RU2677802C2

RU2677802C2 - Rocket pack

Info

Publication number: RU2677802C2
Application number: RU2016143000A
Authority: RU
Inventors: Леонид Александрович Михайлишин; Архип Сергеевич Сержантов; Владимир Васильевич Яковлев
Original assignee: Леонид Александрович Михайлишин; Архип Сергеевич Сержантов; Владимир Васильевич Яковлев
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2019-01-21
Also published as: RU2016143000A; RU2016143000A3

Abstract

FIELD: aviation equipment.SUBSTANCE: invention relates to aviation technology and can be used for descending from buildings and structures. Rocket pack consists of a frame with a tethered system to which the cylinders are fastened with a reserve of the working medium mounted on top of the hinged fastening of the exhaust nozzles with manual control. Rocket pack provides for the design of the supply of working fluid to the exhaust nozzles from a ground source. Compressed air is used as working medium. Satchel can be additionally equipped with an airbag and a parachute.EFFECT: technical result of the invention is to improve the reliability of the device, ensuring emergency rescue of high-rise buildings and structures.1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для перелетов на небольшие расстояния или спуска с высоты любого здания или сооружения на землю и использовано в интересах МЧС (министерство по чрезвычайным обстоятельствам) или других ведомств для спасения людей из горящих высотных зданий и сооружений, или при других форсмажорных обстоятельствах для экстренной эвакуации.The invention relates to aircraft and can be used for flights over short distances or for descending from a height of any building or structure to the ground and is used in the interests of the Ministry of Emergencies (the Ministry of Emergency Situations) or other departments to save people from burning tall buildings and structures, or other force majeure circumstances for emergency evacuation.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство ракетного ранца "Bell Rocket Belt" (патент США № 3243144, 1966г.), которое состоит из каркаса с привязной системой, к которому крепятся баллоны с запасом рабочего тела (перекись водорода H₂O₂) и сжатого азота, сверху установлено шарнирное крепление системы выхлопных сопел, которое имеют ручное управление. Описанное устройство принято за прототип изобретения.The closest to the claimed technical solution in terms of technical nature and the technical result achieved is the device of the Bell Rocket Belt rocket pack (US patent No. 3243144, 1966), which consists of a frame with a tethered system to which cylinders with a supply of working fluid are attached (peroxide hydrogen H ₂ O ₂ ) and compressed nitrogen, the hinged mounting of the exhaust nozzle system, which have manual control, is installed on top. The described device is taken as a prototype of the invention.

Ракетный ранец поднимает пилота с помощью тяги двух реактивных двигателей, которые используют в качестве рабочего тела продукты каталитического разложение перекиси водорода. Для получения продуктов разложения перекись водорода пропускается через катализатор. Реактивные двигатели закреплены в сферическом подвесе и могут изменять направление тяги с помощью ручного управления.A rocket pack raises the pilot using the thrust of two jet engines that use the products of the catalytic decomposition of hydrogen peroxide as a working fluid. To obtain decomposition products, hydrogen peroxide is passed through the catalyst. Jet engines are fixed in a spherical suspension and can change the direction of thrust using manual control.

Недостатком прототипа является применение агрессивного и пожароопасного вещества, перекись водорода (H₂O₂), которое находится в баллонах под большим давлением, причем продукты разложения вода и свободный кислород имеют температуру около 700°C и также являются пожароопасным соединением. Ракетный ранец имеет большую стоимость изготовления и эксплуатации, так как перекись водорода и катализатор в виде серебряных пластин с покрытием из соединений самария стоят очень дорого. Хранение перекиси водорода требует соблюдения специальных противопожарных мероприятий.The disadvantage of the prototype is the use of aggressive and flammable substances, hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ), which is in high pressure cylinders, and the decomposition products of water and free oxygen have a temperature of about 700 ° C and are also a fire hazardous compound. A rocket pack has a high manufacturing and operating cost, since hydrogen peroxide and a catalyst in the form of silver plates coated with samarium compounds are very expensive. Storage of hydrogen peroxide requires special fire precautions.

