УСТРОЙСТВО С ВИНТАМИ ПРОТИВОПОЛОЖНОГО ВРАЩЕНИЯ, ИМЕЮЩЕЕ СРЕДСТВО ИЗМЕНЕНИЯ ШАГА ВИНТОВ Российский патент 2014 года по МПК B64C11/30 

Предметом изобретения является устройство с винтами противоположного вращения, имеющее средство изменения шага винтов, питаемое энергией, чаще всего маслом, которое может находиться под давлением, причем средство является, таким образом, гидроцилиндром.

Устройства с винтами противоположного вращения уже известны на многих моделях летательных аппаратов и ценятся, поскольку они позволяют добиться экономии горючего. Некоторые содержат винты с изменяемым шагом и средства для изменения шага. Однако трудность заключается в подведении соответствующим образом энергии к приводным механизмам, поскольку свободное пространство не очень большое, а устройство содержит узлы из деталей, вращающихся с различными скоростями, которые нужно пересечь. Данная проблема остается актуальной и для трансмиссий, которые представлены в виде эпициклоидальной передачи, позволяющей распределить энергию одной турбины между двумя валами приведения в движение винтов, обеспечивая при этом противоположные вращения с нужным передаточным соотношением. Приводной механизм может быть установлен рядом с винтами, в полости, окруженной двумя валами приведения в движение. Представляется заманчивым пропустить трубопровод подачи энергии в данной центральной полости устройства, вдоль валов приведения в движение, через эпициклоидальную передачу и вдоль другого полого вала, соединенного с турбиной низкого давления и удерживающего эпициклоидальную передачу, приводя ее в движение; и продолжить данный трубопровод, расположенный по оси вращения устройства, посредством неподвижно установленного трубопровода, изогнутого в радиальном направлении через турбину. Данное устройство могло бы быть, в частности, простым, однако было отмечено, что прохождение масла через очень горячую турбину было способно образовать коксование, ухудшающее рабочие характеристики приводного механизма.

Итак, в данном случае рекомендуется другое средство питания приводного механизма энергией, которое не будет иметь этого недостатка. В целом, изобретение относится к устройству с винтами противоположного вращения, содержащему средство изменения шага винтов и трансмиссию с эпициклоидальной передачей между турбиной приведения в движение и винтами, причем средство изменения шага содержит приводной механизм, запитываемый энергией и расположенный в полости, окруженной концентрическими валами, соединяющий эпициклоидальную передачу с винтами, а также систему подвода энергии от статора к приводному механизму, отличающемуся тем, что система подвода содержит линию питания, проходящую через неподвижный корпус статора, причем неподвижный корпус проходит между турбиной и эпициклоидальной передачей, а затем уплотнение для подвижных соединений между концом линии и вращающимся круглым коллектором и, наконец, линии управления, соединяющие коллектор с приводным механизмом, причем упомянутые линии управления проходят через держатель сателлитов эпициклоидальной передачи.

Далее будет приведено более детальное описание этих и других аспектов изобретения со ссылкой на следующие фигуры, на которых:

- фиг.1 и 2 представляют собой два вида устройства с винтами, не представляющих изобретение;

- фиг.3 и 4 детализируют отличительные признаки изобретения;

- фиг.5 изображает вариант практической реализации изобретения;

- фиг.6 представляет собой отдельный вид несущей втулки винтов.

Ссылка делается на фиг.1 и 2. Двигатель, частью которого является изобретение, содержит два винта 1 и 2, расположенных друг за другом и вращающихся вокруг одной и той же оси Х. Расположенный выше по потоку винт 1 установлен на первом полом валу 3, а расположенный ниже по потоку винт 2 - на втором полом валу 4. Первый полый вал 3 опирается на статический корпус 5 посредством пары подшипников 6 и 7, за пределами которых он расширяется в коническую муфту 8 и оканчивается внутри зубчатым венцом 10. Второй полый вал 4 удерживается посредством первого полого вала 3 при помощи двух подшипников 11 и 12 и расширяется во вторую коническую муфту 13, заключенную в первой конической муфте 8, и которая соединена с держателем сателлитов 14. Держатель сателлитов 14 держит сателлитные шестерни 15, рассредоточенные по кругу, которые входят в зацепление с внешней стороны с венцом 10, а с внутренней стороны - с планетарной шестерней 16. Узел образует эпициклоидальную передачу 17, которая изображена на фиг.4. На фиг.6 изображена несущая втулка 51 винтов 1 и 2.

Турбина низкого давления 18 расположена с другой стороны статического корпуса 5. Она содержит третий полый вал, который является валом турбины 19, служащий для ее удержания посредством статического корпуса 5 при помощи двух подшипников 20 и 21. Вал турбины 19 проходит до планетарной шестерни 16, которую он удерживает.

Второй полый вал 4 заключает в себе полость 30, через которую проходит ось X устройства. Эта полость 30 содержит приводной механизм 31 изменения шага винтов 1 и 2. Речь идет, например, о гидроцилиндре, в который подается масло; речь могла бы идти о другом типе приводного механизма (например, электрическом моторе), питаемого другим средством, доставляющим ему энергию, необходимую для его функционирования (например, электрическую). В данном случае приводным механизмом 31 является двойной цилиндр для раздельного управления винтами 1 и 2. Специалистам известны как цилиндры такого типа, так и трансмиссии, необходимые для подачи их мощности не только второму винту 2, жестко соединенному со вторым полым валом 4, который приводит также во вращение цилиндр, но и первому винту 1, который вращается в противоположном направлении, и больше не будут описаны. Полость 30 проходит не только в полых валах 3 и 4, но и через эпициклоидальную передачу 17 и вал турбины 19, который удерживает планетарную шестерню 16. Естественно, и это уже рассматривалось, пропустить трубопроводы питания приводного механизма в осевом направлении через полость 30. Они бы содержали, таким образом, в основном радиальный трубопровод 45 питания, проходящий через поперечину 32 статора 33 между двумя частями турбины 18 и содержащую изгиб 46, затем, за уплотнением для подвижных соединений 47, трубопровод управления 48, ведущий к приводному механизму 31, с осью X. Уплотнение для подвижных соединений 47 необязательно располагается в указанном месте, оно может размещаться ближе к цилиндру 31. Как это было отмечено, недостатком этого технического решения является то, что масло подвергается значительному нагреванию в поперечине 32.

