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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 直升機(jī)應(yīng)急逃生系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本課題組研究并設(shè)計(jì)了一種基于直-9系列直升機(jī)的應(yīng)急逃生系統(tǒng)。當(dāng)直升機(jī)遇到緊急情況，須棄機(jī)逃生時(shí)，飛行員啟動(dòng)本裝置，通過(guò)拋艙門(mén)-固定人、彈座椅、彈射傘、速開(kāi)傘等過(guò)程實(shí)現(xiàn)安全著陸。系統(tǒng)的主要組成為：艙門(mén)定向拋離模塊、座椅彈射模塊、射傘模塊、快速開(kāi)傘模塊、人-椅固定與分離模塊等。該項(xiàng)目首次提出了將側(cè)面雙向彈射與迅速開(kāi)傘有機(jī)結(jié)合的直升機(jī)逃生系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，填補(bǔ)了單旋翼和雙旋翼均適用的直升機(jī)逃生系統(tǒng)研究空白。
- 詳細(xì)介紹：
- 由于直升機(jī)結(jié)構(gòu)特殊、飛行環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致其事故率明顯高于固定翼飛機(jī)。目前，直升機(jī)普遍采用被動(dòng)吸能式防護(hù)措施，但其有效作用高度較低，另外，僅卡-50/52采用了炸旋翼、炸機(jī)頂、向上彈的主動(dòng)逃生方式，但該方式存在適用機(jī)型少，爆炸碎片威脅大等不足。為此，課題組提出側(cè)面雙向彈射的離機(jī)方式，結(jié)合快速開(kāi)傘模塊實(shí)現(xiàn)安全逃生。 所設(shè)計(jì)的逃生流程為：當(dāng)直升機(jī)遇到緊急情況，必須棄機(jī)逃生時(shí)，飛行員啟動(dòng)本裝置，通過(guò)拋艙門(mén)-固定人、彈座椅、彈射傘和速開(kāi)傘等過(guò)程實(shí)現(xiàn)安全逃生。 在基本參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算、彈射筒設(shè)計(jì)計(jì)算、人-椅重心分析、艙外人體運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)，其主要組成為：艙門(mén)定向拋離模塊、座椅彈射模塊、射傘模塊、快速開(kāi)傘模塊、人-椅固定與分離模塊等。 創(chuàng)新點(diǎn)：首次提出并設(shè)計(jì)了將側(cè)面雙向彈射與迅速開(kāi)傘有機(jī)結(jié)合的直升機(jī)逃生思路；可同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩人安全逃生，并完成低空快速開(kāi)傘、安全著陸。填補(bǔ)了單旋翼、雙旋翼同時(shí)適用的直升機(jī)逃生系統(tǒng)研究空白。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1、目的： 提高直升機(jī)飛行員緊急情況下的生存幾率。 2、基本思路： 當(dāng)遇到緊急情況，直升機(jī)飛行員必須棄機(jī)逃生時(shí)，啟動(dòng)裝置，通過(guò)拋艙門(mén)-固定人、彈座椅、彈射傘和速開(kāi)傘等過(guò)程實(shí)現(xiàn)人員的安全逃生。 3、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)： （1）首次提出了將側(cè)面雙向彈射與迅速開(kāi)傘有機(jī)結(jié)合的直升機(jī)逃生系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，填補(bǔ)了單旋翼和雙旋翼均適用的直升機(jī)逃生系統(tǒng)研究空白。 （2）首次提出并設(shè)計(jì)了直升機(jī)的側(cè)面雙向彈射系統(tǒng)，可同時(shí)將兩人迅速?gòu)棾雎菪凉{擊傷半徑之外，為張傘提供時(shí)間和空間保證。 （3）設(shè)計(jì)了彈射救生傘及迅速開(kāi)傘模塊，可完成低空快速開(kāi)傘、安全著陸，尤其使武裝直升機(jī)在主要作戰(zhàn)高度（50—100m）的安全逃生成為可能。 4、技術(shù)關(guān)鍵： （1）逃生流程與基本參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （2）彈射筒的裝藥類型選擇、裝藥量計(jì)算、燃燒規(guī)律研究、人-椅運(yùn)動(dòng)建模、彈射筒內(nèi)彈道學(xué)基本方程計(jì)算等 （3）側(cè)面雙向彈射模塊的設(shè)計(jì) （4）側(cè)向彈射階段人體安全防護(hù)設(shè)計(jì) （5）艙外人體運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 （6）迅速開(kāi)傘模塊設(shè)計(jì) 5、主要技術(shù)指標(biāo)： 該逃生系統(tǒng)的基本參數(shù)理論計(jì)算值分別為： 彈射出艙的瞬時(shí)速度16m/s、彈射行程1.1m、 彈射峰值加速度16g；系統(tǒng)總響應(yīng)時(shí)間2~3秒、安全逃生高度50m以上。