Технической задачей изобретения является создание недорого, надежного и безопасного средства для полета в атмосфере на небольшие расстояния и на небольшой высоте для индивидуального пользования.An object of the invention is to provide an inexpensive, reliable and safe means for flying in the atmosphere over short distances and at low altitude for individual use.

Поставленная задача решена следующим образом: ракетный ранец состоит из каркаса с привязной системой, к которому крепятся баллоны с запасом рабочего тела (перекись водорода H₂O₂) и сжатого азота, сверху установлено шарнирное крепление системы выхлопных сопел, которое имеют ручное управление, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используется сжатый воздух, для стабилизации снижения применяется парашют типа параплан с принудительным раскрытием, также для безопасного приземления используется надувная подушка безопасности, предусмотрена конструкция подачи рабочего тела в реактивные двигатели от наземного источника сжатого воздуха, Конструкторские решения, примененные в изобретении обеспечивают трехкратное резервирование безопасности при приземлении с любой высоты.The problem is solved as follows: a rocket pack consists of a frame with a tethered system, to which cylinders with a supply of a working fluid (hydrogen peroxide H ₂ O ₂ ) and compressed nitrogen are attached, a hinged mounting of the exhaust nozzle system is installed on top, which have manual control, characterized in that compressed air is used as a working fluid, a parachute of the type with a forced opening is used to stabilize the decline, an airbag is also used for safe landing, pre will provide the working fluid supply design in jet engines from a terrestrial source of compressed air, Design solutions used in the invention provide triple redundancy safety when landing at any height.

На фиг. 1 изображено практическое применение прототипаIn FIG. 1 shows the practical application of the prototype

На фиг. 2 изображена компоновка прототипаIn FIG. 2 shows the layout of the prototype

На фиг. 3 изображена схема ранца пневматическая принципиальнаяIn FIG. 3 shows a schematic diagram of a knapsack pneumatic principle

На фиг. 4 положение агрегатов ранца в исходном состоянииIn FIG. 4 position of knapsack aggregates in the initial state

На фиг. 5 положение агрегатов ранца перед приземлениемIn FIG. 5 position of knapsack aggregates before landing

На фиг. 6 положение сопел и рычагов управления при развороте вправоIn FIG. 6 position of nozzles and control levers when turning right

На фиг. 7 положение сопел и рычагов управления при полете впередIn FIG. 7 position of nozzles and control levers when flying forward

Суть изобретения заключается в том, что принципиальная схема пневмосистемы состоит из: зарядного штуцера поз. 1 и крана поз. 2 фиг. 3 через которые сжатый воздух попадает через обратные клапаны поз. 19 в баллоны высокого давления поз. 5, через отсечные клапана поз. 22 и обратные клапана поз. 18 воздух проходит через запорный кран поз. 7 и редуктор высокого давления поз. 8 в промежуточный накопитель поз. 11. На коллекторе, соединяющим баллоны расположены: кран стравливания поз. 3, предохранительный клапан высокого давления поз. 4 и манометр поз. 6, после редуктора высокого давления расположен предохранительный клапан промежуточного давления поз. 9, далее воздух попадает в редуктор рабочего давления поз. 10, из редуктора рабочего давления воздух попадает в золотниковые регуляторы расхода поз. 20, которые имеют ручной привод поз. 21, в зависимости от поворота которого, изменяется площадь проходного сечения золотникового регулятора, в магистрали рабочего давления предусмотрен предохранительный клапан поз. 23. Воздух с рабочим давлением проходит через поворотные сопла поз. 14 и поз. 15. При работе от наземного источника давления воздух напрямую проходит из штуцеров поз. 17 через быстроразъемные соединения поз. 16 и далее на золотниковые регуляторы поз. 20.The essence of the invention lies in the fact that the circuit diagram of the pneumatic system consists of: a charging connector pos. 1 and crane pos. 2 of FIG. 3 through which compressed air enters through the check valves pos. 19 to high-pressure cylinders pos. 5 through the shut-off valves pos. 22 and check valves pos. 18 air passes through the shut-off valve pos. 7 and high pressure reducer pos. 8 to the intermediate drive pos. 11. On the manifold connecting the cylinders are located: bleed valve pos. 3, high pressure relief valve pos. 4 and manometer pos. 6, after the high pressure reducer, an intermediate pressure relief valve pos. 9, then air enters the working pressure reducer pos. 10, from the pressure reducer, the air enters the spool flow regulators pos. 20, which have a manual drive pos. 21, depending on the rotation of which the flow area of the slide valve changes, the safety valve pos. 23. Air with working pressure passes through the rotary nozzles pos. 14 and pos. 15. When working from a ground pressure source, air directly passes from the fittings pos. 17 via quick couplings pos. 16 onwards on slide valves pos. twenty.

