СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДИСКОВОГО КРЫЛА В НЕСУЩИЙ ВИНТ Российский патент 2017 года по МПК B64C27/24 

Изобретение относится к авиационной технике, и в частности к самолето- и вертолетостроению, и может быть использовано при создании крыла самолета вертикального взлета и посадки, преобразуемого в несущий винт.

Известны способы преобразования дискового крыла, позволяющие выдвигать лопасти из диска и убирать в диск на взлете и при посадке (RU 2101215, EP 2492192).

Прототипом предлагаемого изобретения может быть способ (RU 2385267), который имеет некоторые недостатки. Так лопасть при уборке и выпуске продвигается через фильеру определенного размера и не может иметь переменную по длине форму сечения, сложную форму лопасти в плане, стреловидную законцовку или роговую компенсацию, фильера затрудняет использование серворулей и сервозакрылков и так далее.

Предлагаемое изобретение представляет собой способ преобразования дискового крыла в несущий винт на режимах взлета и посадки, свободный от указанных недостатков прототипа. Процесс преобразования определяется поворотом лопасти, комель которой соединяется с периметром диска пространственным шарниром, из полости диска в рабочее положение и обратно. Для этого диск разрезается плоскостью, близкой к диаметральной, и разделенные части его соединяются шлиц-шарнирами, позволяющими частям диска раздвигаться на определенное расстояние, позволяющее выдвинуть или убрать лопасти. Шлиц-шарниры раздвигаются инерционными силами центростремительных ускорений присоединенных в их средних шарнирах масс, расположенных для этого на некотором расстоянии от оси вращения диска.

Выдвижение лопасти в рабочее положение определяется ее инерционной силой, вызывающей поворот лопасти в плоскости вращения относительно пространственного шарнира в положение, близкое к радиальному направлению.

Уборка лопасти в полость диска производится в тот же зазор зубчатым ремнем, укрепленным одним концом на лопасти, а другим - входящим в зацепление с барабаном, расположенным на валу в центре диска, торможение которого создает натяжение зубчатого ремня и уборку лопасти поворотом ее в полость диска.

Комель лопасти имеет две дополнительные точки, которыми вместе с пространственным шарниром определяется положение лопасти в пространстве. Эти точки, представляющие собой каретки, в моменты поворота лопасти перемещаются по рельсам. Форма рельса по вертикали задает в рабочем положении лопасти ее угол атаки (размер H на фиг. 4) и ограничивает взмах (размер h), если положение лопасти определяется двумя токами: одной кареткой и пространственным шарниром. Когда лопасть входит внутрь диска, в работу включается третья точка - вторая каретка, входящая в это время в соединение со вторым, коротким рельсом, задающая уже плоскость движения лопасти, совпадающую с плоскостью уборки ее в диск, то есть с плоскостью вращения диска.

Для пояснения технической сущности изобретения прилагаются чертежи:

фиг. 1 - вид крыла в плане (снята верхняя часть диска);

фиг. 2 - схема раскрытия диска (справа - взлетный режим, слева - крейсерский полет)

фиг. 3 - шлиц-шарнир раскрытия диска;

фиг. 4 - лопасть в рабочем положении;

1 - диск (верхняя часть);

2 - лопасть;

3 - барабан;

4 - зубчатый ремень;

5 - шлиц-шарнир;

6 - масса;

7 - рельс;

8 - короткий рельс;

9 - каретка;

10 - вторая каретка;

11 - пространственный шарнир.

Реализация предлагаемого способа.

Перед взлетом летательного аппарата с предлагаемым крылом барабан 3 и диск 1 соединены тормозом и могут вращаться только вместе и барабан 3 через зубчатый ремень 4 удерживает лопасти 2 внутри диска 1 (фиг. 1). Увеличение оборотов диска 1 создает инерционные силы масс 6, которые раздвигают шлиц-шарниры 5, поднимая верхнюю часть диска 1, создавая зазор между верхней 1 и нижней частями диска (фиг. 2). Далее, при некотором увеличении числа оборотов диска 1, инерционные силы размыкают тормоз, соединяющий диск 1 и барабан 3, и удерживающий лопасти 2, которые от собственных инерционных сил начинают поворачиваться к рабочему положению, втягивая зубчатый ремень 4 и вращая барабан 3.

