Привод несущего винта автожира

Использование: на автожирах для улучшения взлетных характеристик. Сущность: привод несущего винта содержит теплоизолированный баллон с нагревателем (типа бензиновой горелки или другой), пусковой кран и магистрали, подающие пар к реактивным соплам, расположенные на концах лопастей несущего винта. Пар вырабатывается и накапливается до взлета в баллоне посредством нагревателя. После открытия пускового крана, пар поступает на концы лопастей и выходит через реактивные сопла. Под действием тяги реактивных сопел раскручивается несущий винт. Таким образом, можно получить вертикальный взлет летательного аппарата. Пар, накопленный в баллоне, расходуется только на взлет. Вся система полностью монтируется на летательном аппарате.

Полезная модель относится к авиационной технике, в частности, к системе предварительной раскрутки несущего винта автожира.

Автожиру для взлета, как и самолету, необходим разбег. Длина разбега зависит от качества предварительной раскрутки несущего винта.

Известны три типа привода несущего винта автожира для предварительной раскрутки: механическая, электрическая и гидравлическая. /1/ Основным недостатком данных приводов является наличие реактивного момента на втулке несущего винта, который ограничивает частоту предварительной раскрутки, а следовательно, увеличивается длина разбега при взлете.

Известны летательные аппараты, такие как вертолет-автожир X-1 СКБ МАИ /2/, сельскохозяйственный автожир ОКБ Камова /3/, конвертоплан Fairey "Rotodyne" /4/ и др, на которых привод несущего винта - реактивный. Реактивный привод позволяет, в силу отсутствия реактивного момента, раскрутить несущий винт до любой частоты вращения (при наличии необходимой мощности), а значит, возможен вертикальный взлет летательного аппарата.

Реактивный привод состоит из компрессора, приводимого двигателем, магистрали подачи воздуха, узла передачи воздуха через ступицу несущего винта и реактивных сопел, расположенных на концах лопастей несущего винта. Его суть заключается в том, что компрессор подает сжатый воздух, через ступицу несущего винта на концы лопастей. Сжатый воздух, выходя из реактивных сопел, создает тягу. Реактивная тяга вращает несущий винт. Особенность данной схемы в том, что отсутствует реактивный момент на втулке несущего винта, а значит и отсутствуют системы его компенсации. /5/

Основным недостатком данной схемы является завышенная мощность силовой установки вследствие малой энергонесущей способности воздуха, что приводит к дополнительному расходу топлива, усложнению конструкции и увеличению шума.

Отмеченные недостатки устранены в реактивно-паровом приводе несущего винта автожира содержащий магистрали, реактивные сопла, расположенные на концах лопастей и узел передачи газа через ступицу несущего винта. В качестве рабочего тела используют водяной пар, получаемый нагревом воды, содержащейся в теплоизолированном баллоне, соединенным с магистралями через пусковой кран, при этом подвод тепла для получения пара осуществляют нагревателем. Водяной пар имеет большую, по сравнению с воздухом, энергонесущую способность, что позволяет более эффективно подать на несущий винт необходимую для взлета мощность. Указанный технический результат обеспечивается заявленным приводом, содержащий магистрали, реактивные сопла, расположенные на концах лопастей и узел передачи газа через ступицу несущего винта. Сущность полезной модели поясняется чертежом, где номерами обозначены следующие позиции:

1 - Теплоизолированный баллон; 2 - Нагреватель пара; 3 - Пусковой кран; 4 - Узел передачи пара через ступицу несущего винта; 5 - Лопасти несущего винта; 6 - Реактивные сопла; 7 - Магистрали.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному привода является привод автожира по заявке US 3990625, публикация 1976 г.

Основными отличиями известного устройства (US 3990625) от заявленного заключается в том, что: используется котел в качестве генератора пара. Для работоспособности котла обязательно нужен насос (28), который перекачивает воду из расходной емкости (26) в котел (30). (рисунок приложен к заявке US 3990625). Котел работает непрерывно в полете. В заявленном приводе, вода непосредственно заправляется перед работой в баллон и там же нагревается. Нагрев ведется до взлета. Во время взлета пар расходуется накопленный в баллоне, а не непрерывно вырабатывается как в предложенном аналоге (US 3990625).

Система работает следующим образом:

В баллон заливается определенное количество воды и закрывается пусковой кран. Производится нагрев воды при помощи нагревателя (например, бензинового) до получения пара необходимого давления и температуры. Открывается пусковой клапан и пар поступает по магистралям на концы лопастей. Пар выходящий из реактивных сопел создает тягу, которая раскручивает несущий винт до необходимой частоты вращения. Тем самым осуществляется вертикальный взлет. На определенной высоте аппарат переходит в режим авторотации и горизонтальный полет. Далее полет летательного аппарата осуществляется как на обычном автожире. При взлете, в случае необходимости, пилот может закрыть кран и прекратить взлет. При этом аппарат с любой высоты осуществит посадку в режиме авторотации.

Преимущества данного привода:

- Является экономически выгоднее по сравнению с прототипом.

- Позволяет осуществить взлет по вертолетному (вертикальный взлет с малыми перегрузками и хорошей управляемостью);

- Имеет небольшую массу и небольшой объем;

- Обладает большим ресурсом и надежностью;

- Выбросы не являются токсичными и реактивные сопла не создают большого уровня шума.

Полезная модель направленна на улучшение взлетных характеристик автожира. Взлет автожира с реактивно-паровым приводом несущего винта может осуществляться несколькими способами: взлет по вертолетному, взлет с одновременным разгоном и набором высоты, взлет с разбегом по взлетно-посадочной полосе.

Список источников:

1.

2. Макаров Ю.В. Летательные аппараты МАИ. - М.: Изд-во МАИ, 1994. - 256 с.

3.

4.

5. Братухин И.П. Проектирование и конструкции вертолетов. - М.: Изд-во Оборонной промышленности, 1955. - 357 с.

Привод несущего винта автожира, содержащий магистрали, реактивные сопла, расположенные на концах лопастей и узел передачи газа через ступицу несущего винта, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют водяной пар, получаемый нагревом воды, содержащейся в теплоизолированном баллоне, соединенным с магистралями через пусковой кран, при этом подвод тепла для получения пара осуществляют нагревателем.