可自动变载荷吸能的直升机座椅系统的制作方法

本技术涉及一种用于直升机或其它航空器的座椅技术，尤其涉及一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统。

背景技术：

1、直升机尤其是武装直升机由于其飞行高度低，非正常接地前飞行员选择的操纵动作的反应时间短，易坠地受损，因此必须进行抗坠毁设计。直升机抗坠毁主要通过对起落架、机身、座椅及其它部件的适坠设计来实现，如采用吸能起落架、适坠机头及机身结构、抗坠毁座椅、适坠油箱等。抗坠毁座椅主要通过吸能装置来维持座椅结构的完整性，并限制从机身传到飞行员身上的载荷，从而减少飞行员在坠撞可生存事故下的伤亡。吸能装置可分为固定载荷吸能装置和可变载荷吸能装置。固定载荷吸能装置只能为第50百分位重量的飞行员提供最佳保护；对于重量重的飞行员，吸能工作载荷设置过小并有潜在的座椅与机舱地板发生二次撞击的危险；而重量轻的飞行员却可能因为吸能工作载荷设置过大，受到较大过载冲击而造成伤害。

2、现有技术公开了一种反弓形吸能结构直升机抗坠毁座椅，通过设置在座椅椅盆底部的反弓形结构吸收坠毁能量。该结构存在吸收坠毁能量不充分、座椅的座高不能调节无法满足不同百分位飞行员的眼位要求及采用固定载荷吸能装置无法根据飞行员重量调整吸能工作载荷的缺陷。

3、现有技术公开了一种扩径管式固定载荷吸能装置，通过扩张薄壁管内径吸收坠毁能量。该结构存在冲击过载不平缓及该装置无法根据飞行员重量调整吸能工作载荷的缺陷。

4、现有技术还公开了一种气囊式抗坠毁座椅，虽然气囊实现吸能作用具有对人员全方位保护的特点，但存在结构复杂、体积大、重量大等缺陷。

5、综上所述，目前使用的直升机抗坠毁座椅采用固定载荷吸能装置不能根据飞行员重量调整吸能工作载荷的缺陷；不具备防弹能力的问题；采用弹簧提供动力，纯机械升降调节及锁定方式存在调节费时费力，不能无级调节及锁定，人机功效差，对直升机乘员面对复杂战场环境下的保护不全面，未考虑变载吸能缓冲、防弹等救生需求。

技术实现思路

1、本实用新型目的是：本实用新型提供了一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，可根据飞行员的体重调整其吸能工作载荷，可为各不同百分位重量的飞行员提供等效保护，确保飞行员腰椎所承受的过载不超过人体耐受极限。

2、本实用新型技术方案是：一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，包括框架、防弹装甲椅盆、电子控制器、调节锁定机构、导轨、电动推杆和自动变载吸能装置，导轨固定在机舱地板上，框架安装在导轨上，导轨上表面有圆孔，座椅系统可操纵前后滑动及调节锁定机构在导轨上滑动并在其圆孔处锁定，防弹装甲椅盆安装在框架的活动椅腿上并通过螺栓固定，自动变载吸能装置的上端通过螺栓与框架的吸能器连接接头连接，其下端通过螺栓与安装在防弹装甲椅盆上的下接头连接，电子控制器安装在防弹装甲椅盆上，其通过电缆与自动变载吸能装置连接并实现控制，电动推杆安装在框架的上横杆和下横杆之间，调节锁定机构上设置有使其前后滑动手柄和锁定机构，前后滑动手柄安装在防弹装甲椅盆的下方，锁定机构安装在框架的主椅腿底部。所述座椅系统包括至少一个电动推杆，用以引导至少一个装甲椅盆作升降运动实现座高调节，该电动推杆为直杆式，伸缩可实现无级调节，行程可自锁。

3、上述方案中，该座椅系统还包括五点式安全带，五点式安全带包括惯性卷筒和控制手柄，其惯性卷筒安装在防弹装甲椅盆的背部，其控制手柄安装在防弹装甲椅盆的左前侧位置。

4、上述方案中，该座椅系统还包括头靠、背垫、电动推杆腰垫和座垫，头靠、背垫、电动推杆腰垫和座垫设置固定在乘员乘座时的相应位置，所述座垫采用聚氨酯泡沫和阻燃低回弹率聚乙烯泡沫的双层材料制成的发泡件，头靠(4)、背垫、电动推杆腰垫采用聚氨酯泡沫材料制成的发泡件，背垫外形设计为肩、腰两点支撑“s”形状，坐垫上翘，给飞行员大腿合适的支撑，座面与水平面的夹角为7°，背垫靠背面与坐垫座面夹角为113°，保证飞行员乘坐舒适。