На фиг.3 изображено другое техническое решение, предлагаемое как изобретение, согласно которому трубопровод 34 питания проходит через статический корпус 5, проходя в радиальном направлении. Он прерывается около эпициклоидальной передачи 17, у открытого конца 35, который выходит в кольцевой коллектор 36 с сечением в виде желобка уплотнения для подвижных соединений 50, который также содержит фланец 37 упора в держатель сателлитов 14. Коллектор 36 прикреплен, таким образом, к держателю сателлитов 14 и вращается вместе с ним. Масло, выбрасываемое линией 34 питания, задерживается в коллекторе 36 до того, как давление масла не заставит его попасть в полый, двустенный фланец 37. Трубопроводы управления 38 проходят между полым пространством фланца 37 и приводным механизмом 31, проходя через держатель сателлитов 14, и собираются на подступе ко второй конической муфте 13 перед тем, как достичь полости 30. Они могут быть в количестве четырех, двух для каждого из винтов 1 и 2 и для подачи и отвода масла.

Трубопроводы управления 38 проходят через отверстия 39 и 40, которые выполнены или в кольцах 42, образующих каркас держателя сателлитов 14, между сателлитами 15, или через опорные валы 43 сателлитов 15 при помощи подшипников 44. Первая конструкция изображена на фиг.3 и 4. Другая конструкция изображена на фиг.5, на которой видно, что трубопроводы управления, обозначенные теперь цифровой позицией 38', занимают часть сечения отверстий 40, обеспечивая при этом возможность частичной подачи масла к подшипникам 44. Безусловно, отверстия 39 можно, таким образом, не выполнять.

Было приведено описание гидравлического приводного механизма 31, питаемого маслом. Хотя изобретение и является, таким образом, особенно предпочтительным, оно не ограничивается данными приводными механизмами. Оно могло бы быть применено, например, к электрическим приводным механизмам 31, установленным в том же месте, причем гидравлические трубопроводы, образующие линии, заменены линиями электроэнергии, которые представлены жесткими оболочками электрических кабелей, а уплотнение для подвижных соединений 50 - адаптированным уплотнением для подвижных соединений, например, с щеткой, причем коллектор является, таким образом, проводящей кольцевой полоской, о которую трется щетка, завершающая кабель, установленный через корпус. Общее расположение системы не будет изменено.

Изобретение относится к области авиации, в частности к устройствам регулирования шага винтов. Устройство с винтами противоположного вращения, имеющее средство изменения шага, содержит пару винтов противоположного вращения с изменяемым шагом. Шаг может изменяться посредством приводного механизма (31), расположенного в центральной полости валов. Система подвода энергии к приводному механизму (31) содержит линию (34) питания, проходящую в статический корпус (5) рядом с эпициклоидальной передачей (17), линии управления (38), которые подходят к приводному механизму (31) и проходят через держатель сателлитов (14) эпициклоидальной передачи (17). Соединение осуществляется посредством уплотнения для подвижных соединений с коллектором. Такой подвод позволяет избежать турбин с высокой температурой. Приводной механизм может быть электрическим, при этом уплотнения для подвижных соединений представляют собой уплотнения для электрических соединений. Система подвода содержит линии смазки (51), которые проходят от круглого коллектора до опорных подшипников (44) шестерен сателлитов (15) на держателе (14). Обеспечивается улучшение характеристик приводного механизма за счет снижения рабочей температуры. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство с винтами противоположного вращения (1, 2), содержащее средство изменения шага винтов и трансмиссию с эпициклоидальной передачей (17) между турбиной приведения в движение (18) и винтами, причем средство изменения шага содержит приводной механизм (31), питаемый энергией и расположенный в полости (30), окруженной концентрическими валами (3, 4), соединяющими эпициклоидальную передачу (17) с винтами (1, 2), а также систему подвода энергии от статора (33) к приводному механизму, отличающееся тем, что система подвода содержит линию (34) питания, пересекающую статический корпус (5) статора, причем статический корпус проходит между турбиной (18) и эпициклоидальной передачей (17), а затем - уплотнение для подвижных соединений (50) между концом линии питания и вращающимся круглым коллектором (36) и, наконец, линии управления (38, 38'), соединяющие коллектор с приводным механизмом, причем упомянутые линии управления проходят через держатель сателлитов (14) эпициклоидальной передачи.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что энергия является электричеством, а приводной механизм - электрическим, причем уплотнение для подвижных соединений представляет собой уплотнение для электрических соединений.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система подвода содержит также линии смазки (51), которые проходят от круглого коллектора до опорных подшипников (44) шестерен сателлитов (15) на держателе сателлитов (14).

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что подшипники сателлитов содержат отверстия (40) в валах (43), установленных на держатель сателлитов, а линии управления (38') проходят через упомянутые отверстия.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линии управления (38) проходят через кольцо (42), образуя каркас держателя сателлитов (14).