НЕСУЩИЙ ВИНТ ПРИВАЛОВА Российский патент 1997 года по МПК B64C11/00 

Изобретение относится к авиационной, десантной и космической технике.

Известен винт по патенту, принятый в качестве прототипа. Лопасть этого винта состоит из двух основных частей жесткой концевой несущей поверхности с управляемым закрылком и гибкого лонжерона изменяемой длины.

Конструкция этого винта предполагает использование хороших несущих свойств традиционной жесткой лопасти несущего винта, у которой концевая часть, составляющая 50% ее длины, создает практически всю величину подъемной силы лопасти. Гибкий лонжерон обеспечивает компактность винта в стояночном положении летательного аппарата и восприятие центробежной нагрузки от массы лопасти в полете.

Наличие достаточной величины центробежных сил является определяющим условием работы лопасти, так как даже традиционная "жесткая" лопасть может быть уподоблена абсолютно гибкой, растянутой центробежными силами нити. Следовательно, можно ожидать работоспособности винта в целом.

Однако некоторые особенности конструкции этого винта могут ограничить диапазон его применения. Так, например, в конструкции не предусмотрена возможность циклического управления углом установки лопасти в косом потоке, поскольку в системе управления отсутствуют элементы, которые могли бы обеспечить циклическое управление. Трос управления в корневой части при рабочем положении имеет изгиб по радиусу шкива, а в концевой части по радиусу тросовой качалки, что недопустимо по соображениям усталостной прочности материала троса при его циклических продольных движениях с частотой в два раза превышающей частоту вращения несущего винта. Сложен механизм выпуска и намотки гибкого лонжерона, что может усложнить производство и эксплуатацию лопастей.

Цель изобретения упрощение конструкции винта в целом и снижение массы винта, увеличение несущей способности лопасти, уменьшение нагрузок в системе управления и увеличение ее ресурса, обеспечение работы несущего винта в косом потоке с применением компенсатора взмаха лопасти.

Поставленная цель достигается тем, что механизм выпуска и уборки лопастей снабжен скобой и вертикальным шарниром для крепления барабана на втулке, выполняющего в рабочем положении лопасти роль горизонтального шарнира. При этом несущая поверхность лопасти снабжена концевым и корневым аэродинамическими гребнями, а механизм управления содержит качалку в лопасти, связанную одним плечом через тягу с закрылком, а вторым плечом с центробежным грузом управления и с гибким элементом, проходящим внутри лонжерона и связанным с плечом качалки, закрепленной на щеке барабана. Второе плечо этой качалки через ролик, кулису с ползуном и тягу связано с автоматом перекоса. Ось подвеса качалки и ось ролика образуют компенсатор взмаха лопасти. Наличие компенсатора взмаха позволяет обеспечить коррекцию махового движения лопастей в косом потоке.

Возможность восприятия аэродинамической нагрузки обеспечивается за счет динамической жесткости лопасти, возникающей в поле центробежных сил.

Сущность изобретения поясняется на чертеже.

Втулка 1 снабжена управляемым барабаном 2, который через скобу 3 связан с вертикальным шарниром 4. Каждая лопасть состоит из двух основных частей: корневой в виде гибкого лонжерона 5, наматываемого на барабан 2, и жесткой концевой несущей поверхности 6 с управляемым закрылком 7. Перо связано с лонжероном соединительным узлом 8, обеспечивающим также в убранном положении лопасти стыковку пера с упорами 9 на скобе барабана, при этом перо снабжено концевым и корневым аэродинамическими гребнями 10. Гибкий лонжерон выполняет функцию осевого шарнира, барабан имеет узел крепления лонжерона 11. В систему управления винтом входят механизмы управления углами установки каждой лопасти, содержащие качалку 12 в пере лопасти, связанную тягой 13 с рычагом закрылка 7. Второе плечо качалки 12 связано с центробежным грузом 14, установленным с возможностью продольного перемещения, а также связано гибким элементом 15, проходящим внутри лонжерона 5, с пальцем 16 вертикального плеча качалки 17, закрепленной на щеке барабана, щека имеет прорезь 18 для хода пальца, горизонтальное плечо качалки 17 имеет ролик 19, связанный с автоматом перекоса через кулису 20, ползун 21 и тягу 22. Ползун движется по направляющей 23, закрепленной на скобе. Ось подвеса качалки и ось ролика образуют компенсатор взмаха лопасти.

