Система управления привалова общим и циклическим шагом эластичной лопасти несущего винта комбинированного летательного аппарата

 

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к узлам и деталям несущих винтов летательных аппаратов. Целью изобретения является уменьшение нагрузки на тягу тарелки автомата перекоса, включение в систему управления компенсатора взмаха, разгрузка корневой части лопасти от крутильных напряжений, уменьшение габаритов и массы системы управления, повышение тяговых характеристик несущего винта. Система управления общим и циклическим шагом эластичной лопасти несущего винта комбинированного летательного аппарата содержит блок управления углом установки корневой части лопасти, установленном на барабане ее намотки, и блок стабилизации концевой части, содержащий центробежный груз с закрепленным на нем стабилизатором. На стабилизаторе закреплен сервозакрылок, связанный тягой с плечом трехплечей качалки. На втором плече качалки закреплен центробежный груз управления. Третье плечо качалки связано тросом с поршнем, соосным с осевым шарниром, закрепленным внутри барабана намотки лопасти. Поршень связан через шатун с плечом коромысла, второе плечо которого внутри барабана связано через Г-образную качалку с задней по вращению частью наружного корпуса осевого шарнира, в котором установлен поворотный узел крепления корневой части лопасти. Блок управления корневой части лопасти содержит поводок лопасти с концевой резьбовой частью, закрепленный на наружном корпусе осевого шарнира. Рычаг поводка связан тягой с тарелкой автомата перекоса. В корпусе поводка размещен блок стопорения. 3 ил.

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к узлам и деталям несущих винтов летательных аппаратов.

Известен летательный аппарат с гибкой выдвижной лопастью. Система управления лопастями этого винта не обеспечивает полной управляемости, так как концевая часть лопасти может иметь один фиксированный угол установки, задаваемый неподвижным стабилизатором.

Управление корневой частью лопасти предусмотрено путем принудительного деформирования лопасти с помощью накладки на лопасть тяг от нее к автомату перекоса, что неизбежно должно вызвать большие нагрузки на автомат перекоса и дополнительные крутильные напряжения в элементах лопасти, увеличение массы и габаритов системы управления, невозможность включения в систему управления компенсатора взмаха.

Жесткость эластичной лопасти при работе несущего винта обеспечивается центробежным концевым грузом лопасти, на котором закреплен стабилизатор. Груз создает дополнительное профильное сопротивление, так как выполнен в виде тела, профиль которого отличен от профиля лопасти. Груз в создании подъемной силы не участвует, вызывает общее падение подъемной силы лопасти.

Целью изобретения является уменьшение нагрузки на тягу тарелки автомата перекоса, включение в систему управления компенсатора взмаха, разгрузка корневой части лопасти от крутильных напряжений, уменьшение габаритов и массы системы управления, повышение тяговых характеристик несущего винта.

Поставленная цель достигается тем, что система управления общим и циклическим шагом эластичной лопасти несущего винта комбинированного летательного аппарата, содержащая блок управления углом установки корневой части лопасти, установленный на барабане ее намотки, и блок стабилизации концевой части, содержащий центробежный груз с закрепленным на нем стабилизатором, стабилизатор снабжен сервозакрылком, связанным тягой с одним из плечей трехплечей качалки, на втором плече которой закреплен центробежный груз управления, а третьим плечом связанной с тросом, пропущенным через всю лопасть, с поршнем, соосным осевому шарниру лопасти, одно из плечей коромысла связано через Г-образную качалку с задней по вращению частью наружного корпуса осевого шарнира, блок управления корневой части лопасти выполнен содержащим поводок лопасти с концевой резьбовой частью, закрепленный на наружном корпусе осевого шарнира так, что его ось совпадает с осью барабана при минимальном угле установки лопасти, рычаг поводка с резьбовой втулкой, связанный тягой с тарелкой автомата перекоса, установлен на резьбовой части поводка, имеющего упор рычага, и с поводком образует компенсатор взмаха лопасти, согласно изобретению снабжена блоком стопорения, размещенным в корпусе поводка и состоящим из стопора осевого шарнира, выполненного в виде ползуна с пальцем и втулкой, и стопора рычага поводка, имеющего ось вращения и прорезь, в которой размещена втулка стопора осевого шарнира, палец которого в свою очередь через паз кулисы с зубчатым сектором и шестерню связан с зубчатым сектором шестерни вращения барабана, при этом в контакте между собой стопор осевого шарнира и корпус барабана зафиксированы выступом шестерни барабана на упоре барабана, а в выключенном положении стопор зафиксирован подпружиненным фиксатором, взаимодействующим с выступом на кулисе.

