Редуктор для соосных винтов Советский патент 1940 года по МПК B64D35/06 F16H1/22 

Винтомоторные установки самолетов имеют существенные недостатки, возникающие при их работе, оказывающие нежелательные воздействия на самолет, затрудняющие работу экипажа и понижающие экономичность винтомоторной группы.

При работе двигателя па самолет передается реактивный момент последнего, вызывающий такое перераспределение нагрузок на шасси, что одно из колес оказывается более нагруженным, чем другое; поэтому при рулежке самолет приобретает склонность к разворотам вокруг перегруженного колеса, что может привести к срыву пневматики с обода колеса. Особенно нежелательно проявление реактивного момента двигателя, создающего для самолета возможность к самопроизвольным разворотам при взлете, когда двигатель развивает максимальную мощность на небольщой скорости (при разбеге), так как это заставляет летчика работать рулем поворота.

Кроме того, при взлете поворот самолета отпосительно поперечной оси, производимый с целью отрыва хвоста самолета от земли, вызывает появление жироскопического момента винта.

усиливающего воздействие реактивного момента двигателя.

В полете на самолет действует кроме реактивного момента двигателя еще момент аэродинамических сил, вызываемых несимметричной погрузкой лобовой поверхности самолета аэродинамическими силами, благодаря закручиванию воздушной струи пропеллером, приводящему к обдуву самолета скошенным воздушным потоком. Косой обдув ухудшает обтекание самолета, увеличивает крен и дает неравномерное охлаждение цилиндров звездообразного двигателя в случае применения авиадвигателя воздушного охлаждения.

При виражах действие реактивного, момента двигателя и аэродинамического момента усугубляется еще появлением жироскопического момента винта и может привести к большому крену или забрасыванию самолета. Все эти силовые воздействия на самолет, проявляющиеся на разных этапах летной работы, не могут не затруднять работу экипажа и совсем нежелательны с точки зрения безопасности полета.

Применение одиночного тянущего воздушного винта в винтомоторных

установках целесообразно при небольших скоростях полета и при относительно небольших величинах мош,ностн, передаваемой на винт. Увеличение скорости полета современных самолетов и повышение мош:ности авиадвигателей затрудняют использование одиночного винта вследствие возрастания диаметра винта, необходимого для работы на большой мош,ности; препятствием же к увеличению диаметра винта, при сохранении наивыгоднейшего с точки зрения аэродинамики числа оборотов его, является возрастание окружной скорости конца лопасти пропеллера, сопровождающееся рядом нежелательных явлений, как например, вибрация лопастей, ухудшение работы винта и т. п.

При работе винта на скоростном са молете воздушный поток, закручиваемый винтом, вызывает увеличение сопротивления самолета, обтекаемого скошенным воздушным потоком, и приводит к падению коэфициента полезного действия винта, в связи с ростом потерь на закручивание воздушной струи по мере увеличения скорости полета.

Все перечисленные недостатки обусловлены применением одиночного винта в винтомоторных группах самолетов и могут быть устранены установкой двух соосных винтов, врашаюндихся в разные стороны с одинаковым числом оборотов. Применение соосных винтов устраняет действие реактивного момента двигателя и жироскопического момента винта, и благодаря раскрутке воздушной струи задним винтом улучшает обтекание самолета и повышает экономичность винтов. Материалы, полученные в результате экспериментов, подтверждают повышение коэфициента тяги, мощности и полезного действия двух соосных винтов на всех режимах сравнительно с одиночным винтом. Опытами также подтверждается возможность уменьшения диаметра и увеличения числа оборотов Д:вух винтов, работающих на ту же мощность, что и один винт. Уменьшение диаметра винта позволяет укоротить шасси, а следовательно уменьшить мощность, приходящуюся на один винт в комбинации соосных винтов, и дает возможность перехода от многолопастных винтов к двухлопастным, что также дает экономию в весе.

Предлагаемый редуктор для соосных винтов, вращающихся с равными скоростями в противоположные стороны, позволяет реализовать все преимущества, даваемые применением соосных винтов.

Согласно изобретению, это достигается тем, что на цапфе вала одного из пропеллеров помещается двойная сателлитная шестерня, сцепленная одним зубчатым венцом с неподвижной конической шестерней, а вторым венцом - с ведущей шестерней и с шестерней второго пропеллерного вала.

На чертеже фиг. 1 показывает кинематическую схему редуктора, фиг. 2 - /1родольный разрез но оси такого редуктора.

В связи с возможностью увеличения числа оборотов соосных винтов, редукция может быть уменьшена сравнительно с принятой в редукторах для одного винта.

В изображенном на чертеже случае редуктор имеет передаточное число больше У2.

Ведущая коническая шестерня 1,сиЛ,ящая на шлицах диска 1а, закрепленного на коленчатом валу, опирается на шаровую пяту (фиг. 2), дающую возможность устанавливаться ведущей шестерне 1 так, как это будет ей необходимо в зависимости от зазоров и усилий на зубцы со стороны сцепляющихся шестерен всей системы. Три двойные конические сателлитные шестерни 2 и 3 сцепляются своими зубчатыми венцами 2 с ведущей шестерней 1, а венцами 3 - с неподвижной также самоустанавливающейся шестерней 4. Сателлиты 2 и 3 смонтированы на скользящих подшипниках на цапфах 6 пропеллерного вала 8. С шестернями 2 сателлитов сцепляется коническая шестерня 5, смонтированная на шаровой няте и нередающая вращение валу 7 винта Ра через посредство шлицевого соединения. При работе двигателя шестерня 1 заставляет связанную с шестерней 2 шестерню 3 обегать вокруг неподвижной шестерни 4, чем приводится во вращение вал 8 винта PI. Так как шестерни 2 и 3 нредстаЕляют одио целое, то при вращении вала 8 винта Pj в одну , шестерня 2 приводит во вращеиие вал 7 Винта Р., в обратную сторону. Вал 8 переднего винта JP монтируется на скользящих подшипниках носка коленчатого вала и передает тяговое усилие на носовой шарикоподшипник 9 (фиг. 2) через посредство промежуточного шарикоподшипника. Вал 7 заднего винта Р.. имеет скользящие опоры и передает тягу также на подшипник 9. Скользящие подшипники носка коленчатого вала и подшипник 9 разгружены благодаря нейтрализации реактивного момента двигателя и жироскопического момента винта. На носок колепчатого вала, картер редуктора и подмоторную раму при виражах действие жироскопического момента не передается, что позволяет облегчить эти детали.

Предмет изобретения.

Редуктор для соосных винтов с применением системы зубчатых конических шестерен в передаче мощности от мотора к винтам, вращающимся с равными скоростями в противоположном направлении, отличающийся тем, что двойная сателлитная шестерня помещена на цапфе 6 вала 8 одного из пропеллеров и сцеплена одним зубчатым венцом 3 с неподвижной конической шестерней 4, а вторым венцом 2- с ведущей шестерней 1 и шестерней 5 второго пропеллерного 7.

фиг. 2