В убранном положении лопасти перо пристыковано к втулке. Винт раскручивается до определенных оборотов, на которых обеспечена устойчивая работа лопастей и производится их выпуск на полную длину лонжерона с последующим выводом винта на рабочие обороты. При этом укладка лонжерона между щек барабана происходит автоматически благодаря наличию вертикального шарнира.

Трос управления 15 на рабочих оборотах под воздействием центробежной силы от груза 14 имеет постоянную величину натяжения. Движение тяги 22 вниз вызывает поворот качалки 17 по часовой стрелке, а качалки 12 против часовой стрелки с соответствующим увеличением угла установки лопасти. При движении тяги 22 вверх происходит поворот качалок в противоположном направлении. Под действием центробежного груза и аэродинамического момента на закрылке величина отрицательного угла закрылка уменьшается и, следовательно, уменьшается угол установки лопасти.

Действие компенсатора взмаха состоит в том, что при взмахе лопасти вверх под действием, например, порыва ветра перо лопасти отклоняется на угол взмаха / β_взм /, на соответствующий угол поворачивается и барабан, ось качалки 17 опускается, а ролик 19, будучи связанным с автоматом перекоса, остается на месте, и качалка 17 поворачивается против часовой стрелки с соответствующим уменьшением угла установки пера лопасти. При этом центробежный груз переместится на больший радиус относительно оси вращения винта, способствуя уменьшению угла взмаха. Выпуск и уборка лопастей производится при нулевом значении угла установки пера при нахождении кулисы 20 на верхнем упоре, при этом ролик 19 зафиксирован через трос 15 действием груза 14 на радиусе, соответствующем положению кулисы. Таким образом, при вращении барабана на выпуск или уборку лопасти ролик, вращаясь вместе с барабаном, свободно проворачивается относительно кулисы. В рабочем положении лопасти, при ее маховых колебаниях, барабан отслеживает вслед за лопастью угол взмаха, ролик качается относительно кулисы в пределах этого угла.

Источники информации.

1. Патент США N 2437789 кл.244-7, 28.09.42 г.

Использование: в авиационной, десантной и космической технике. Сущность: каждая лопасть винта состоит из двух основных частей - жесткой концевой несущей поверхности с управляемым закрылком и гибкого лонжерона, наматываемого на барабан. Барабан через скобу и вертикальный шарнир связан с втулкой несущего винта и в рабочем положении лопасти выполняет роль горизонтального шарнира. Вертикальный шарнир позволяет барабану отслеживать положение лопасти при намотке лонжерона, что обеспечивает его точную укладку на барабан. Закрылок через тягу, качалку с центробежным грузом и трос управления, проходящий внутри лонжерона, связан с плечом качалки, закрепленной на щеке барабана. Второе плечо этой качалки через ролик, кулису и тягу связано с автоматом перекоса. Ось подвеса качалки и ось ролика образуют компенсатор взмаха лопасти. Законы движения лопастей несущего винта на рабочих режимах не отличаются от законов движения лопастей существующих несущих винтов. 1 ил.

Несущий винт, содержащий втулку, лопасти, состоящие из двух основных частей жесткой концевой несущей поверхности с управляемым закрылком и гибкого лонжерона изменяемой длины, механизм выпуска и уборки лопастей с управляемым барабаном для намотки гибких лонжеронов, механизм управления винтом с тросом управления, тягами и качалками, отличающийся тем, что механизм выпуска и уборки лопастей снабжен скобой и вертикальным шарниром для крепления барабана на втулке, выполняющего в рабочем положении лопасти роль горизонтального шарнира, при этом несущая поверхность лопасти снабжена концевым и корневым аэродинамическими гребнями, а механизм управления содержит качалку в лопасти, связанную одним плечом через тягу с закрылком, а вторым плечом с центробежным грузом управления и с гибким элементом, проходящим внутри лонжерона и связанным с плечом качалки, закрепленной на щеке барабана, второе плечо этой качалки через ролик, кулису с ползуном и тягу связано с автоматом перекоса, ось подвеса качалки и ось ролика образуют компенсатор взмаха лопасти.