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，直升機(jī)普遍采用“被動(dòng)式吸能結(jié)構(gòu)”提高其抗墜撞能力，但其有效作用高度低。 此外，僅有俄羅斯卡-50/52通過(guò)炸旋翼、炸艙蓋、向上彈座椅的方式實(shí)現(xiàn)主動(dòng)逃生。其主要不足是響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，爆炸碎片形成較大范圍的安全威脅，且該系統(tǒng)僅適用于共軸雙旋翼機(jī)型。 針對(duì)以上現(xiàn)狀，本課題通過(guò)對(duì)現(xiàn)有直升機(jī)座椅和艙門(mén)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，在緊急情況下，能夠迅速拋開(kāi)兩側(cè)艙門(mén)，為逃生開(kāi)辟通道；利用“側(cè)面雙向彈射模塊”將兩人分別從兩側(cè)彈出，待逃離旋翼的擊傷半徑后，經(jīng)向上“彈射傘”與“速開(kāi)傘”實(shí)現(xiàn)人員低空安全逃生。 技術(shù)特點(diǎn)： 1.可實(shí)現(xiàn)直升機(jī)飛行員的50m低空安全逃生 2.首次提出并設(shè)計(jì)了“側(cè)面雙向座椅彈射模塊” 3.射傘與快速開(kāi)傘結(jié)合，確保著陸安全 顯著進(jìn)步： 1.拓展了“主動(dòng)式逃生”方式 2.填補(bǔ)了同時(shí)適用于單旋翼與雙旋翼直升機(jī)應(yīng)急逃生系統(tǒng)的研究空白 3.首創(chuàng)了迅速、可靠的“側(cè)面雙向人椅彈射系統(tǒng)” 4.“救生傘彈射及速開(kāi)裝置” 實(shí)現(xiàn)了低空安全緩降
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 模型，現(xiàn)場(chǎng)演示，圖片，錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)： 1.對(duì)原有直升機(jī)結(jié)構(gòu)改動(dòng)?。簝H需對(duì)直升機(jī)艙門(mén)、座椅等部分進(jìn)行適應(yīng)性改造； 2．“側(cè)面雙向人椅彈射模塊”可實(shí)現(xiàn)雙人從兩側(cè)安全迅速逃離機(jī)艙，到達(dá)螺旋漿安全威脅范圍以外； 3.“射傘槍”能主動(dòng)將救生傘拋向高空，減少人員自由降落距離； ４．“速開(kāi)式救生傘”能迅速?gòu)堥_(kāi)，減少開(kāi)傘時(shí)間，爭(zhēng)取逃生時(shí)間； ５．與現(xiàn)有俄羅斯K-50、K-52直升機(jī)配備的逃生系統(tǒng)相比，該作品具有響應(yīng)時(shí)間短，適用的高度范圍大，對(duì)友機(jī)安全威脅小等特點(diǎn)。 適應(yīng)范圍和推廣前景： 該系統(tǒng)以目前我國(guó)裝備數(shù)量最大的直-9系列直升機(jī)為平臺(tái)，亦可適用于其他單旋翼、雙旋翼直升機(jī)。 效益預(yù)測(cè)： 1．該系統(tǒng)的應(yīng)用將有效提高直升機(jī)緊急情況下飛行員、乘員的生存能力； 2．該系統(tǒng)能有效提高我軍陸航部隊(duì)的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力，提升戰(zhàn)斗保障力。
同類課題研究水平概述
- 直升機(jī)救援技術(shù)是困擾航空界多年的難題。這是由直升機(jī)的特殊結(jié)構(gòu)和工作原理決定的。主要體現(xiàn)在： 1.直升機(jī)具有高速旋轉(zhuǎn)的主旋翼，從直升機(jī)上部逃生困難大； 2.直升機(jī)飛行高度較低，飛行環(huán)境復(fù)雜，逃生系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有限； 因此，直升機(jī)救援技術(shù)發(fā)展相對(duì)緩慢。 當(dāng)前普遍采用加裝液壓緩沖裝置，使用可變形雙層機(jī)體結(jié)構(gòu)，改進(jìn)飛行員座椅等方式來(lái)被動(dòng)吸收能量。其有效作用高度較低，五十米以上空域機(jī)組人員生存率低。 另一種逃生方式是俄羅斯卡-50/52采用的主動(dòng)逃生裝置。該系統(tǒng)首先由爆炸螺栓爆掉主旋翼，然后拋掉特殊設(shè)計(jì)的整體式直升機(jī)頂蓋，最后啟動(dòng)K-37彈射器將飛行員彈射到安全高度后打開(kāi)降落傘。 該主動(dòng)彈射裝置存在如下不足： 1. 逃生過(guò)程響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)（約為4秒），低空適應(yīng)性不好； 2. 爆炸產(chǎn)生的旋翼碎片對(duì)周圍150m范圍內(nèi)構(gòu)成巨大威脅，不適合機(jī)群使用； 3. 該系統(tǒng)僅適用于共軸雙旋翼直升機(jī)，適用范圍有限。
