Лопасти несущего винта для автожира и вертолета с переменной круткой Российский патент 2019 года по МПК B64C27/467 

Изобретение относится к авиационной технике в частности к изготовлению несущих винтов для автожиров и вертолетов.

Известно множество легких вертолетов, лопасти ротора которых, не имеют вообще крутки, то есть угол атаки лопасти, относительно плоскости вращения ротора, одинаковый по всей длине лопасти (вертолет R-44).

Известен более тяжелый (вертолет МИ-2). Его лопасти уже имеют отрицательную крутку фиг. 1 (а). В корневой части лопасти, место крепления лопасти к втулке ротора, угол атаки лопасти к плоскости вращения ротора максимальный (ϕ_max), а на конце лопасти угол атаки минимальный (ϕ_min). Крутка лопасти (разница между углом атаки в корне лопасти и углом атаки на конце лопасти) может составлять от 6 до 12°. Отрицательная крутка лопастей вертолета благоприятно сказывается на грузоподъемности вертолета при зависании. При горизонтальном же полете (косом обдуве ротора вертолета), когда эффективно работают в основном концевые части ротора, большой угол атаки в корневой части лопасти создает только сопротивление набегающему потоку. Минимальный же угол атаки законцовки лопасти с отрицательной геометрической круткой улучшает скоростные показатели вертолета.

Недостатком лопастей с отрицательной круткой является плохая авторотация ротора вертолета при аварийной ситуации, то есть при отказе двигателя.

Известно, что для автожира показатель авторотации ротора является основным. В большинстве случаев лопасти ротора автожиров, изготавливают без крутки, но в лучших мировых образцах, таких как американский автожир (Dragon Wings), для расширения зоны авторотации ротора лопасти имеют положительную крутку (крутка, противоположная вертолетной) около 6°, фиг. 1 (б). Автожирная лопасть Dragon Wings у корневой части имеет почти нулевой угол атаки (ϕ_min), а на конце лопасти максимальный угол атаки (ϕ_max) около 6°. Лопасть с положительной круткой прекрасно авторатирует.

Недостатком лопасти автожира с положительной круткой является большой угол атаки (ϕ_max) на конце лопасти. При увеличении скорости большой угол атаки (ϕ_min) на конце лопасти, фиг. 1 (б), провоцирует срыв потока воздуха, в результате чего наступает флаттер, при этом существенно ограничивается скорость автожира.

Наиболее близким техническим решением является скоростной комбинированный винтокрыл, в котором используются винты с большой круткой их лопастей (патент RU 2610326, МПК B64C 27/22, опубл. 09.02.2017).

Недостатком является то, что винтокрыл с такими лопастями не имеет хорошей степени авторотации.

В основу заявляемого изобретения положена задача создания лопасти несущего винта как для автожира, так и для вертолета с хорошей степенью авторотации и высокими скоростными характеристиками.

Поставленная задача решается с помощью лопасти несущего винта для автожира и вертолета, имеющей крутку. От корневой части лопасти (место соединения лопасти с втулкой ротора), в пределах 0,8 длины радиуса ротора, лопасть выполнена с положительной круткой, а на оставшейся части длины лопасти крутка выполнена отрицательной.

Созданная лопасть для несущего винта автожира и вертолета имеет переменную крутку по длине лопасти, выполненную определенным образом.

Таким образом, техническим результатом является создание скоростной и прекрасно авторатирующей лопасти для автожира или высокоскоростной и в случае отказа двигателя прекрасно авторатирующей лопасти для вертолета.

На фиг. 1 (а) показан общий вид лопасти вертолета с отрицательной круткой (ϕ_max) в корневой части и (ϕ_min) в конце лопасти.

На фиг. 1 (б) представлен общий вид лопасти автожира с положительной круткой (ϕ_min) в корневой части и (ϕ_max) в конце лопасти.

На фиг. 2 (а) показан график пересечения геометрической крутки лопасти автожира (1), с геометрической круткой лопасти вертолета (2).

На фиг. 2 (б) показано выполнение крутки по длине предлагаемой лопасти и график совмещения корневой части лопасти автожира с положительной круткой (1), с графиком концевой части лопасти вертолета с отрицательной круткой (2). Получаем график с переменной круткой.

На фиг. 2 (с) показано распределение крутки по длине лопасти, вид сверху.

Заявляемая лопасть имеет переменную геометрическую крутку, увеличивающуюся на участке от корня (место крепления лопасти к втулке ротора) в пределах 0,8 длины радиуса ротора, и затем уменьшающуюся в концевом сечении лопасти.

Таким образом, получаем скоростную и прекрасно авторатирующую лопасть для автожира или высокоскоростную и (в случае отказа двигателя) прекрасно авторатирующую лопасть для вертолета.

Изобретение применяется при изготовлении лопастей для несущих винтов автожиров и скоростных вертолетов.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к изготовлению несущих винтов для автожиров и вертолетов. Лопасть несущего винта для автожира и вертолета имеет крутку. От корневой части лопасти (место соединения лопасти с втулкой ротора), в пределах 0,8 длины радиуса ротора, лопасть выполнена с положительной круткой, а на оставшейся части длины лопасти крутка выполнена отрицательной. Обеспечивается улучшение авторотации и повышение скорости полета. 2 ил.

Лопасть несущего винта для автожира и вертолета, имеющая крутку, отличающаяся тем, что от корневой части лопасти (место соединения лопасти с втулкой ротора), в пределах 0,8 длины радиуса ротора, лопасть выполнена с положительной круткой, а на оставшейся части длины лопасти крутка выполнена отрицательной.