Головка ротора с торсионной втулкой и обтекателем для автожира с прыжковым взлетом и вертикальной посадкой
Изобретение относится к винтокрылым летательным аппаратам, в частности к автожирам с прыжковым взлетом и вертикальной посадкой, и касается головок роторов с торсионной втулкой и обтекателем. Корпус ступицы головки ротора укреплен к пилону через рамочный шарнир и в нем установлен подшипник, через который проходит полый вал. Через полый вал проходит шток, соединенный с валом коромысла через подшипниковую обойму. На полый вал установлено зубчатое колесо жестко или через обгонную муфту в зависимости от привода раскрутки ротора. Зубчатое колесо может быть установлено на полый вал жестко, при этом шестерня привода раскрутки ротора установлена через бендикс или на откидывающийся шарнир. Зубчатое колесо может быть установлено на вал через обгонную муфту, при этом шестерня привода раскрутки ротора имеет постоянное зацепление с зубчатым колесом. Вал коромысла имеет прорезь для поступательного движения и фиксации пальцем. Также на полом валу пальцем закреплена втулка ротора, состоящая из качающегося шарнира и торсиона, набранного из стеклотекстолитовых пластин. На плиту головки ротора установлен обтекатель, выполняющий роль компенсатора усилия. Изобретение направлено на повышение надежности в эксплуатации путем упрощения конструкции. 4 ил.
Изобретение относится к винтокрылым летательным аппаратам, в частности к автожирам с прыжковым взлетом и вертикальной посадкой.
Известен патент RU №2005657 МПК5 В64С 27/02 опубл. 15.01.94. Автожир содержит устройство изменения общего шага лопастей его несущего винта. Устройство выполнено в виде коромысла, разделенного над лопастями и установленного на одном конце подвижного в осевом направлении штока, размещенного внутри вала несущего винта, выполненного полым, соосно с ним, при этом противоположный конец штока взаимодействующим с исполнительным механизмом, кинематически связанным с рычагом управления в кабине пилота, а коромысло через тяги тандерного типа связано с поводками лопастей, закрепленных на последних.
Данная конструкция втулки ротора для прыжкового взлета неработоспособна из-за отсутствия шарнира качения.
Известна втулка несущего винта (патент RU №2235662 МПК7 В64С 27/40, опубл. 4.10.2004). Втулка содержит вращающийся наружный корпус с зубчатым колесом предварительной раскруткой, соединенный с невращающимся внутренним валом. Внутри которого расположен рычажный механизм управления, осуществляющий наклон оси и перемещение в вертикальном направлении соединенного с ним коромысла. Коромысло установлено на рычажный механизм управления, соединено с каждой из лопастей через скобу с осевым шарниром.
Данная втулка не позволяет производить прыжковый взлет и вертикальную посадку, а также сложна в изготовлении.
Работы по совершенствованию головок ротора с втулками проводятся давно, однако проблемы, описанные выше, остаются практически нерешенными и требуют использования принципиально нового подхода к решению данных проблем.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является разработка головки ротора с торсионной втулкой и обтекателем для автожира с прыжковым взлетом и вертикальной посадкой, простой в изготовлении и надежной в эксплуатации.
Поставленная задача решается с помощью головки ротора с торсионной втулкой и обтекателем для автожира с прыжковым взлетом и вертикальной посадкой. Корпус ступицы головки ротора укреплен к пилону через рамочный шарнир, в корпусе ступицы установлен подшипник, через который проходит полый вал, через полый вал проходит шток, соединенный с валом коромысла через подшипниковую обойму, на полый вал установлено зубчатое колесо жестко или через обгонную муфту, в зависимости от привода раскрутки ротора:
а) зубчатое колесо может быть установлено на полый вал жестко, при этом шестерня привода раскрутки ротора установлена через бендикс или на откидывающийся шарнир,
б) зубчатое колесо может быть установлено на вал через обгонную муфту, при этом шестерня привода раскрутки ротора имеет постоянное зацепление с зубчатым колесом.
Вал коромысла имеет прорезь для поступательного движения и фиксации пальцем, также на полом валу пальцем закреплена втулка ротора, состоящая из качающегося шарнира и торсиона, набранного из стеклотекстолитовых пластин.
На плиту головки ротора закреплен обтекатель, выполняющий роль компенсатора усилия.
Проведенный поиск по научно-технической и патентной информации показал, что предлагаемое решение конструкции головки ротора неизвестно и не имеется автожиров с прыжковым взлетом и вертикальной посадкой, в которых используется заявляемая головка ротора с торсионной втулкой и обтекателем.
На фиг.1 показана конструкция головки ротора автожира с вынесенным коромыслом. На фиг.2 показан обтекатель головки. На фиг.3 показан общий вид автожира. На фиг.4 головка ротора.
