ВЕНТИЛЯТОРНАЯ УСТАНОВКА ВЕРТОЛЕТА Российский патент 2004 года по МПК B64D33/08 

Изобретение относится к оборудованию летательных аппаратов, а именно к системе воздушного охлаждения агрегатов вертолета, и предназначено для охлаждения масла в маслосистемах двигателей, главного редуктора и других агрегатов.

Ближайший аналогом заявляемого устройства является вентиляторная установка вертолета МИ-8 (кн. "Вертолет МИ-8". Техническое описание, кн.2, "Машиностроение", 1970, стр. 84-85, рис.102).

Вентиляторная установка вертолета состоит из вентилятора, наружного и внутреннего кожухов и карданного вала привода вентилятора. С внутренней стороны воздушный канал вентиляторной установки ограничивается кожухом, внутри которого проходит карданный вал привода вентилятора, снабженный двумя карданами.

Карданный вал соединен с приводным валом на главном редукторе. Вентилятор осевого типа, состоит из направляющего аппарата с поворотными лопатками, положением которых регулируется создаваемый вентилятором напор воздуха и, следовательно, расход его в системе охлаждения, рабочего колеса и спрямляющего аппарата. Рабочее колесо вентилятора с лопатками насажено на полый стальной вал, вращающийся в двух шарикоподшипниках. Карданный вал привода вентилятора соединен своей “лицевой вилкой с шлицевым концом вала рабочего колеса”.

В случае превышения допустимого крутящего момента на валу карданного вала привода вентилятора, вызванного разрушением вентилятора или попаданием посторонних предметов в лопаточный аппарат вентилятора, кроме прекращения охлаждения масла и возникновения связанных с этим нарушений работы систем вертолета, возможно повреждение и разрушение привода вентилятора в главном редукторе или расположенных рядом агрегатов вертолета в случае разрушения карданного вала. Это может привести к аварийной ситуации вертолета.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности агрегата, живучести вертолета в целом, а также создание конструкции, отвечающей нормам летной годности.

Поставленная задача решена тем, что в вентиляторной установке вертолета, содержащей рабочее колесо вентилятора с лопатками, полый вал рабочего колеса, остановленный в подшипниковых опорах, вал привода вентилятора, соединенным слоем шлицевой вилкой с шлицевым концом вала рабочего колеса, - во внутренней полости хвостовой части вала рабочего колеса установлены штифт и охватывающая его втулка, установленная с возможностью скольжения относительно штифта, при этом стенка полого вала рабочего колеса на участке перед шлицами имеет толщину, обеспечивающую разрушение вала на этом участке при превышении заданного крутящего момента, а штифт и втулка жестко соединены с валом по разные стороны от упомянутого участка вала.

Выполнение стенки полого вала с кольцевым участком с толщиной стенки, меньшей толщины стенки основной длины вала, а именно рассчитанной из условия обеспечения разрушения вала на этом участке при превышении заданного допустимого крутящего момента, создает необходимое повышение напряжений на этом участке вала и его разрушение (скручивание) в ослабленном месте в аварийной ситуации. При этом втулка и штифт работают как подшипник скольжения, а вал привода вентилятора, например карданный вал, и его шлицевая вилка сохраняют свое пространственное положение благодаря опоре через втулку на опорный штифт и продолжают вращение. Это исключает повреждение главного редуктора и биение вращающихся элементов разрушенной вентиляторной установки при ее повреждении и связанное с этим повреждение других агрегатов вертолета.

Вентиляторная установка вертолета представлена на чертежах, где изображены

на фиг.1 - общий вид;

на фиг.2 - место I фиг.1 соединения вала рабочего колеса с валом привода вентилятора;

на фиг.3 - место II фиг.2.

Вентиляторная установка вертолета содержит наружный 1 и внутренний 2 кожухи, рабочее колесо 3 вентилятора с лопатками 4, полый вал 5 рабочего колеса, установленный в подшипниковых опорах 6, вал 7 привода вентилятора, соединенный своей шлицевой вилкой 8 с шлицевым концом 9 полого вала 5 рабочего колеса.

