ВИНТОМОТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СВЕРХЛЕГКОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 1997 года по МПК F02B61/04 F02B61/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции двигателей внутреннего сгорания и их трансмиссий, предназначенных для установки на сверхлегкие летательные аппараты.

Известна конструкция двигателя внутреннего сгорания с трансмиссией, в которой валы трансмиссии располагаются параллельно коленвалу двигателя, однако отсутствие в конструкции демпфера крутильных колебаний делает эту конструкцию непригодной для использования в авиации. Известна также конструкция двигателя внутреннего сгорания в которой демпфер крутильных колебаний выполнен на маховике двигателя и является также передатчиком крутящего момента на выходной фланец, однако такая конструкция не применима на долговременно работающих двигателях, из-за быстрого перегрева трущихся поверхностей.

Наиболее близкой конструкцией, выбранной в качестве прототипа, является конструкция двигателя внутреннего сгорания для летательного аппарата сверхлегкого типа, в котором входной вал редуктора связан с выходным валом двигателя фрикционными элементами с управляемым скольжением, погашающим вибрации и циклическую неравномерность вращения при работе двигателя.

Недостатком такой конструкции является ее большие габариты, обусловленные последовательным соединением агрегатов, а также связанная с этой особенностью низкая жесткость системы.

Технической задачей изобретения является снижение габаритов конструкции и повышение ее жесткости путем изменения ее компановки.

Поставленная задача решается посредством того, что демпфер крутильных колебаний установлен на выходном валу редуктора, который параллелен коленвалу двигателя, в районе расположения узла крутильных колебаний, причем одна часть демпфера трения вместе с воздушным винтом соединена шлицевым зацеплением с одним концом торсиона, проходящего внутри полого вала, на котором закреплена вторая часть демпфера трения. При этом вторая часть демпфера посажена на полый вал по конической поверхности с тарированным усилием затяжки. Второй конец торсиона через шлицевое зацепление внутри полого вала соединен с выходной шестерней редуктора, входная шестерня которого располагается на выходном валу двигателя между двигателем и маховиком. Таким образом данная компановка, объединяет агрегаты так, что плоскости вращения воздушного винта с одной стороны, и выходной шестерни двигателя и его маховика с другой находятся с противоположных сторон двигателя. Кроме того головки винтов крепления воздушного винта входят в фигурные вырезы на второй части демпфера и являются ограничителями угла закрутки торсиона. Выполнение винтомоторной установки такой конструкции позволяет снизить габариты установки по сравнению с прототипом на 20% и повысить ее жесткость на 10%
Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 схематические представлен поперечный разрез винтомоторной установки; на фиг. 2 разрез А-А, на котором изображен фронтальный вид второй части демпфера с фигурными прорезями.

Винтомоторная установка для сверхлегкого летательного аппарата состоит из двигателя внутреннего сгорания 1, на выходном валу 2 которого между двигателем 1 и маховиком 3 закреплена выходная шестерня 4, входящая в зацепление с шестернями редуктора 5. Выходная шестерня редуктора 5 закреплена на полом выходном валу 6 редуктора 5, на втором конце которого по конической поверхности с тарированным усилием затяжки посажена вторая часть 7 демпфера трения 8, которая по радиальным поверхностям соприкасается с первой частью 9 демпфера 8, на которой при помощи винтов крепления 10 закреплен воздушный винт 11, а сама она при помощи шлицевого зацепления посажена на выходящий конец торсиона 12, проходящего внутри полого вала 6, другим концом торсион 12 через шлицевое зацепление внутри полого вала 6 связан с этим валом и выходной шестерней редуктора 5. Кроме того головки винтов крепления 10, при помощи которых закреплен воздушных винт 11, входят в фигурные прорези 13 второй части 7 демпфера 8, и тем самым ограничивают закрутку торсиона 12. Торсион 12 проходит над двигателем 1 и, таким образом, плоскости вращения воздушного винта 11 с одном стороны и выходной шестерни 4 двигателя 1 и маховика 3 с другой стороны, находятся с противоположных сторон двигателя 1.

Данная винтомоторная установка работает следующим образом. Крутящий момент от двигателя 1, сглаженный от циклической неравномерности вращения маховиком 3, через выходную шестерню 4, закрепленную на валу 2, передается на редуктор 5, с выходной шестерни которого он передается на полый вал 6, с которого тот в свою очередь, через шлицевое зацепление передается на торсион 12, на противоположном конце которого через шлицевое зацепление посажена первая часть 9 демпфера крутильных колебаний 8, на котором при помощи крепежных винтов 10 закреплен воздушный винт 11, которому торсион 12 и передает крутящий момент для выполнения полезной работы. Крутильные колебания, возникающие при работе установки, гасятся при помощи демпфера трения 8 типа Алисона /4/, первая часть 9 которого (там же закреплен воздушный винт 11) посажена на конец торсиона 12, а вторая часть 7 посажена на полом валу 6 по конической поверхности с тарированным усилием затяжки. Колебания гасятся при трении между собой радиальных поверхностей демпфера 8. Для предотвращения поломки торсиона 12, при возникновении нештатных ситуаций, его закрутка ограничивается головками винтов крепления 10, воздушного винта 11, которые входят в фигурные прорези 13 на второй части 7 демпфера 8. Кроме того демпфер крутильных колебаний 8 размещается таким образом, чтобы он находился в районе узла крутильных колебаний, так как при таком размещении, при возникновении нештатных ситуаций разрушение торсиона 12 происходит именно в узле, и разрушаясь, вместе с торсионом 12 демпфер 8 предохраняет от разрушения всю остальную часть трансмиссии и двигателя.

Использование: на сверхлегких летательных аппаратах. Сущность изобретения заключается в создании установки с пониженными габаритами и повышенной жесткостью, путем изменения ее компановки. Это достигается тем, что демпфер крутильных колебаний установлен на выходном валу редуктора, параллельном коленвалу двигателя, в месте расположения узла крутильных колебаний. При этом одна часть демпфера вместе с воздушным винтом соединена с одним концом торсиона, проходящего внутри полого вала, а другая часть демпфера - с другим. Винтомоторная установка выполнена так, что плоскости вращения воздушного винта с одной стороны, и выходной шестерни двигателя и его маховика с другой стороны находятся с противоположных сторон двигателя. Кроме того головки винтов крепления воздушного винта входят в фигурные вырезы на второй части демпфера и являются ограничителями угла закрутки торсиона. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Винтомоторная установка для сверхлегкого летательного аппарата, содержащая двигатель внутреннего сгорания с ведущей шестерней, маховик, редуктор с полым выходным валом и торсионом, параллельными коленвалу, фрикционный демпфер крутильных колебаний и воздушный винт, отличающаяся тем, что демпфер крутильных колебаний установлен на полом выходном валу редуктора в месте расположения узла крутильных колебаний так, что одна, подвижная относительно этого вала, часть демпфера вместе с воздушным винтом закреплена на наружном конце торсиона, размещенного внутри полого выходного вала редуктора и соединенного с ним другим концом, а другая часть демпфера неподвижно закреплена на конце этого вала со стороны, противоположной стороне, соединенной с торсионом, причем ведущая шестерня двигателя установлена перед его маховиком со стороны, противоположной стороне установки воздушного винта. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что головки винтов крепления воздушного винта размещены в фигурных вырезах неподвижной относительно выходного вала редуктора части демпфера и является ограничителями угла закрутки торсиона. 3. Установка по пп. 1 2, отличающаяся тем, что неподвижная относительно выходного вала редуктора часть демпфера насажена на этот вал по конической поверхности с тарированным усилием затяжки.