ЛОПАСТЬ ВИНТА Советский патент 1997 года по МПК G01M9/08 B64C27/46 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям лопастей рулевых и воздушных винтов, а также вентиляторов, в том числе вентиляторов аэродинамических труб и авиадвигателей.

Цель изобретения увеличение прочностного ресурса винта и повышение надежности его работы.

На фиг. 1 представлен общий вид лопасти модели винта: на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1.

Лопасть модели винта (фиг. 1) состоит из: контура 1, лонжерона 2. Контур выполнен из слоев однонаправленных высокомодульных волокон с E≥ 9000 кгс/мм². соединенных связующим, чередующихся послойно под углами ±45^o к направлению продольной оси лопасти. Удлинение контура пера составляет , сужение , толщина стенок .

Плоский сплошной лонжерон 2 выполняет одновременно функцию жгута, который набран из слоев однонаправленных высокомодульных волокон с σ_b ≥ 180 кгс/мм² ≥180 кгс/мм² и E ≥ 9000 кгс/мм², уложенных вдоль его продольной оси.

Площадь поперечного сечения лонжерона в интервале от комля до относительного радиуса лопасти составляет F_iлонж (0,8-2,2)L_i, а его строительная высота в каждом сечении лонжерона составляет

Лонжерон в концевой части пера выполнен с углом отклонения после его встречи c передней кромкой, равным углу отклонения передней кромки контура пера с заполнением при этом собой внутреннего объема пера до его передней кромки.

Полости между контуром 1 и лонжероном 2 в носовой и хвостовой частях пера заполнены пенопластными блоками 3.

Работа лопасти заключается в следующем.

Контур 1 воспринимает аэродинамические и массовые нагрузки, приходящиеся на него, и передает их лонжерону 2, который, в свою очередь, передает их и инерционные силы, возникшие на самом лонжероне, на ступицу винта. Одновременно контур обеспечивает необходимую лопасти жесткость кручения, чтобы предотвратить возникновение срывного флаттера.

Лонжерон принимает на себя все силы, действующие на лопасть: аэродинамические, изгибающие и скручивающие перо, и массовые, его растягивающие.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям лопастей рулевых и воздушных винтов, а также вентиляторов, в том числе вентиляторов аэродинамических труб и авиадвигателей. Целью является увеличение прочностного ресурса винта и повышение надежности его работы. Лопасть винта содержит соединенные между собой оболочку, выполненную в виде замкнутого контура из слоев однонаправленных высокомодульных волокон, уложенных под углом ±45^o в продольной оси лопасти, и лонжерон, помещенный внутри контура и выполненный сплошным, из высокопрочных с пределом прочности σ_b≥ 180 кг/мм² волокон органопластика, уложенных вдоль его продольной оси. Геометрическое удлинение лопасти , сужение , толщина стенки оболочки , где C¹ - наибольшая толщина профиля контура в 1-м сечении. Величина площади лонжерона F_iлонж в интервале расстояний от прикомлевой части лопасти до сечения с радиусом повышает в каждом сечении величину длины контура L_iконр. от данного сечения до конца лопасти в 0,8 - 2,2 раза. Лонжерон в месте встречи его с передней кромкой пера отклонен совместно с кромкой на угол текущей саблевидности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Лопасть винта, содержащая соединенные между собой оболочку, выполненную в виде замкнутого контура из слоев однонаправленных волокон, уложенных под углом ±45^o к продольной оси лопасти, и лонжерон, выполненный из слоев однонаправленных высокомодульных волокон органопластика, уложенных вдоль его продольной оси, отличающаяся тем, что, с целью увеличения прочностного ресурса винта и повышения надежности его работы, лопасть выполнена со следующими геометрическими характеристиками: геометрическое удлинение λ^∞ = 2-2,8, сужение K^∞ = 3-4, толщина стенки оболочки δⁱ=(0,1-0,2)Cⁱ, где С¹ - наибольшая толщина профиля контура в 1-ом сечении, при этом лонжерон выполнен сплошным с пределом прочности, выбираемым из соотношения σ_b≥ 180 кгс/мм², а величина площади лонжерона F_{i л о н ж} в интервале расстояний от прикомлевой части лопасти до сечения с радиусом, определяемым из соотношения r 0,7±5% превышает в каждом сечении величину длины контура 1_{i к о н т} от данного сечения до конца лопасти в 0,8 2,2 раза, причем однонаправленные высокомодульные волокна оболочки и лонжерона выполнены из материала с модулем упругости, выбираемым из соотношения E≥9000 кгс/мм². 2. Лопасть по п.1, отличающаяся тем, что лонжерон в концевой части пера выполнен с углом отклонения после его встречи с передней кромкой, равным углу отклонения передней кромки контура, с заполнением при этом собой внутреннего объема пера до его передней кромки.