Суть изобретения заключается в том, что конструкция ранца состоит из пневмоцилиндров поз. 22 фиг. 4 (правый и левый), качалок поз. 23 и поз. 24, поворотных ручек привода золотниковых регуляторов расхода поз. 25, поворотных сопел поз. 15. Качалки поз. 23 и поз. 24 (правая и левая) соединены с поворотными штангами поз. 26 и поз. 27, к которым крепится стабилизирующий парашют поз. 28 (положение убран), комплект цилиндрических баллонов поз. 5, скрепленный в единый каркас служит основанием для крепления поворотных рычагов поз. 31, причем поворотные рычаги соединены с соплами и имеют возможность вращаться в узлах подвески на каркасе поз. 25 фиг. 4. Для удобства транспортировки по земле предусмотрены колеса поз. 30. На фиг. 4 показано исходное положение, на фиг. 5 показано рабочее положение агрегатов в процессе приземления, где штанги поз. 26 и поз. 27 (правая и левая) поддерживают в раскрытом положении стабилизирующий парашют поз. 32, подушка безопасности в надутом положении поз. 33, при применении ранца пилот расположен на специальном сиденье поз. 29 фиг. 4 и зафиксирован привязной системой стандартного типа.The essence of the invention lies in the fact that the design of the satchel consists of pneumatic cylinders pos. 22 of FIG. 4 (right and left), rocking pos. 23 and pos. 24, the rotary knobs of the drive spool flow control pos. 25, rotary nozzles pos. 15. Rocking pos. 23 and pos. 24 (right and left) are connected to the rotary rods pos. 26 and pos. 27, to which the stabilizing parachute poses. 28 (position removed), set of cylindrical cylinders, pos. 5, fastened in a single frame serves as the basis for fastening the rotary levers pos. 31, and the pivoting levers are connected to the nozzles and have the ability to rotate in the nodes of the suspension on the frame pos. 25 of FIG. 4. For convenience of transportation on the ground wheels pos. 30. In FIG. 4 shows the initial position, in FIG. 5 shows the operating position of the units during the landing process, where the rods pos. 26 and pos. 27 (right and left) support the stabilizing parachute pos. 32, airbag inflated pos. 33, when using a knapsack, the pilot is located in a special seat pos. 29 of FIG. 4 and is fixed by a standard-type tethered system.