Во внутренней полости хвостовой части полого вала 5 установлены опорный штифт 10 и охватывающая его втулка 11, установленная с возможностью скольжения относительно штифта 10, в частности между штифтом 10 и втулкой 11 установлен антифрикционным вкладыш 12 из бронзы. Опорный штифт 10 может быть в частности запрессован во внутреннюю утолщенную хвостовую часть вала 5 перед шлицами 9, а втулка 11 запрессована внутри вала 5 в зоне расположения шлицов 9.

Ослабленное место 13 полого вала 5 выполнено на участке, расположенном перед шлицами 9, при этой штифт 10 и опорная втулка 11 жестко соединены с полым валом 5 по разные стороны от упомянутого его участка. Стенка полого вала 5 на участке перед шлицами 9 имеет толщину "L", меньшую толщины этого вала по его основной длине и обеспечивающую разрушение вала 5 на этом участке при превышении заданного крутящего момента. Толщина "L" рассчитывается на передачу крутящего момента, не превышающего примерно 67% от расчетного момента для привода вентилятора в главном редукторе вертолета и существенно большего максимальных рабочих нагрузок на вал при работе вентиляторной установки на всех эксплуатационных режимах.

Опорная втулка 11 может быть установлена с возможностью ее осевого смещения вместе с отломившейся хвостовой частью вала 5 после его разрушения по ослабленному месту 13. В частности, в случае выполнения вала 7 привода вентилятора в виде карданного вала с указанной целью между опорной втулкой 11 и крестовиной 14 карданного вала 7 выполнен осевой зазор "S". При смещении опорной втулки 11 с хвостовой частью, вала 5 в месте разрушения образуется кольцевой зазор, чем обеспечивается охлаждение зоны опорного штифта.

Вентиляторная установка вертолета работает следующим образом. В нормальном режиме работы оборудования рабочее колесо 3 с лопатками 4, установленное на валу 5 вентилятора, приводится во вращение от вала 7 привода, соединенного с приводным валом на главном редукторе. Воздух от вентиляторной установки подается на блоки воздушно-масляных радиаторов для охлаждения масла, используемого в маслосистемах агрегатов вертолета.

В случае превышения допустимого крутящего момента на валу 7 привода вентилятора, вызванного разрушением вентилятора или попаданием посторонних предметов в лопаточный аппарат вентилятора, на ослабленном участке полого вала 5 происходит его разрушение. При этом втулка 11 и опорный штифт 10 работают как подшипник скольжения, а вал 7 привода вентилятора и его шлицевая вилка 8 сохраняют свое пространственное положение и продолжают вращение.

Конструкция исключает повреждения других систем вертолета при разрушении вентилятора, в частности главного редуктора, что повышает живучесть вертолета и отвечает требованиям международных норм летной годности.

Изобретение относится к размещению вспомогательных устройств на летательном аппарате. Установка содержит рабочее колесо вентилятора с лопатками, полый вал рабочего колеса, установленный в подшипниковых опорах, вал привода вентилятора, соединенный своей шлицевой вилкой с шлицевым концом вала рабочего колеса. Во внутренней полости хвостовой части вала рабочего колеса установлены опорный штифт и охватывающая его втулка, установленная с возможностью скольжения относительно штифта. Стенка полого вала рабочего колеса на участке перед шлицами имеет толщину, обеспечивающую разрушение вала на этом участке при превышении заданного крутящего момента. Штифт и втулка жестко соединены с валом по разные стороны от упомянутого участка вала. Технический результат - исключение повреждения других систем вертолета при разрушении вентилятора для повышения живучести вертолета. 3 ил.

Вентиляторная установка вертолета, содержащая рабочее колесо вентилятора с лопатками, полый вал рабочего колеса, установленный в подшипниковых опорах, вал привода вентилятора, соединенный своей шлицевой вилкой с шлицевым концом вала рабочего колеса, отличающаяся тем, что во внутренней полости хвостовой части вала рабочего колеса установлены опорный штифт и охватывающая его втулка, установленная с возможностью скольжения относительно штифта, при этом стенка полого вала рабочего колеса на участке перед шлицами имеет толщину, обеспечивающую разрушение вала на этом участке при превышении заданного крутящего момента, а штифт и втулка жестко соединены с валом по разные стороны от упомянутого участка вала.