5、上述方案中，所述座椅系统包括至少一个框架，框架通过导轨固定在地板上以承载所述的装甲椅盆。其中：所述框架中活动椅腿可通过衬套与主椅腿发生相对升降运动，用于调节座高；所述框架中上滑套组件及下滑套组件可在活动椅腿上实现上下运动，并预留有效的缓冲空间，用于吸能装置工作时能携带装甲椅盆及飞行员一起向下缓冲；所述框架发生相对运动位置涂固体干膜润滑剂；所述导轨与地板连接，导轨为工字梁形式，上表面有圆孔；所述前后滑动块组件与导轨上表面接触位置设有聚四氟乙烯长垫片，具有良好的滑动性能。

6、上述方案中，所述上滑套组件与活动椅腿表面接触位置分别设有聚四氟乙烯垫片及滚动轴承，具有良好的滑动性能。所述下滑套组件与活动椅腿表面接触位置设有滚动轴承，具有良好的滑动性能。所述主椅腿间距可能够根据不同型号飞机地板接口要求进行适配调整。

7、所述自动变载吸能装置至少有一个，其首先通过重量传感器测量乘坐在座椅上飞行员的有效重量信息并发出数据，电子控制器接收到有效重量数据后经过分析计算发出对应该重量乘员的蜗轮调节环需转动角度的位置信息到伺服电机，伺服电机接收指令并驱动蜗轮带动蜗轮调节环转动。随着蜗轮调节环的旋转，钢球要么向着滚压管中心的方向移动，要么背离其方向移动，从而可调节钢球在滚压管球形凹槽中的凸出量。钢球凸出量的大小决定吸能工作载荷的大小。调节工作过程中，旋转变压器实时监测角度位置信息，到达指定位置时伺服电机停止工作，进而将吸能工作载荷调整到对应飞行员有效重量的最佳工作状态。一旦发生应急着陆事故，吸能装置内的滚压管和翻卷管发生塑性变形吸收能量，此时吸能装置伸长并保证人椅可动部分以14.5g向下运动，防止飞行员腰椎受到较大的过载而造成伤害。

8、所述的防弹装甲椅盆及侧装甲均采用在碳纤维承力件的外侧粘贴防弹陶瓷面板、内侧粘贴超高分子量聚乙烯板的防弹结构，止裂布包覆粘贴在防弹陶瓷面板的外侧，所有装甲棱边均包覆压边条，保护飞行员不会被陶瓷棱边割伤。

9、上述方案中，所述座椅系统包括至少一个电动推杆，用以引导至少一个装甲椅盆作升降运动实现座高调节，该电动推杆为直杆式，伸缩可实现无级调节，行程可自锁。

10、本实用新型具有的优点和有益效果：本实用新型提供的座椅系统具有抗坠毁及吸能能力，当直升机坠毁过载达到一定的阈值时，吸能装置的薄壁滚压管及翻转管就会发生塑性变形，以衰减冲击能量。吸能器的工作载荷数值依据人体耐受极限设计，通过电子控制的方式实现与飞行员重量自动匹配而避免人为操作出错的可能性，可满足保护各不同百分位飞行员的安全性要求。座椅系统具有防弹能力，可抵御12.7毫米穿甲燃烧弹的攻击。座椅系统配备五点式安全带，能在正常乘坐或坠地时为人员提供约束，避免人员上躯干与机舱内设备发生碰撞。座椅系统配备泡沫垫，保证人员乘坐的舒适性。座椅系统可进行座高电动升降调节，保证飞行员眼位要求；座椅系统可在固定在地板的导轨上前后滑动调节，保证不同身高和体型飞行员驾驶直升机时蹬舵位置始终保持在合适状态，且能方便操纵驾驶杆。