На фиг.1 показана заявляемая система управления; на фиг.2 вид А на фиг. 1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1.

Концевая часть лопасти 1 имеет профиль лопасти с увеличенной хордой. Она выполняет функцию концевого центробежного груза лопасти, обеспечивая лопасти жесткость за счет центробежной силы при работе несущего винта и функцию стабилизатора. На стабилизаторе 2 закреплен сервозакрылок 3, который связан тягой 4 с плечом трехплечей качалки 5. Качалка размещена в стабилизаторе с осью вращения, находящейся впереди линии передней кромки лопасти. На втором плече качалки закреплен центробежный груз 6 управления. Положение оси вращения качалки выбрано таким образом, что центр тяжести груза 6 при любом его положении не вызывает смещения общего центра тяжести лопасти за 25%-ю отметку хорды для избежания флаттерных явлений. Третье плечо качалки связано тросом 7 с поршнем 8, соосным с осевым шарниром 9. Трос проходит через всю лопасть по линии, совпадающей с осью осевого шарнира 9 (позади эластичного лонжерона). Максимальному положительному углу отклонения сервозакрылка 4 (вниз) соответствует максимальный отрицательный угол установки конца лопасти. При этом плечо качалки 5, на котором закреплен груз 6, должно находиться в положении, близком к перпендикулярному по отношению к осевой линии лопасти, так как при этом будет действовать максимальный момент от действия центробежной силы груза 6 на качалке 5, для преодоления аэродинамического момента на сервозакрылке 3. Поворот 3 к его нулевому положению производится перемещением троса 7 с соответствующим поворотом качалки 6 против часовой стрелки. В этом случае усилие на тросе 7 равно разности между моментом центробежной силы груза на качалке и моментом на сервозакрылке.

На отрицательных углах установки сервозакрылка (отклонен вверх) усилие на тросе становится равным сумме аэродинамического момента на сервозакрылке и момента центробежной силы на качалке. Однако возрастание нагрузки на трос идет почти пропорционально возрастанию аэродинамического момента на сервозакрылке, так как уменьшается по закону синуса плечо качалки, на которое действует центробежная сила груза 6 (основная величина этой силы при этом воспринимается опорой оси вращения качалки 5).

Осевой шарнир 9 закреплен внутри барабана 10 намотки лопасти, барабан является горизонтальным шарниром лопасти.

Поршень 8 связан через шатун 11 с плечом коромысла 12, которое расположено на наружной поверхности барабана с шарнирной осью вращения, размещенной таким образом, что второе плечо коромысла внутри барабана связано через Г-образную качалку 13 с задней (по вращению) частью развитого наружного корпуса осевого шарнира 14, в котором установлен поворотный узел 15 крепления корневой части лопасти.

В поворотном узле 15 имеется радиальное отверстие 16 с выемкой для прохода троса 7. Выемка позволяет изгибаться тросу, освобожденному от нагрузки, по радиусу во время намотки лопасти.

В блок управления корневой частью лопасти входит поводок 17 лопасти, заканчивающийся резьбовой частью 18. Поводок 17 закреплен на наружном корпусе 14 осевого шарнира. Продольные оси поводка 17 и барабана 10 совпадают при минимальном угле установки лопасти. На резьбовой части поводка установлен рычаг 19 с резьбовой втулкой, связанный тягой 20 с тарелкой автомата перекоса, на поводке имеется упор 21 рычага 19.

Поводок с рычагом при рабочем положении лопасти образуют кинематическую связь, являющуюся компенсатором взмаха лопасти. Компенсатор взмаха в этой системе управления работает также, как на винте с жесткими лопастями. Отличие состоит лишь в том, что, если на жесткой лопасти управляющий сигнал по углу установки с учетом коэффициента компенсатора взмаха передается от комля на конец лопасти за счет жесткости лонжерона на кручение, то на эластичной лопасти через систему управления на сервозакрылок.