До выхода из диска 1 лопасть 2, имеющая в комле каретки 9 и 10, которые перемещаются по рельсам 7 и 8, сохраняет плоскость движения, фиксируясь в трех точках пространства, определяемых формой рельсов 7 и 8 по вертикали, гарантируя определенные расстояния между движущимися частями крыла. Приближаясь к рабочему положению лопасти 2, вторая каретка 10 выходит из контакта с коротким рельсом 8 и лопасть 2, оставшись на двух шарнирах 9 и 11, получает возможность взмаха в плоскости, перпендикулярной оси OA (фиг. 3). Угол атаки лопасти 2 в рабочем положении определяется размером H, а регулятор взмаха - размером h комля лопасти 2 вместе с вертикальным перемещением при движении каретки 9 по рельсу 7.

При переходе на крейсерский режим полета убирают лопасти 2 в диск. Для этого барабан 3 тормозится, а продолжающий вращаться диск 1, имея запас кинетической энергии или, при необходимости, получая дополнительный момент от двигателя, наворачивает зубчатые ремни 4 на барабан 3, которые поворотом втягивают лопасти 2 в диск 1. Начинается с перемещений кареток 9 по рельсам 7, а в момент входа лопастей 2 в диск 1 еще и вторая каретка 10 входит в короткий рельс 8 и создает третью точку опоры для строгого сохранения плоскости движения лопасти 2 и, соответственно, надежного вхождения ее в диск 1. Завершение входа лопастей 2 в диск 1 определяет снятие торможения барабана 3 и включение торможения его для совместного вращения с диском 1, что одновременно фиксирует лопасти 2 в полости диска 1.

Операция преобразования диска-крыла перед посадкой и после приземления полностью повторяет вышеописанные действия.

Изобретение относится к области авиации, в частности к способам преобразования крыла в несущий винт. Способ преобразования дискового крыла в несущий винт и обратно, заключается в том, что лопасть выдвигают из диска-крыла ее инерционной силой, поворотом в плоскости диска относительно пространственного шарнира, соединяющего комель лопасти с периметром диска, в зазор, образуемый между частями диска. Части диска раздвигают шлиц-шарнирами, нагружаемыми в их средних шарнирах инерционными силами масс, расположенных в поле центростремительных ускорений диска. Убирают лопасти в зазор зубчатым ремнем, укрепленным одним концом на лопасти, а другим - входящим в зацепление с барабаном, расположенным на валу в центре диска. Торможение барабана создает натяжение зубчатого ремня и уборку лопасти поворотом ее в полость диска на каретках по рельсам, определяющим угол атаки и взмах лопасти в рабочем положении, и направление ее движения в плоскости вращения при входе в зазор диска. Обеспечивается выпуск и уборка лопастей сложной аэродинамической формы. 4 ил.

Способ преобразования дискового крыла в несущий винт, заключающийся в возможности уборки лопастей несущего винта во вращающийся диск и выдвижения их в рабочее положение на взлете и при посадке, отличающийся тем, что лопасть выдвигают из диска-крыла ее инерционной силой, поворотом в плоскости диска относительно пространственного шарнира, соединяющего комель лопасти с периметром диска, в зазор, образуемый между частями диска, разрезанного плоскостью, близкой к диаметральной, раздвигающимися шлиц-шарнирами, нагружаемыми в их средних шарнирах инерционными силами масс, расположенных в поле центростремительных ускорений диска, и убирают в этот зазор зубчатым ремнем, укрепленным одним концом на лопасти, а другим - входящим в зацепление с барабаном, расположенным на валу в центре диска, торможение которого создает натяжение зубчатого ремня и уборку лопасти поворотом ее в полость диска на каретках по рельсам, определяющим угол атаки и взмах лопасти в рабочем положении, и направление ее движения в плоскости вращения при входе в зазор диска.