[发明专利]飞行器乘员保护系统

说明书

技术领域

本公开文本总体上涉及飞行器安全系统，包括具有用于飞行器的碰撞衰减系统的安全系统。

背景技术

目前，在汽车工业中，内部安全气囊用于在占有体积内以减轻乘客的伤害。类似地，外部安全气囊已经被用于减少空中和空间飞行器的制动负载，例如在与地面或水面接触之前，脱离舱。例子包括NASA火星流浪者和General Dynamics/Grumman F-111的乘员舱。

在撞击过程中，安全气囊中的气体必须被排出以防止气体加压和随后的再次扩张(可导致乘员向后加速)。这种效应通常被称为弹回。此外，气体可被排出以防止过加压，过加压可导致安全气囊失效。举例来说，排出可通过分离的排气孔或通过至少形成气囊的皮的一部分的多孔薄膜完成。

现有的外部气囊系统的一个不足在于其不能防止具有向前和/或侧向速度的飞行器在与坚硬的表面撞击时的撞击后向前翻滚，或“翻倒”。例如，参考图1a-1e，从a-e示出了装配有现有的外部气囊系统12的飞行器10在碰撞过程期间的不同时间点。碰撞过程包括图1a和1b中的飞行器10具有向前和向下的速度。在图1b中，气囊系统12恰当地展开其气囊14，但由于图1d和1e示出的飞行器10的向前翻滚仍然导致严重的损坏。因此，仍然需要改进外部气囊系统，尤其是改进具有外部气囊系统的飞行器的向前翻滚稳定性。

附图说明

为了更加全面地理解本公开文本，包括其特征和优点，现在结合附图参考详细说明书，附图中：

图1a-1e示出了具有现有的外部气囊系统的直升机的碰撞过程；

图2是具有外部气囊系统的直升机的立体图；

图3是与图2中的外部气囊系统一起使用的气囊的立体图；

图4a-4c分别是全开、部分打开、闭合配置下的排气阀的横截面视图；

图5是图4a-4c中排出板的示图；

图6是图2中示出的直升机的框图；

图7是示出了图2中的直升机的碰撞衰减系统的运行的框图；

图8示出了直升机和打开排气区域的空速之间的示例性数据的图表；

图9a-9d示出了具有根据本公开文本的外部气囊系统的直升机的碰撞过程；

图10示出了本公开文本的外部气囊系统的气囊的横截面视图；

图11示出了具有替代外部气囊系统的直升机的立体图；

图12示出了乘员保护系统的框图；

图13示出了图12中的乘员保护系统的更详细实施方式的框图；

图14示出了用于碰撞衰减系统的排气系统的部分俯视图；

图15示出了图14的排气系统的第一实施方式的部分侧视图；

图16示出了图14的排气系统的第二实施方式的部分侧视图；

图17示出了图14的排气系统的排气通道的横截面侧视图，并示出了用于排气系统的排气阀的第一实施方式；及

图18示出了图14的排气系统的排气通道的横截面侧视图，并示出了用于排气系统的排气阀的第二实施方式。

具体实施方式

本公开文本为飞行器提供了多个安全改进，包括用于飞行器的冲击探测系统、即将发生的碰撞检测系统和可扩张碰撞衰减系统。

可扩张碰撞衰减系统可包括在冲击前扩张并在冲击时可控的排气的气囊，从而防止飞行器向前翻滚。该系统可用在许多不同类型的飞行器上，例如：直升机、固定翼飞行器和其他飞行器，特别是旋翼飞行器。该系统通过基于感知的碰撞条件提供排气阀的自动控制对现有技术加以改进，由此有效地转移冲击压力的中心并防止飞行器向前翻滚。

图2示出了根据本公开文本的具有碰撞衰减系统的直升机100。直升机100包括机身102和尾桁104。转子106提供直升机100飞行的升力和推进力。飞行员坐在机身102前部的座舱108中，起落橇110从机身102的下部延伸以将直升机100支撑在坚硬表面上，例如地面。

转子106或转子106的驱动系统的故障可迫使直升机以比期望值高的速率从高处下降。如果在与地面或水面撞击时，速率极高，则直升机100的乘员可能受伤，并且由于施加到直升机100上的减速力，直升机100可被严重损坏。为了降低这些力，包括有可扩张的、无孔的气囊112、114的气囊组件111安装在机身102之下。尽管图中未示出，然而气囊112、114以未扩张状态保存，并在碰撞衰减控制系统(下文描述)的控制下扩张。