān)閉位置，所述內(nèi)盒中設(shè)置多個炸藥裝置，它們適于與所述電磁鎖銷的開啟相配合而打開所述容納盒的所述頂蓋，所述容納盒的頂蓋連接于所述容納盒的頂蓋，因而所述容納盒的所述頂蓋的打開也使所述內(nèi)盒的所述頂蓋同時打開。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)盒具有一連接于所述驅(qū)動軸的底部件，適于將所述主降落傘推出所述直升機。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)盒由設(shè)置在所述內(nèi)盒的所述頂蓋的頂部上的滾珠支承。
20.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括一設(shè)置在所述中空驅(qū)動軸內(nèi)的底部開口的固定套管，所述固定套管為設(shè)置在所述直升機內(nèi)的所述主降落傘形成一推出管道。
21.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括兩個分別安裝在所述直升機腹部的左、右側(cè)的可充氣氣囊。
22.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括安裝在所述直升機下部減速噴氣機。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括相鄰于所述噴氣機而設(shè)置滅火裝置。
24.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括多個安裝在所述驅(qū)動軸的所述角型部分的角處的滾珠。
25.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括一設(shè)置在所述直升機中的空氣管，所述空氣管設(shè)置在所述直升機的頂部上，適于在所述直升機墜落到水上時延伸到波浪以上而將新鮮空氣通入所述直升機。
26.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括兩個角型制動瓦，適于壓靠于所述驅(qū)動軸的所述角型部分的相對側(cè)上而使所述驅(qū)動軸停止轉(zhuǎn)動。
27.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，使用高壓空氣將所述輔助降落傘推出所述直升機。
全文摘要
一種用于使墜落的直升機安全著陸的系統(tǒng),包括:至少一個安裝在直升機上并適于在發(fā)生事故時展開的降落傘;安裝在直升機腹部處的減速噴氣機;安裝在直升機左、右下側(cè)上的可充氣裝置,適于在直升機墜落到水上時使直升機飄浮,并適于在直升機墜落到地面上時起緩沖作用;設(shè)置在直升機的門與門框之間的可充氣橡膠管,適于在直升機飄浮于水面上時防止水泄漏入直升機。本發(fā)明解決了長期以來直升機遇空難而無法解救的難題,大大提高了直升機的安全性。
文檔編號B64C25/00GK1326888SQ0112084
公開日2001年12月19日 申請日期2001年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月2日
發(fā)明者邱垂文 申請人:邱垂文