САБЛЕВИДНАЯ КОМПОЗИЦИОННАЯ ЛОПАСТЬ ВОЗДУШНОГО ВИНТА Советский патент 1995 года по МПК B64C11/26 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к композиционным лопастям для летательных аппаратов и судов на воздушной подушке.

Известны лопасти воздушных винтов из композиционных материалов с наполнителем в виде стекло-, угле- или бороволокна, содержащие комель, лонжерон, обшивку и заполнитель из материала с пониженным удельным весом [1].

Недостаток таких лопастей состоит в том, что они не обеспечивают упрощение технологии изготовления.

Известна лопасть воздушного винта, содержащая комель с лонжероном, обшивку, состоящую из двух частей, и заполнитель из материала с пониженным удельным весом [2].

Однако такая лопасть также не обеспечивает упрощение технологии изготовления без снижения прочных свойств лопасти.

Известна наиболее близкая к изобретению по технической сущности и решаемой задачи лопасть воздушного винта, содержащая лонжерон с комлем, обшивку, состоящую из верхней и нижней частей, заполнитель из материала с пониженным удельным весом (плотностью), размещенный внутри [3].

Недостатками указанной лопасти винта являются большая трудоемкость выкладки слоев наполнителя на лонжерон, имеющий большую кривизну, большая трудоемкость выкладки лонжерона коробчатого типа не составного для лопасти, недостаточная прочность лонжерона, выполненного из двух частей: верхней рабочей поверхности и нижней горбушки, скрепленных между собой, например, клеем ВК-9 или связующим.

Цель изобретения - упрощение изготовления лопасти без снижения прочности пера посредством выполнения лонжерона из трех оболочек. скрепленных между собой.

Указанная цель достигается тем, что в лопасти сердечник выполнен составным из прямоугольной и криволинейной частей, причем прямолинейная часть снабжена дополнительной внутренней оболочкой коробчатого сечения с переходом в комель, скрепленной с верхней и нижней половинами наружной оболочки, выполненными с фланцами, скрепленными между собой по передней и задней кромкам лонжерона, а по периметру фланцы сшиты нитью.

На фиг.1 показан профиль сечения лопасти; на фиг.2 - винт с лопастями; на фиг. 3 - прямолинейная часть сердечника лонжерона; на фиг.4 - криволинейная часть сердечника; на фиг.5 - лонжерон с фланцем; на фиг.6 - вид А на фиг. 5; на фиг.7 - сечение Б-Б на фиг.6 (с внутренней оболочкой коробчатого сечения); на фиг.8 - сечение В-В на фиг.6 (наружная оболочка).

Саблевидная композиционная лопасть 1 воздушного винта содержит обшивку 2, комель 3 с лонжероном 4, выполненным в виде сердечника из материала пониженным удельным весом и наружной оболочки, размещенной поверх и выполненной из верхней 5 и нижней 6 половин.

Сердечник выполнен составным из прямолинейной части 7 криволинейной части 8, причем прямолинейная часть снабжена дополнительной внутренней оболочкой 9 коробчатого сечения с переходом в комель 3, скрепленный с верхней 5 и нижней 6 половинами наружной оболочки, выполненными с фланцами 10, скрепленными между собой по передней кромке 11 и задней кромке 12 лонжерона, а по периметру фланцы сшиты нитью 13.

Задний вкладыш 14 лопасти выполнен из материала с пониженным весом, пенопласта.

Саблевидная композиционная лопасть воздушного винта работает следующим образом.

При вращении воздушного винта возникают центробежная сила от вращения лопастей, избегающий момент от тяги, крутящий момент от поперечных составляющих, а также динамические составляющие от перечисленных сил моментов, которые приходят на комель 3 лопасти 1 воздушного винта, закрепленный во втулке. В лонжероне 4 и лопасти, главным образом, от центробежной силы в задней кромке 12 возникают растягивающие напряжения, а в передней 11 - сжимающие напряжения.

Растягивающие и сжимающие напряжения возникают в кромках лонжеронов и лопастей от поперечных аэродинамических сил, изгибающих лопасть, так как нейтральная (фиг. 1) ось сечения не проходит через кромки. Поперечные силы приводят к появлению в сечениях как в лонжероне 4, так и в обшивке 2 лопасти 1 касательных напряжений.

С целью упрощения изготовления, сердечник лонжерона выполнен из прямолинейной 7 и криволинейной 8 частей, а оболочка - из трех частей: внутренней оболочки 9 коробчатого сечения, расположенной на прямолинейной части 7, и наружной из верхней 5 и нижней 6 половин.

Укладка оболочки 9 на прямолинейной части 7 существенно упрощается, поддается механизации, а замкнутое ее сечение лучше воспринимает нагрузки от лопасти 1 при минимально возможном весе и габаритах.

Наружная оболочка выполнена из верхней 5 и нижней 6 половин, которые можно предварительно комплектовать одновременно, что повышает технологичность изготовления. Соединение вместе сердечника прямолинейной его части 7 с расположенной на нем оболочки 9 с криволинейной частью 8 сердечника и расположение их между верхней 5 и нижней 6 половин оболочек лонжерона позволяет получить лонжерон переменной толщины, а дополнительное крепление половин нитью 13 или заклепками по фланцам 10, расположенным по передней 11 и задней 12 кромкам позволяет по сравнению с коробчатым лонжероном не снизить прочные качества как составного лонжерона, так и самой лопасти.

Наличие внутренней оболочки 9 коробчатого сечения с переходом в комель 3, выполненными на прямолинейной части 7 упрощают технологию изготовления лонжерона и лопасти в целом.

Наличие фланцев 10 у верхней 5 и нижней 6 половин упрощают технологию выкладки, а скрепление фланцев 10, кроме связующего, нитью 13 например, СВМ- К ТУ 6-06-453-87, позволяет сохранить прочные свойства составного лонжерона на уровне коробчатого или несколько выше. Наличие фланцев 10 дополнительно увеличивает жесткость лонжерона и лопасти 1 в целом.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к композиционным лопастям для летательных аппаратов. Цель изобретения - упрощение изготовления лопасти при сохранении ее прочности. Лопасть содержит комель 3 с лонжероном, оболочку и заполнитель из материала с пониженным удельным весом. Сердечник лонжерона выполнен составным из прямолинейной 7 и криволинейной 8 частей, причем прямолинейная часть сердечника снабжена внутренней оболочкой 9 коробчатого сечения с переходом в комель 3 лопасти, а наружная оболочка выполнена из верхней и нижней половин, скрепленных с внутренней оболочкой 9, сердечником лонжерона и фланцами между собой по передней кромке 11 и задней кромке 12, при этом по периметру фланцы скреплены нитью 13 или заклепками. 8 ил.

САБЛЕВИДНАЯ КОМПОЗИЦИОННАЯ ЛОПАСТЬ ВОЗДУШНОГО ВИНТА, содержащая обшивку, комель с лонжероном, выполненным в виде сердечника из материала с пониженным удельным весом и наружной оболочки, размещенной поверх сердечника и выполненной из двух половин - верхней и нижней, отличающаяся тем, что, с целью упрощения изготовления лопасти при сохранении ее прочности, в ней сердечник выполнен составным из прямолинейной и криволинейной частей, причем прямолинейная часть снабжена дополнительной внутренней оболочкой коробчатого сечения с переходом в комель, скрепленной с верхней и нижней половинами наружной оболочки, выполненными с фланцами, скрепленными между собой по передней и задней кромкам лопасти, а по ее периметру фланцы сшиты нитью.