基本信息
- 项目名称：
- 直升机应急逃生系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本课题组研究并设计了一种基于直-9系列直升机的应急逃生系统。当直升机遇到紧急情况，须弃机逃生时，飞行员启动本装置，通过抛舱门-固定人、弹座椅、弹射伞、速开伞等过程实现安全着陆。系统的主要组成为：舱门定向抛离模块、座椅弹射模块、射伞模块、快速开伞模块、人-椅固定与分离模块等。该项目首次提出了将侧面双向弹射与迅速开伞有机结合的直升机逃生系统设计思路，填补了单旋翼和双旋翼均适用的直升机逃生系统研究空白。
- 详细介绍：
- 由于直升机结构特殊、飞行环境复杂，导致其事故率明显高于固定翼飞机。目前，直升机普遍采用被动吸能式防护措施，但其有效作用高度较低，另外，仅卡-50/52采用了炸旋翼、炸机顶、向上弹的主动逃生方式，但该方式存在适用机型少，爆炸碎片威胁大等不足。为此，课题组提出侧面双向弹射的离机方式，结合快速开伞模块实现安全逃生。 所设计的逃生流程为：当直升机遇到紧急情况，必须弃机逃生时，飞行员启动本装置，通过抛舱门-固定人、弹座椅、弹射伞和速开伞等过程实现安全逃生。 在基本参数设计计算、弹射筒设计计算、人-椅重心分析、舱外人体运动学分析与试验的基础上，设计了该系统，其主要组成为：舱门定向抛离模块、座椅弹射模块、射伞模块、快速开伞模块、人-椅固定与分离模块等。 创新点：首次提出并设计了将侧面双向弹射与迅速开伞有机结合的直升机逃生思路；可同时实现两人安全逃生，并完成低空快速开伞、安全着陆。填补了单旋翼、双旋翼同时适用的直升机逃生系统研究空白。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 1、目的： 提高直升机飞行员紧急情况下的生存几率。 2、基本思路： 当遇到紧急情况，直升机飞行员必须弃机逃生时，启动装置，通过抛舱门-固定人、弹座椅、弹射伞和速开伞等过程实现人员的安全逃生。 3、主要创新点： （1）首次提出了将侧面双向弹射与迅速开伞有机结合的直升机逃生系统设计思路，填补了单旋翼和双旋翼均适用的直升机逃生系统研究空白。 （2）首次提出并设计了直升机的侧面双向弹射系统，可同时将两人迅速弹出螺旋浆击伤半径之外，为张伞提供时间和空间保证。 （3）设计了弹射救生伞及迅速开伞模块，可完成低空快速开伞、安全着陆，尤其使武装直升机在主要作战高度（50—100m）的安全逃生成为可能。 4、技术关键： （1）逃生流程与基本参数的设计计算 （2）弹射筒的装药类型选择、装药量计算、燃烧规律研究、人-椅运动建模、弹射筒内弹道学基本方程计算等 （3）侧面双向弹射模块的设计 （4）侧向弹射阶段人体安全防护设计 （5）舱外人体运动学分析 （6）迅速开伞模块设计 5、主要技术指标： 该逃生系统的基本参数理论计算值分别为： 弹射出舱的瞬时速度16m/s、弹射行程1.1m、 弹射峰值加速度16g；系统总响应时间2~3秒、安全逃生高度50m以上。
科学性、先进性
- 目前，直升机普遍采用“被动式吸能结构”提高其抗坠撞能力，但其有效作用高度低。 此外，仅有俄罗斯卡-50/52通过炸旋翼、炸舱盖、向上弹座椅的方式实现主动逃生。其主要不足是响应时间长，爆炸碎片形成较大范围的安全威胁，且该系统仅适用于共轴双旋翼机型。 针对以上现状，本课题通过对现有直升机座椅和舱门的改进设计，在紧急情况下，能够迅速抛开两侧舱门，为逃生开辟通道；利用“侧面双向弹射模块”将两人分别从两侧弹出，待逃离旋翼的击伤半径后，经向上“弹射伞”与“速开伞”实现人员低空安全逃生。 技术特点： 1.可实现直升机飞行员的50m低空安全逃生 2.首次提出并设计了“侧面双向座椅弹射模块” 3.射伞与快速开伞结合，确保着陆安全 显著进步： 1.拓展了“主动式逃生”方式 2.填补了同时适用于单旋翼与双旋翼直升机应急逃生系统的研究空白 3.首创了迅速、可靠的“侧面双向人椅弹射系统” 4.“救生伞弹射及速开装置” 实现了低空安全缓降
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型，现场演示，图片，录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点： 1.对原有直升机结构改动小：仅需对直升机舱门、座椅等部分进行适应性改造； 2．“侧面双向人椅弹射模块”可实现双人从两侧安全迅速逃离机舱，到达螺旋浆安全威胁范围以外； 3.“射伞枪”能主动将救生伞抛向高空，减少人员自由降落距离； ４．“速开式救生伞”能迅速张开，减少开伞时间，争取逃生时间； ５．与现有俄罗斯K-50、K-52直升机配备的逃生系统相比，该作品具有响应时间短，适用的高度范围大，对友机安全威胁小等特点。 适应范围和推广前景： 该系统以目前我国装备数量最大的直-9系列直升机为平台，亦可适用于其他单旋翼、双旋翼直升机。 效益预测： 1．该系统的应用将有效提高直升机紧急情况下飞行员、乘员的生存能力； 2．该系统能有效提高我军陆航部队的战场生存能力，提升战斗保障力。
同类课题研究水平概述
- 直升机救援技术是困扰航空界多年的难题。这是由直升机的特殊结构和工作原理决定的。主要体现在： 1.直升机具有高速旋转的主旋翼，从直升机上部逃生困难大； 2.直升机飞行高度较低，飞行环境复杂，逃生系统响应时间有限； 因此，直升机救援技术发展相对缓慢。 当前普遍采用加装液压缓冲装置，使用可变形双层机体结构，改进飞行员座椅等方式来被动吸收能量。其有效作用高度较低，五十米以上空域机组人员生存率低。 另一种逃生方式是俄罗斯卡-50/52采用的主动逃生装置。该系统首先由爆炸螺栓爆掉主旋翼，然后抛掉特殊设计的整体式直升机顶盖，最后启动K-37弹射器将飞行员弹射到安全高度后打开降落伞。 该主动弹射装置存在如下不足： 1. 逃生过程响应时间较长（约为4秒），低空适应性不好； 2. 爆炸产生的旋翼碎片对周围150m范围内构成巨大威胁，不适合机群使用； 3. 该系统仅适用于共轴双旋翼直升机，适用范围有限。