Головка ротора автожира включает корпус ступицы 1, который крепится к пилону 2 через рамочный шарнир 3. В корпусе ступицы 3 установлен подшипник (на фиг.1 не показан), через который проходит полый вал 4.
На полом валу 4 установлено зубчатое колесо 5.
Привод 6 раскрутки ротора закреплен на плиту 7, установленную на корпусе ступицы 1, и выбирается в зависимости от способа установки зубчатого колеса 5, а именно:
а) зубчатое колесо 5 установлено на полый вал 4 жестко, при этом шестерня 6 привода раскрутки ротора установлена через бендикс или на откидывающийся шарнир (на фиг.1 не показан),
б) зубчатое колесо 5 установлено на вал 4 через обгонную муфту 8. При этом шестерня 6 привода раскрутки ротора находится в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 5.
Через полый вал 4 головки ротора проходит шток 9 управления шагом ротора. Шток 9 через подшипниковую обойму 12 соединен с валом 13 коромысла 14. Для поступательного движения вал 13 коромысла 14 имеет прорезь 15, через которую проходит палец 16 крепления втулки ротора 17.
Втулка 17 состоит из качающегося шарнира (качалки) 18 и стеклотекстолитового торсиона 19. Нижняя плоскость качающегося шарнира 18 имеет сфрезерованные грани под углом 2-3° к плоскости. Этот угол зависит от параметра выбранных лопастей 20 несущего винта.
Набор стеклотекстолитовых пластин 21 образует стеклотекстолитовый торсион 19 с V углом 4-6°.
Стеклотекстолитовые пластины 21 на концах торсиона 19 склеиваются, после чего рассверливаются отверстия 22 для установки пластин 23 крепления лопастей 20 несущего винта и поводков 24. Поводки 24 связаны с тягами управления 10 и коромыслом 14. На плиту 7 головки ротора установлен обтекатель 25 и привод раскрутки 6.
Также к плите 7 подсоединены тяги управления 27 через шарнир 28. Тяги управления также снабжены шаровыми шарнирами 11. На фиг.2 показан паз 26 для откидывающегося шарнира.
Головка ротора работает следующим образом.
Привод раскрутки ротора механический. От шкива, установленного на редукторе двигателя автожира (фиг.3, 4), через клиноременную передачу с натяжным роликом вращение передается на угловой редуктор. Затем через двойной карданный вал на ведущую шестерню 6 головки ротора. Шестерня 6 находится в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 5, установленным на полый вал 4 головки ротора через обгонную муфту 8.
После раскрутки ротора при выводе ручки управления (шаг-газ) в полетное положение угловой редуктор автоматически отключается.
Предложенная торсионная втулка 17 позволяет изменять шаг лопастей 20 с помощью тяг управления шагом ротора 10.
При прыжковом взлете для того, чтобы ручку управления автожиром не тянуло от среднего положения, рамочный шарнир 3 головки ротора выполнен симметричным.
С увеличением поступательного движения автожира возрастает усилие на ротор от набегающего потока. Это усилие передается на ручку управления автожира. Для компенсации этого усилия на плиту 7 головки ротора установлен обтекатель 25, основная часть площади которого находится ниже поперечной оси вращения 29 головки ротора. Усилие встречного набегающего потока, воздействующее на лобовую зону обтекателя 25, автоматически компенсирует возникающие усилия на ручке управления.
При этом для более тонкой настройки возможна дополнительная установка триммера на нижней части обтекателя 25 (на фиг.2 не показан).
Предлагаемое изобретение дает возможность выпускать автожиры с прыжковым взлетом и вертикальной посадкой за счет применения в них предлагаемой конструкции головки ротора с торсионной втулкой.
Головка ротора с торсионной втулкой и обтекателем для автожира с прыжковым взлетом и вертикальной посадкой, характеризующаяся тем, что корпус ступицы головки ротора укреплен к пилону через рамочный шарнир, в корпусе ступицы установлен подшипник, через который проходит полый вал, через полый вал проходит шток, соединенный с валом коромысла через подшипниковую обойму, на полый вал установлено зубчатое колесо жестко или через обгонную муфту в зависимости от привода раскрутки ротора: а) зубчатое колесо установлено на полый вал жестко, при этом шестерня привода раскрутки ротора установлена через бендикс или на откидывающийся шарнир, б) зубчатое колесо установлено на вал через обгонную муфту, при этом шестерня привода раскрутки ротора имеет постоянное зацепление с зубчатым колесом, вал коромысла имеет прорезь для поступательного движения и фиксации его пальцем, также на полом валу пальцем закреплена втулка ротора, состоящая из качающегося шарнира и торсиона, набранного из стеклотекстолитовых пластин, на плиту головки ротора установлен обтекатель, выполняющий роль компенсатора.