技术特征：

1.一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，包括框架(1)、防弹装甲椅盆(2)、电子控制器(8)、调节锁定机构(9)、导轨(10)、电动推杆(11)和自动变载吸能装置(12)，导轨(10)固定在机舱地板上，框架(1)安装在导轨(10)上，导轨(10)上表面有圆孔，座椅系统可操纵前后滑动及调节锁定机构(9)在导轨(10)上滑动并在其圆孔处锁定，其特征在于，防弹装甲椅盆(2)安装在框架(1)的活动椅腿上并通过螺栓固定，自动变载吸能装置(12)的上端通过螺栓与框架(1)的吸能器连接接头连接，其下端通过螺栓与安装在防弹装甲椅盆(2)上的下接头(13)连接，电子控制器(8)安装在防弹装甲椅盆(2)上，其通过电缆与自动变载吸能装置(12)连接并实现控制，电动推杆(11)安装在框架(1)的上横杆和下横杆之间，调节锁定机构(9)上设置有使其前后滑动手柄和锁定机构，前后滑动手柄安装在防弹装甲椅盆(2)的下方，锁定机构安装在框架(1)的主椅腿底部；所述座椅系统包括至少一个电动推杆，用以引导至少一个装甲椅盆作升降运动实现座高调节，该电动推杆为直杆式，伸缩可实现无级调节，行程可自锁。

2.根据权利要求1所述的一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，其特征在于，该座椅系统还包括五点式安全带(3)，五点式安全带(3)包括惯性卷筒和控制手柄，其惯性卷筒安装在防弹装甲椅盆(2)的背部，其控制手柄安装在防弹装甲椅盆(2)的左前侧位置。

3.根据权利要求1所述的一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，其特征在于，该座椅系统还包括头靠(4)、背垫(5)、电动推杆腰垫(6)和座垫(7)，头靠(4)、背垫(5)、电动推杆腰垫(6)和座垫(7)设置固定在乘员乘座时的相应位置，所述座垫(7)采用聚氨酯泡沫和阻燃低回弹率聚乙烯泡沫的双层材料制成的发泡件，头靠(4)、背垫(5)、电动推杆腰垫(6)采用聚氨酯泡沫材料制成的发泡件，背垫(5)外形设计为肩、腰两点支撑“s”形状，座垫(7)上翘，支撑飞行员大腿，座面与水平面的夹角为7°，背垫(5)靠背面与坐垫座面夹角为113°，保证飞行员乘坐舒适。

4.根据权利要求1所述的一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，其特征在于，所述自动变载吸能装置(12)包括滚压管(201)、翻转管(202)、支撑管(203)、连接轴套(204)、单耳接头(206)、支撑件(207)、拉杆(208)、拉头(209)、钢球固定外筒(211)、双耳接头(213)、限位螺钉(216)、旋转变压器(219)、底盘(220)、翻转管(202)焊接在支撑管(203)内部，拉头(209)凹陷部位涂胶粘在翻转管(202)上端，支撑管(203)的上端焊接在连接轴套(204)的内部，滚压管(201)的上端焊接在连接轴套(204)的外部，下端焊接支撑管(203)上，拉杆(208)穿过支撑件(207)通过螺纹与拉头(209)连接，钢球固定外筒(211)将滚压管(201)封闭起来；四个限位螺钉(216)分别穿过钢球固定外筒(211)上的四个条形槽安装在支撑管(203)上，确保钢球固定外筒(211)不会发生转动阻碍钢球固定外筒(211)向下直线运动，蜗轮调节环(214)将四个钢球(205)封闭在钢球固定外筒(211)突出钢球固定外筒(211)内表面的部分在滚压管(201)上部的凹槽内；托架(210)及底盘(220)分别通过螺钉安装在钢球固定外筒(211)上，并将蜗轮调节环(214)限制在托架(210)和底盘(220)之间，其中旋转变压器(219)与蜗轮调节环(214)通过过盈配合连接在一起。

5.根据权利要求4所述的一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，其特征在于，所述自动变载吸能装置(12)还包括钢球(205)、托架(210)、接头(212)、蜗轮调节环(214)、蜗杆(215)、伺服电机(217)、重量传感器(218)、传动轴(221)，伺服电机(217)安装在托架(210)上，传动轴(221)穿过托架(210)耳片上的孔，与蜗杆(215)及伺服电机(217)上的轴连接；重量传感器(218)的上端与重量传感器接头(212)通过螺栓连接，重量传感器(218)接头穿过钢球固定外筒(211)的孔与拉杆(208)螺纹连接；环绕着钢球(205)的蜗轮调节环(214)的内部有一个弧形凹槽对应每一个钢球(205)，蜗杆(215)与蜗轮调节环(214)组成一套蜗杆蜗轮机构；通过传动轴(221)，驱动蜗杆(215)，进而实现蜗轮调节环(214)的转动。

