Несущий винт летательного аппарата

 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к устройству винтов летательного аппарата, преимущественно вертолета. Цель изобретения - повышение надежности винта за счет снижения нагрузок в плоскости вращения. Ось 1 рукава втулки установлена относительно оси 2 вращения несущего винта со смещением a. Расстояние от оси 4 вертикального шарнира до оси 2 вращения несущего винта равно l_вш Втулка содержит торсион 5, кожух 6, упругий элемент 7, установленный в направляющие 8 с зазором . 2 ил.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к устройству несущих винтов летательного аппарата, преимущественно вертолета.

Известен несущий винт летательного аппарата, содержащий V-образные торсионы, соединенные с втулкой и через вертикальные шарниры с переходниками крепления лопастей, кожухи из композиционного материала, размещенные вокруг торсионов, при этом на одном конце каждого кожуха закреплены рычаг управления углом установки лопасти и сферический подшипник, надетый на палец, закрепленный на втулке, а другой конец кожуха через вертикальный шарнир присоединен к торсиону и переходнику крепления лопасти, упругий элемент, расположенный в кожухе вдоль оси рукава между переходником крепления лопасти и рычагом управления углом установки лопасти, при этом разрезанный концом упругий элемент жестко соединен с проушинами переходника лопасти, а противоположным концом вставлен в направляющие на рычаге управления лопастью в плоскости вращения с зазором , выбираемым из соотношения l, где амплитуда угловых колебаний лопасти в вертикальном шарнире в полете; l расстояние от оси вертикального штыря до направляющих на рычаге управления углом установки лопасти. Ось рукава втулки установлена относительно оси вращения со смещением, величина которого выбирается с целью обеспечить равномерное распределение нагрузки между игольчатыми подшипниками горизонтального шарнира.

Недостатком этого несущего винта является то, что величина смещения а оси рукава втулки относительно оси вращения винта выбирается без учета величины статического момента аэродинамических сил, действующих на лопасть в плоскости вращения, относительно вертикального шарнира. В этом случае на выбранном режиме полета угол статического отстаивания лопасти не совпадает с углом между линией радиального положения лопасти и осью рукава втулки несущего винта. Тогда снижается или полностью исключается эффективность введенного зазора что не позволяет снизить нагрузки на плоскости вращения.

Целью изобретения является повышение надежности винта за счет снижения нагрузок в плоскости вращения.

Сущность изобретения заключается в том, что на несущем винте, содержащем V-образные торсионы, соединенные с втулкой и через вертикальные шарниры с переходниками крепления лопастей, кожухи из композиционного материала, размещенные вокруг тоpсионов, при этом на одном конце каждого кожуха закреплены рычаг управления углом установки лопасти и сферический подшипник, надетый на палец, закрепленный на втулке, а другой конец кожуха через вертикальный шарнир присоединен к торсиону и переходнику крепления лопасти, упругий элемент, расположенный в кожухе вдоль оси рукава между переходником крепления лопасти и рычагом управления углом установки лопасти, при этом разрезанным концом упругий элемент жестко соединен с проушинами переходника лопасти, а противоположным концом вставлен в направляющие на рычаге управления лопастью в плоскости вращения с зазором , выбираемым из соотношения l, где амплитуда угловых колебаний лопасти в вертикальном шарнире в полете; l расстояние от оси вертикального шарнира до направляющих на рычаге управления углом установки лопасти, смещение а оси рукава втулки относительно оси вращения винта выбирается из соотношения a где M_ст статический момент аэродинамических сил, действующих на лопасть в плоскости вращения, относительно вертикального шарнира; частота вращения винта; S_вш статический момент лопасти относительно вертикального шарнира.

На фиг. 1 показан рукав втулки несущего винта, вид сверху; на фиг. 2 зависимость углов отстаивания лопасти по скорости.

Ось 1 рукава установлена относительно оси 2 вращения несущего винта со смещением а. Ось радиального положения лопасти обозначена позицией 3. Расстояние от оси 4 вертикального шарнира до оси 2 вращения несущего винта обозначено lвш. Втулка содержит торсион 5, кожух 6, упругий элемент 7, установленный в направляющие 8 с зазором Угол между осью 3 радиального положения и осью 1 рукава обозначен _o частота вращения винта обозначена Статический угол отстаивания лопасти обозначен _ст. Амплитуда угловых колебаний лопасти относительно вертикального шарнира обозначена Величина в угловом выражении обозначена Несущий винт работает следующим образом.

При отсутствии сил сопротивления лопасть устанавливается по оси радиального положения лопасти. Но в реальных условиях на определенном режиме полета, характеризуемом величиной М_ст, лопасть отклоняется от оси радиального положения на угол _ст.

Уравнение статического отставания лопасти имеет следующий вид: C_л(_cт-_p)+²S_вшl_вшст=M_ст.

При этом необходимо выполнить условие _ст=_р Тогда ²S_вшl_вшp= M_ст, а _р= В итоге получаем ² S_вша М_ст. a В этом случае не снижается эффективность вводимого зазора .

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в том, что путем обеспечения при проектировании совпадения статического угла отставания лопасти и угла между осью радиального положения и осью рукава втулки несущего винта обеспечивается эффективность установки упругого элемента с зазором в плоскости вращения и направляющие на рычаге управления лопастью. В результате этого снижаются нагрузки на рукав втулки несущего винта в плоскости вращения.

Формула изобретения

НЕСУЩИЙ ВИНТ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, содержащий V-образные торсионы, соединенные с втулкой и через вертикальные шарниры с переходниками крепления лопастей, кожухи из композиционного материала, размещенные вокруг торсионов, при этом на одном конце каждого кожуха закреплен рычаг управления углом установки лопасти и сферический подшипник, надетый на палец, закрепленный на втулке, а другой конец кожуха через вертикальный шарнир присоединен к торсиону и переходнику крепления лопасти, упругий элемент, расположенный в кожухе вдоль оси рукава между переходником крепления лопасти и рычагом управления углом установки лопасти, при этом разрезанным концом упругий элемент жестко соединен с проушинами переходника лопасти, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности винта за счет снижения нагрузок в плоскости вращения, упругий элемент установлен в направляющие на рычаге управления поворотом лопасти в плоскости вращения с зазором , выбираемым из соотношения
D l,
где амплитуда угловых колебаний лопасти в вертикальном шарнире в полете;
l расстояние от оси вертикального шарнира до направляющих на рычаге управления углом установки лопасти,
а смещение оси рукава втулки относительно оси вращения а выбирают из соотношения

где M_ст статический момент аэродинамических сил, действующих на лопасть в плоскости вращения относительно вертикального шарнира;
частота вращения винта;
S_вш статический момент лопасти относительно вертикального шарнира.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2