НЕСУЩИЙ ВИНТ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 1995 года по МПК B64C27/32 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к устройству несущих винтов летательного аппарата, преимущественно вертолета.

Известен несущий винт летательного аппарата, содержащий V-образные торсионы, соединенные с втулкой и через вертикальные шарниры с переходниками крепления лопастей, кожухи из композиционного материала, размещенные вокруг торсионов, при этом на одном конце каждого кожуха закреплены рычаг управления углом установки лопасти и сферический подшипник, надетый на палец, закрепленный на втулке, а другой конец кожуха через вертикальный шарнир присоединен к торсиону и переходнику крепления лопасти, упругий элемент, расположенный в кожухе вдоль оси рукава между переходником крепления лопасти и рычагом управления углом установки лопасти, при этом разрезанный концом упругий элемент жестко соединен с проушинами переходника лопасти, а противоположным концом вставлен в направляющие на рычаге управления лопастью в плоскости вращения с зазором Δ, выбираемым из соотношения Δ≥γ˙ l, где γ амплитуда угловых колебаний лопасти в вертикальном шарнире в полете; l расстояние от оси вертикального штыря до направляющих на рычаге управления углом установки лопасти. Ось рукава втулки установлена относительно оси вращения со смещением, величина которого выбирается с целью обеспечить равномерное распределение нагрузки между игольчатыми подшипниками горизонтального шарнира.

Недостатком этого несущего винта является то, что величина смещения а оси рукава втулки относительно оси вращения винта выбирается без учета величины статического момента аэродинамических сил, действующих на лопасть в плоскости вращения, относительно вертикального шарнира. В этом случае на выбранном режиме полета угол статического отстаивания лопасти не совпадает с углом между линией радиального положения лопасти и осью рукава втулки несущего винта. Тогда снижается или полностью исключается эффективность введенного зазора Δ что не позволяет снизить нагрузки на плоскости вращения.

Целью изобретения является повышение надежности винта за счет снижения нагрузок в плоскости вращения.

Сущность изобретения заключается в том, что на несущем винте, содержащем V-образные торсионы, соединенные с втулкой и через вертикальные шарниры с переходниками крепления лопастей, кожухи из композиционного материала, размещенные вокруг тоpсионов, при этом на одном конце каждого кожуха закреплены рычаг управления углом установки лопасти и сферический подшипник, надетый на палец, закрепленный на втулке, а другой конец кожуха через вертикальный шарнир присоединен к торсиону и переходнику крепления лопасти, упругий элемент, расположенный в кожухе вдоль оси рукава между переходником крепления лопасти и рычагом управления углом установки лопасти, при этом разрезанным концом упругий элемент жестко соединен с проушинами переходника лопасти, а противоположным концом вставлен в направляющие на рычаге управления лопастью в плоскости вращения с зазором Δ, выбираемым из соотношения Δ ≥ γ˙ l, где γ амплитуда угловых колебаний лопасти в вертикальном шарнире в полете; l расстояние от оси вертикального шарнира до направляющих на рычаге управления углом установки лопасти, смещение а оси рукава втулки относительно оси вращения винта выбирается из соотношения
a где M_ст статический момент аэродинамических сил, действующих на лопасть в плоскости вращения, относительно вертикального шарнира;
ω частота вращения винта;
S_вш статический момент лопасти относительно вертикального шарнира.

На фиг. 1 показан рукав втулки несущего винта, вид сверху; на фиг. 2 зависимость углов отстаивания лопасти по скорости.

Ось 1 рукава установлена относительно оси 2 вращения несущего винта со смещением а. Ось радиального положения лопасти обозначена позицией 3. Расстояние от оси 4 вертикального шарнира до оси 2 вращения несущего винта обозначено lвш. Втулка содержит торсион 5, кожух 6, упругий элемент 7, установленный в направляющие 8 с зазором Δ Угол между осью 3 радиального положения и осью 1 рукава обозначен γ_o частота вращения винта обозначена ω
Статический угол отстаивания лопасти обозначен γ_ст. Амплитуда угловых колебаний лопасти относительно вертикального шарнира обозначена γ Величина Δ в угловом выражении обозначена γ_Δ
Несущий винт работает следующим образом.

При отсутствии сил сопротивления лопасть устанавливается по оси радиального положения лопасти. Но в реальных условиях на определенном режиме полета, характеризуемом величиной М_ст, лопасть отклоняется от оси радиального положения на угол γ_ст.

Уравнение статического отставания лопасти имеет следующий вид:
C_л(γ_cт-γ_p)+ω²S_вшl_вшγ_ст=M_ст.

При этом необходимо выполнить условие γ_ст=γ_р Тогда ω²S_вшl_вшγ_p= M_ст, а γ_р=
В итоге получаем ω² S_вша М_ст. a
В этом случае не снижается эффективность вводимого зазора Δ.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в том, что путем обеспечения при проектировании совпадения статического угла отставания лопасти и угла между осью радиального положения и осью рукава втулки несущего винта обеспечивается эффективность установки упругого элемента с зазором в плоскости вращения и направляющие на рычаге управления лопастью. В результате этого снижаются нагрузки на рукав втулки несущего винта в плоскости вращения.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к устройству винтов летательного аппарата, преимущественно вертолета. Цель изобретения - повышение надежности винта за счет снижения нагрузок в плоскости вращения. Ось 1 рукава втулки установлена относительно оси 2 вращения несущего винта со смещением a. Расстояние от оси 4 вертикального шарнира до оси 2 вращения несущего винта равно l_вш Втулка содержит торсион 5, кожух 6, упругий элемент 7, установленный в направляющие 8 с зазором Δ. 2 ил.

НЕСУЩИЙ ВИНТ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащий V-образные торсионы, соединенные с втулкой и через вертикальные шарниры с переходниками крепления лопастей, кожухи из композиционного материала, размещенные вокруг торсионов, при этом на одном конце каждого кожуха закреплен рычаг управления углом установки лопасти и сферический подшипник, надетый на палец, закрепленный на втулке, а другой конец кожуха через вертикальный шарнир присоединен к торсиону и переходнику крепления лопасти, упругий элемент, расположенный в кожухе вдоль оси рукава между переходником крепления лопасти и рычагом управления углом установки лопасти, при этом разрезанным концом упругий элемент жестко соединен с проушинами переходника лопасти, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности винта за счет снижения нагрузок в плоскости вращения, упругий элемент установлен в направляющие на рычаге управления поворотом лопасти в плоскости вращения с зазором Δ, выбираемым из соотношения
D ≥ γ·l,
где γ амплитуда угловых колебаний лопасти в вертикальном шарнире в полете;
l расстояние от оси вертикального шарнира до направляющих на рычаге управления углом установки лопасти,
а смещение оси рукава втулки относительно оси вращения а выбирают из соотношения

где M_ст статический момент аэродинамических сил, действующих на лопасть в плоскости вращения относительно вертикального шарнира;
ω частота вращения винта;
S_вш статический момент лопасти относительно вертикального шарнира.