В корпусе поводка 17 размещен блок стопорения. В него входят стопор 22 осевого шарнира и стопор 23 рычага поводка. Стопор 22 выполнен в виде ползуна, имеет палец 24 и втулку 25. Стопор 23 имеет ось вращения и прорезь, в прорезь введена втулка 25 стопора 22. Палец 24 стопора 22 через паз кулисы 26 с зубчатым сектором и шестерню 27 связан с зубчатым сектором 28 шестерни 29 вращения барабана 10. Фиксация застопоренного положения осевого шарнира (контакт стопора 22 с корпусом барабана 10) обеспечивается выходом выступа 30 шестерни барабана на упор барабана (на чертежах не показан) при уборке лопасти с помощью механизма выпуска и уборки гибких лопастей. В этом положении палец 24 введен до конца в паз кулисы 26, а стопор 23 выведен из контакта с рычагом 19 и не препятствует вращению по часовой стрелке резьбовой части поводка во втулке рычага 19 (вид с носка лопасти). Рычаг удерживается от вращения тягой тарелки автомата перекоса.

Во все время выпуска, уборки и убранного положения лопастей стопор 22 удерживает осевой шарнир в неподвижном относительно его оси вращения положении. При выпуске лопастей несущего винта в момент схода последнего витка лопасти с барабана и выходе оси поворотного узла в горизонтальную плоскость оси барабана упор 21, вращаясь вместе с поводком 17 против часовой стрелки, выходит на упор с рычагом 19 поводка. Затем выступ 30 шестерни барабана сходит с упора барабана, зубчатый сектор 28, вращаясь вместе с шестерней 29, начинает перемещать паз кулисы 26 по пальцу 24, стопор 22 перемещается, его втулка 25 скользит по прорези стопора 23, стопор 23 выходит на контакт с рычагом 19. Имеется промежуточное положение, когда включены оба стопора. Выключенное положение стопора 22 (и включенное стопора 23) фиксируется подпружиненным фиксатором 31 при сходе с него специального выступа на кулисе. Когда стопор 23 надежно зафиксирует рычаг 19, стопор 22 полностью освобождается от контакта с корпусом барабана. Паз кулисы 26 выходит из соприкосновения с пальцем 24, и, таким образом, система управления включена в работу по общему и циклическому шагу.

Выпуск лопастей несущего винта после запуска двигателей производится на частоте вращения вала несущего винта, надежно гарантирующей от столкновения концов лопастей с конструкций летательного аппарата. Взлет выполняется на несущем винте, разгон осуществляется до скорости, на которой подъемная сила на крыле становится достаточной для обеспечения устойчивости и управляемости аппарата без винта. Винт переводится на минимальные углы установки лопастей и лопасти убираются.

Формула изобретения

Система управления общим и циклическим шагом эластичной лопасти несущего винта комбинированного летательного аппарата, содержащая блок управления углом установки корневой части лопасти, установленном на барабане ее намотки, и блок стабилизации концевой части, содержащий центробежный груз с закрепленным на нем стабилизатором, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения нагрузки на тягу тарелки автомата перекоса, включения в систему управления компенсатора взмаха, разгрузки корневой части лопасти от крутильных напряжений, уменьшения габаритов и массы системы управления, повышения тяговых характеристик несущего винта, стабилизатор снабжен сервозакрылком, связанным тягой с одним из плеч трехплечей качалки, на втором плече которой закреплен центробежный груз управления, а третьим плечом связанной с тросом, пропущенным через всю лопасть, с поршнем, соосным осевому шарниру лопасти, одно из плеч коромысла связано через Г-образную качалку с задней по вращению частью наружного корпуса осевого шарнира, блок управления корневой части лопасти выполнен содержащим поводок лопасти с концевой резьбовой частью, закрепленный на наружном корпусе осевого шарнира так, что его ось совпадает с осью барабана при минимальном угле установки лопасти, рычаг поводка с резьбовой втулкой, связанный тягой с тарелкой автомата перекоса, установлен на резьбовой части поводка, имеющего упор рычага, и с поводком образует компенсатор взмаха лопасти, система снабжена блоком стопорения, размещенным в корпусе поводка и состоящим из стопора осевого шарнира, выполненного в виде ползуна с пальцем, и втулкой, и стопора рычага поводка, имеющего ось вращения и прорезь, в которой размещена втулка стопора осевого шарнира, палец которого, в свою очередь, через паз кулисы с зубчатым сектором и шестерню связан с зубчатым сектором шестерни вращения барабана, при этом в контакте между собой стопор осевого шарнира и корпус барабана зафиксированы выступом шестерни барабана на упоре барабана, а в выключенном положении стопор зафиксирован подпружиненным фиксатором, взаимодействующим с выступом на кулисе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3