Вертолетный винт

Изобретение относится к авиации, в частности к конструкции воздушных винтов. Вертолетный винт состоит из втулки и лопастей, крепящихся на поперечных шарнирах ограниченной подвижности. Оси поперечных шарниров направлены вверх относительно условного рабочего горизонтального положения лопасти. Достигается саморегулирование лопасти с уменьшением возмущающего воздействия. 3 ил.

 

Изобретение относится к несущим вертолетным винтам.

Известны вертолетные винты, у которых лопасти расположены по радиусам, например пат. России №2085442. Лопасти несущего винта вертолета, как правило, относительно узкие, подвержены вредным вибрациям, а их корневая часть воспринимает большой крутящий момент привода винта (или, иначе говоря, противоположный ему момент аэродинамического сопротивления лопасти).

Для полной или хотя бы частичной разгрузки корневой части лопасти от усилий передачи крутящего момента и с целью уменьшения вредных вибраций продольная ось лопасти или ось изменения шага, если она есть, проходит впереди оси винта, относительно вращательно движения конца продольной оси лопасти, совершаемого вокруг оси винта. Лопасти при этом обтекаются несколько наискосок с небольшим переменным углом стреловидности, и это оказывает сильное стабилизирующее влияние на ее положение в потоке, не снижая ее аэродинамическое качество. А момент центробежной силы, действующей на лопасть в ее корне, при этом направлен в сторону, противоположную моменту сил ее аэродинамического сопротивления, что уменьшает или полностью компенсирует усилие от передачи крутящего момента винта.

Особенно полезно применение таких винтов при сосной схеме вертолета: при проходе верхней лопасти над нижней ее проекция не накладывается на нижнюю, а пересекает ее фрагментарно, как лезвие ножниц, в пределах определенного сектора их взаимного встречного движения. При этом влияние лопастей друг на друга и вызываемые этим вибрации значительно уменьшаются.

В вертолетах лопасти несущего винта крепятся, как правило, на поперечных шарнирах ограниченной подвижности (эластомерных). В этом случае для дальнейшего повышения эффективности гашения возможных вибраций ось (поперечного) шарнира крепления лопасти направлена не строго вперед, а несколько вверх относительно условно рабочего горизонтального положения лопасти и к периферии лопасти (дальше от оси винта). Назовем отклонение лопасти вверх от плоскости вращения винта «верхним углом лопасти», а угол отклонения оси от направления вперед к периферии - «боковым углом лопасти».

Ориентировочно рекомендуемый «верхний угол» - 15-20 градусов, а «боковой угол» - 20-30 градусов. То есть, если представить реальную ось конечной длины, то ее передний конец расположен выше заднего и/или дальше от втулки.

При такой конструкции при спонтанном локальном повышении подъемной силы на лопасти она отклоняется «назад-вверх». При этом скорость лопасти в потоке и угол ее атаки уменьшаются. То есть лопасть саморегулируется с функцией уменьшения возмущающего воздействия. На фиг.1-3 упрощенно показан вертолетный винт, где 1 - лопасти, 2 - втулка, 3 - ось винта, 4 - продольный шарнир лопасти (для изменения шага), угол «гамма» - «верхний угол лопасти», угол «бета» - «боковой угол лопасти, 5 - ось «поперечного» шарнира лопасти.

Работает воздушный винт как обычный - вращается и создает тягу.

Вертолетный винт, состоящий из втулки и лопастей, крепящихся на поперечных шарнирах ограниченной подвижности, отличающийся тем, что ось поперечного шарнира направлена вверх относительно условно рабочего горизонтального положения лопасти.