6.根据权利要求1所述的一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，其特征在于，所述防弹装甲椅盆包括左侧装甲、右侧装甲、装甲椅盆、左弓形件、右弓形件和装甲承力件，装甲承力件与左弓形件、右弓形件分别通过螺栓和自锁螺母连接紧固成一体，左侧装甲、右侧装甲与装甲椅盆采用快卸形式连接。

7.根据权利要求6所述的一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，其特征在于，所述防弹装甲椅盆采用在碳纤维承力件的外侧粘贴防弹陶瓷面板、内侧粘贴超高分子量聚乙烯板的防弹结构，止裂布包覆粘贴在防弹陶瓷面板的外侧，所有装甲棱边均包覆保护飞行员不会被陶瓷棱边割伤的压边条。

8.根据权利要求1所述的一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，其特征在于，所述框架包括主椅腿、活动椅腿、衬套、上横杆、下横杆、吸能器连接接头、推杆连接接头、上滑套组件、下滑套组件、前后滑动块组件和长垫片，所述框架发生相对运动位置涂固体干膜润滑剂；所述导轨与地板连接，导轨为工字梁形式，上表面有圆孔；所述前后滑动块组件与导轨上表面接触位置设有聚四氟乙烯长垫片，所述下滑套组件与活动椅腿表面接触位置设有滚动轴承，所述主椅腿间距根据不同型号飞机地板接口要求进行适配调整。

9.根据权利要求1所述的一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，其特征在于，所述框架包括主椅腿、活动椅腿、衬套、上横杆、下横杆、连接接头、推杆连接接头、上滑套组件、下滑套组件、前后滑动块组件和长垫片，主椅腿、活动椅腿、上横杆、下横杆连接在一起形成稳定的矩形结构框架，上滑套组件包括垫片、轴承箍套、轴承挡圈、轴承和上滑块，轴承安装在轴承箍套的内部，并用轴承挡圈进行固定，通过螺栓、螺母与上滑块连接，垫片安装在上滑块的腔体底部，上滑套组件，套装在活动椅腿上，限位片通过螺栓、螺母一左一右的安装在下滑块的两侧，并分别卡在活动椅腿减重槽的边缘，从而可以沿着此边缘进行上下滑动，所述上滑套组件、下滑套组件均成对安装在装甲椅盆背部，所述主椅腿、活动椅腿上均有较长的腰型槽，通过衬套相互连接后，活动椅腿可在主椅腿上升降滑动，通过连接在上横杆、下横杆之间的电动推杆作用实现座高调节。

10.根据权利要求1所述的一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，其特征在于，该直升机座椅系统还包括前后滑动调节手柄，所述前后滑动调节手柄包括安装座、手柄转动连杆、钢衬套、扭簧、手柄杆、手柄套、调节螺钉和钢索组件，手柄套为注塑件，套在手柄杆上，手柄杆铆接在手柄转动连杆上，安装座、手柄转动连杆、钢衬套、扭簧通过螺栓和螺母连接，钢索组件通过螺栓和螺母连接在手柄转动连杆后端位置，调节螺钉安装在手柄转动连杆上，安装座通过螺钉安装在装甲椅盆底部，当飞行员向上扳动手柄时，通过钢索组件拉动锁定机构解锁，松开手柄后，手柄在扭簧的作用下可回复到初始位置。

技术总结
本技术提供了一种可自动变载荷吸能的直升机座椅系统，包括框架、防弹装甲椅盆、电子控制器、调节锁定机构、导轨、电动推杆和自动变载吸能装置，导轨固定在机舱地板上，框架安装在导轨上，导轨上表面有圆孔，座椅系统可操纵前后滑动及调节锁定机构在导轨上滑动并在其圆孔处锁定，防弹装甲椅盆安装在框架的活动椅腿上并通过螺栓固定，自动变载吸能装置的上端通过螺栓与框架的吸能器连接接头连接，其下端通过螺栓与安装在防弹装甲椅盆上的下接头连接，电子控制器安装在防弹装甲椅盆上，其通过电缆与自动变载吸能装置连接并实现控制，电动推杆安装在框架的上横杆和下横杆之间，调节锁定机构上设置有使其前后滑动手柄和锁定机构。

技术研发人员：王羚杰,王夫帅,胡柱卜
受保护的技术使用者：航宇救生装备有限公司
技术研发日：20231227
技术公布日：2024/12/19