Конструкция работает следующим образом: сжатый воздух через штуцер зарядки поз. 1 и кран поз. 2 фиг. 3 заполняет комплект цилиндрических баллонов поз. 5 фиг. 3, фиг. 4, обратные клапана поз. 18 и 19 фиг. 3 препятствуют утечкам воздуха из баллонов при аварийной разгерметизации одного из них, давление зарядки контролируется по манометру поз. 6 фиг. 3, предохранительный клапан поз. 4 фиг. 3 обеспечит зарядку в пределах эксплуатационного давления. Давление зарядки может быть в пределах от 50кг/см² до 300кг/см², в зависимости от материала баллонов. Перед применением необходимо открыть кран поз. 7 фиг. 3, контролировать давление по манометру поз. 12 фиг. 3, воздух поступает баллон накопитель поз. 11 фиг. 3 через редуктор поз. 8, предусмотрен предохранительный клапан поз. 9 фиг. 3, далее воздух проходит через редуктор рабочего давления поз. 10 фиг. 3 поступает в правую и левую магистрали на золотниковые регуляторы расхода поз. 20 и далее в выхлопные сопла поз. 14 и поз. 15 фиг. 3. Ручки привода золотниковых регуляторов поз. 21 фиг. 3, фиг. 4 позволяют менять расход воздуха, а значит и давление на срезе поворотных сопел. Сжатый воздух может поступать в сопла или из баллонов или через быстроразъемные соединения поз. 16 фиг. 3 из шлангов поз. 17. Для применения ранца пилот выкатывает его на ровную площадку например крышу или балкон, занимает место в сиденье, закрепляет привязную систему и поворачивает регуляторы поз. 21 фиг. 4 на максимальный расход, реактивная сила сопел поднимает ранец, пилот параллельно поворачивая рычаги поз. 31 фиг. 4 имеет возможность перемещаться вперед или назад согласно фиг. 7, при повороте рычагов в разные стороны происходит разворот относительно вертикальной оси, согласно фиг. 6. После удаления от постройки пилот включает пневмоцилиндры поз. 22 фиг. 4, которые поворачивают качалки поз. 23 и 24 (правую и левую), которые связаны со стойками поз. 26 и поз. 27 фиг. 4, происходит раскрытие парашюта поз. 32 фиг. 5, так как стойки парашюта крепятся к поворотным рычагам поз. 31, то поворачивая рычаги можно управлять наклоном парашюта или его перекосом, т.е. управлять снижением вперед и назад или вправо и влево, после раскрытия парашюта надувается подушка безопасности поз. 33 фиг. 5. При старте с земли воздух от компрессора подается через шланги поз. 16 фиг. 3 и быстро разъемные соединения поз. 17 фиг. 3, при этом необходимо, чтобы давление компрессора было выше рабочего давления от баллонов, при этом обратный клапан регулятора рабочего давления перекроет расход от баллонов, управления при подъеме аналогично как при спуске, положение парашюта - убран, подушка безопасности - убрана фиг. 6 и фиг. 7. При подъеме выше длины шлангов происходит расцепка по стыку быстро разъемных соединений поз. 16, воздух в сопла начинает поступать из баллонов, пилот раскрывает парашют и приводит в рабочее положение подушку безопасности, дальнейший спуск описан ранее.The design works as follows: compressed air through the charge connector pos. 1 and tap pos. 2 of FIG. 3 fills a set of cylindrical cylinders pos. 5 of FIG. 3, FIG. 4, check valves pos. 18 and 19 of FIG. 3 prevent air leaks from the cylinders during emergency depressurization of one of them, the charging pressure is controlled by the manometer pos. 6 of FIG. 3, safety valve pos. 4 of FIG. 3 will provide charging within operating pressure. Charging pressure can be in the range from 50kg / cm ² to 300kg / cm ² , depending on the material of the cylinders. Before use, open the valve pos. 7 of FIG. 3, control the pressure on the pressure gauge pos. 12 of FIG. 3, air enters the cylinder storage pos. 11 of FIG. 3 through the gear pos. 8, a pressure relief valve pos. 9 of FIG. 3, then the air passes through the working pressure reducer pos. 10 of FIG. 3 enters the right and left lines to the spool flow control pos. 20 and further into the exhaust nozzles pos. 14 and pos. 15 of FIG. 3. Knobs for actuating slide valves pos. 21 of FIG. 3, FIG. 4 allow you to change the air flow, and hence the pressure at the cutoff of the rotary nozzles. Compressed air can enter the nozzles either from cylinders or through quick-release couplings pos. 16 of FIG. 3 of hoses pos. 17. To use the knapsack, the pilot rolls it onto a flat area such as a roof or balcony, takes a seat in the seat, fastens the harness and turns the adjusters pos. 21 of FIG. 4 at maximum flow rate, the jet force of the nozzles raises the satchel, the pilot simultaneously turning the levers pos. 31 of FIG. 4 has the ability to move forward or backward according to FIG. 7, when the levers are rotated in different directions, a turn occurs relative to the vertical axis, according to FIG. 6. After removal from the building, the pilot turns on the pneumatic cylinders pos. 22 of FIG. 4, which rotate the rocking pos. 23 and 24 (right and left), which are associated with the racks pos. 26 and pos. 27 of FIG. 4, the parachute opens. 32 of FIG. 5, since the parachute racks are attached to the rotary levers pos. 31, then turning the levers can control the inclination of the parachute or its skew, i.e. control the decrease forward and backward or to the right and left; after the parachute is opened, the airbag poses. 33 of FIG. 5. When starting from the ground, air from the compressor is supplied through hoses pos. 16 of FIG. 3 and quick detachable connections pos. 17 of FIG. 3, it is necessary that the compressor pressure be higher than the working pressure from the cylinders, while the check valve of the working pressure regulator will block the flow from the cylinders, control when lifting is the same as during descent, the position of the parachute is removed, the airbag is removed from FIG. 6 and FIG. 7. When rising above the length of the hoses, uncoupling at the junction of the quickly detachable joints pos. 16, air begins to flow into the nozzles from the cylinders, the pilot opens the parachute and puts the airbag in working position, the further descent is described earlier.

