Лопасть несущего винта вертолета Советский патент 1986 года по МПК B64C27/473 

- Изобретение относится к авиационой технике, а гйленко к конструкции опасти несущего винта вертолета.

Известна лопасть винта вертолета, имещая единичный полый металлический лонжерон с постоянным поперечным сечением и постепенно уменьшаклцейся толщиной стенки, наполнитель лопасти, удельный вес которого меньше удельного веса лонжерона, а также переднкяо кромку, соединенную с наполнителем. Лонжерон имеет форму трапеоди с большими сторонами, проходящими в направлении хорды лопасти. Лонжерон распеложен так, что-, бы центр тяжести лопасти сосредотачивался ближе к передней кромке лопасти.

Известна также лопасть, несущего винта вертолета со стальным трубчатым лонжероном переменного поперечного , по длине которого смонтирован каркас, образукиций аэродина-х мический профиль лопасти и состоящий из носовой и хвостовых частей, выполненных в виде контуров из стеклопластика с заполнителем. Для защиты лонжерона лопасти от коррозии он покрыт по всей нарзгжяой поверхности оболочкой из стеклопластика.

При большой длине лопастей несущего винта (большом диаметре винта) изменение формы поперечного сечения лонжерона (а значит.его гшощади, момента ийерции, момента сопротивления изгибу т.п.) по длине лопасти определяется в основном допустимыми напряжениями растяжения в лонжероне от центробежной силы, напряжениями изгиба при свесе лопасти на стоянке, допустимой величиной свеса на стоянке, резонансныьй характеристиками лопастей и техйол:огическими возможностями изготовления труб переменного сечения.

Указанные выше лопасти обладают с цёственнь недостатком, заислючающимся в том, что форма поперечного сечения-лонжерона и изменение ее по

длине лояастк при достаточно больших длинах лопасти (диаметр винта более 20-25 м) не обеспечивает оптимального сочетания перечисленных выше характеристик.; ;

Цепью изобретения является повышеНие ресурса и снижение веса лопасти большой (более 25 м) длины за счет опт1Й4ального изменения формы

поперечного сечения лонжерона по радиусу лопасти.

Цель достигается благодаря тому, что в лопасти, содержащей трубчатый

лонжерон переменного поперечного сечения со стыковочными проушинами,, по длине которого смонтировала носо-. вая и хвостовая части лопасти на участке от 0,95-1,0 до

f 0,45-0,55 от оси вращения винта лонжерон имеет каплевидную форму с постоянной толщиной стенки, на участке от г 0,45-0,55 до г 0,2-0,23 выполнен плавный переход с каплевидной формь на круглую цилиндрическую с постоянным наружным периметром и плавным увеличением толщины стенки на 25-30% на участке от ,2-0,23

до f 0,17-0,19 выполнен в форме кругового цилиндра с плавным увеличением толщины стенки на 20-25%, на участке от г 0,17-0,19 ,16 В-форме кругового усеченного конуса с увеличением диаметра к оси вращения винта с конусностью 1:451:55 и с плавным уменьшением толщины стенки на 10-15% на участке от f 0,15-0,16 до f 0,135-0,145 в форме кругового усеченного конуса с увеличением диаметра к оси вращения винта с конусностью 1:5-1:6 и с постоянной толщиной стенки, на участке от f ,145до г 0,1-0,12 лонжерон выполнен в форме перехода с

5 кру, на прямоугольник с плавным увелй4eHijeM наружного периметра в 1,5-2 раза и плавным увеличением толщины стенки в 7-9 раз с дальнейшим переходом от замкнутого прямоугольного

0 поперечного сучения к двум раздельным щекам с четырьмя плоскими проушинами, имекицими отверстия для стьжовочных болтов.

Выполнение такой конструкции п65 зволяет получить допустимый уровень напряжений растяжения от центробежной силы и напряжений при свесе в лонжероне, умеренную величину свеса лопасти, благоприятные частоты соб.0 ственных колебаний, вьюркие усталостную прочность,ресурс и технологичность изготовления.