Техническим результатом является создание надежной и недорогой системы аварийного спасения из высотных зданий и сооружений любой высоты при трехкратном резервировании безопасного приземления, причем парашют и подушка безопасности дублируют основную систему, где тяга, равная весу ранца и пилота создается за счет реактивного выхлопа.The technical result is the creation of a reliable and inexpensive emergency rescue system from high-rise buildings and structures of any height with triple redundancy of safe landing, with a parachute and airbag duplicating the main system, where thrust equal to the weight of the knapsack and pilot is created by jet exhaust.

Изобретение позволяет оснастить системами спасения всех жителей высотных домов и всех работников высотных сооружений, стоимость ранца при массовом серийном производстве не превысит 2-3 тысяч евро. Ранец не требует особых условий хранения, не занимает много места, не влияет на экологическую обстановку и не требует специального обслуживания. Возможно применение ранца в парках культуры и отдыха, пляжах в качестве аттракциона, тем самым все желающие могут усовершенствовать навык пилотирования. Освоить навыки пилотирования ранца можно будет в специальных или мобильных центрах обучения, оснащенных специальными тренажерами, навыки управления ранцем не сложнее езды на велосипеде.The invention allows to equip rescue systems for all residents of high-rise buildings and all workers of high-rise buildings, the cost of a satchel in mass mass production will not exceed 2-3 thousand euros. The satchel does not require special storage conditions, does not take up much space, does not affect the environmental situation and does not require special maintenance. It is possible to use the knapsack in the parks of culture and recreation, beaches as an attraction, thereby everyone can improve the piloting skill. It will be possible to master the skills of piloting a knapsack in special or mobile training centers equipped with special simulators; the skills of managing a knapsack are no more complicated than riding a bicycle.

Claims

The rocket pack consists of a frame with a tethered system, to which cylinders with a supply of working fluid are mounted, mounted on top of the hinged mount of the exhaust nozzle system, which have manual control, characterized in that the rocket pack has a design for supplying the working fluid - compressed air to the exhaust nozzles ground source.