На фиг.1 изображена предпагаемая лопасть, план; на: фиг. 2 - сечение

5 А-А Лиг.1: на dMr.3 - лонжерон в плане; на фйг.4 - сечение Б-Б фиг.З; на иг.5 - сечение В-В фиг.3; на фиг.6 - сечение Г-Г фиг.З; на фиг. сечение Д-Д фиг.З; на фиг.8 - сечение Е-Е фиг.З; на фиг.9 - вид по стрелке К фиг.З. Лопасть несущего винта вертолета имеет основной силовой элемент - лр жерон 1 (фиг.1, 2), носовую часть 2 из композиционных материалов, непосредственно скрепленную с Лонжероно и хвостовую часть 3, прикрепленную носовой части 2. Лонжерон 1 (фиг.З) представляет из себя стальную трубу переменного сечения. Участок лонжерона от г 0,95-1 до г 0,45-0,55 имеет каплевидный наружньй контур и постоянную толщину стенки (фиг.4). Участок от г 0,45-0,55 до г 0,,23 (фиг.З) переходный с каплевидной формы (фиг.4) на круглую цилиндрическую (фиг.5) с постеянным наружным периметром по всей длине переходного участка при плавном увеличении толщины стенки на 25-30% на этой же длине. Участок от Т 0,2-0.,23 до г 0,17-0,19 (фиг.З) круговой цилиндрической с плавным увеличением толпщны стенки на 20-25%. Участок от г 0,17-0,19 до f 0,15-0,16. Круговой усеченный конус с меньшим диаметром (фиг.5) на г 0,17-0, и большим диаметром (фиг.6) на г 0,15-0,16 с конусностью 1:45-lJ5 Плавным уменьшением толщины стенки на 10-15% по длине Участка. Участок от г 0,15-0,16 до г 0,135-0,145 (фиг.З) круговой усеченный конус с меньшим диаметром на г 0,,16 (фиг.6) большим диаме-Гром на г 0,135-0,145 (фиг.7) с конусностью 1:5-1:6 с постоянной толщиной стенки. Участок от г 0,135-0,145 до г 0,1-0,12 (фиг.3) - переход с круга (фиг.7) на прямоугольник (фиг.8) с главнь м увеличением наружного периметра «1,5-2 раза и главным увеличением толщины стенки в 7-9 раз с последующим переходом к двум раздельным щекам 4 (фиг,3) с четырьмя плоскими проушинами 5 (фиг.9) имеюпщми отверстия 6 для стьжовоуных болтов. Указанная конструкция позволяет получить лонжерон с допустимым уров нем напряжений растяжения от.центробежной силы, напряжений при- свесе в лонжероне, малую величину свеса члопасти, благоприятные частоты собственных колебаний, высокие устал остную прочность и технологичность изготовления. Сравнительные расчеты данной лопасти с известной показали, что ве совые характеристики лопасти улучшены на 40% при сохранении уровня переменных напряжений, а значит и ресурса.

ЛОПАСТЬ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА, содержащая стальной трубчатый лонжерон переменного поперечного сечения со стыковочными проушинами, , по длине, которого смонтирована носовая и хвостовая части лопасти, o^т - л. и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ресурса и сни*ения веса, лопасГти за счет оптимального изменения формы поперечного сечений лонжерона по радиусу лопасти, на участке от ?= 0,95-1,0 до г =0,45-0,55 от оси вращения винта лонжерон имеет каплевидную форму с постоянной толщиной стенки» на участке от Е = 0,45-0,55 до ; г =* 0,2-0,23 выполнен плавный переход с каплевидной формы на круглую цилиндрическую с постоянным наруж- 'ным периметром и плавным увеличением толщины стенки на 25-30%, на участке от г = 0,2-0,23 до г = 0,17-0,19 выполнен в форме кругового цилиндра с плавным .увеличением толщины стенкн„.. на2_р-25% научастке от? = 0,17-0,19 до г =0,15-0,16 в форме кругового усеченного конуса с увеличением диаметра к оси вращ*енкя винта конусностью 1:45-1:55 и с плавным уменьшением толщины стенки на 10-15%, на учас-^ ткеот f = 0,15-0,16 до г = 0,135-0,145 в форме кругового усеченного конуса с увеличением диаметра к оси вращения винта с конусностью 1:5-1:6 и с постоянной толщиной стенки, на участке от г =' 0,135-0,145 до г = 0,1 -0,12 '^ лонжерон выполнен в форме перехода с круга на прямоугольник с плавным увеличением наружного периметра в 1,5-2 раза и плавным увеличением толщины стенки в 7-9 раз с дальнейшим переходом от замкнутого прямоугольного поперечного сечения к двум раздельным щекам с четырьмя плоскими про- ушияами, имеющими отверстия для стыковочных болтов. »и^""-'-' . ': : • • г . '..'"^(Л00сг>& СПО1

fpuz:2

f-

ВидК

iPuzS

Шг.9