Узел крепления, привода и управления лопастями соосного вертолёта
Владельцы патента RU 2630269:
Ермоленко Виктор Степанович (RU)
Николаев Андрей Вадимович (RU)
Невельский Михаил Аркадьевич (RU)
Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям вертолетов сосной схемы. Узел крепления, привода и управления лопастями соосного вертолета содержит главный редуктор, несущие винты, автоматы перекоса и устройства управления автоматами перекоса. Корпус главного редуктора разделен на три части: силовая часть корпуса - силовая плита, которая крепится на фюзеляже вертолета и к которой сверху и снизу пристыкованы крышки редуктора. К силовой части главного редуктора крепится трубчатая стойка, расположенная коаксиально оси вращения несущих винтов. На верхнем конце стойки размещен на подшипниках верхний несущий винт, а нижний несущий винт расположен непосредственно на выступающем за пределы редуктора вале зубчатого колеса привода нижнего несущего винта. Стойка проходит с зазором внутри полого вала нижнего воздушного винта, а внутри полой стойки проходит вал привода верхнего несущего винта. Автомат перекоса верхнего несущего винта расположен под верхним несущим винтом, а автомат перекоса нижнего несущего винта расположен над нижним несущим винтом. Достигается повышение надежности конструкции. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к устройству вертолетов, особенно соосных, и особенно - беспилотных.
Известны аналогичные конструкции, см. например, пат. № RU 2383470. Недостатком этой конструкции является сложность передачи управления через неподвижную штангу, проходящую через внутренний вал привода несущих винтов. В вертолетостроении не раз делались попытки объединить в один узел главный редуктор несущих винтов и систему управления лопастями, но все конструкции получались сложными и тяжелыми.
Задача и технический результат изобретения - упрощение и облегчение конструкции, повышение ее надежности.
Данное изобретение содержит главный редуктор, несущие винты, автоматы перекоса и устройства управления автоматами перекоса и отличается тем, что:
1. Корпус главного редуктора разделен на три части: силовая часть корпуса - силовая плита, которая крепится на фюзеляже вертолета и к которой сверху и снизу пристыкованы крышки редуктора, а в образовавшихся полостях на силовой плите на подшипниках качения расположены зубчатые колеса, получающие вращение от двигателя и приводящие во вращение нижний несущий винт через верхнее зубчатое колесо и верхний несущий винт через нижнее зубчатое колесо, которое соединяется валом с втулкой верхнего несущего винта.
2. К силовой части главного редуктора (в данном случае к силовой плите) крепится трубчатая стойка, расположенная коаксиально оси вращения несущих винтов, и на верхнем конце стойки размещен на подшипниках верхний несущий винт, а нижний несущий винт расположен непосредственно на выступающем за пределы редуктора вале зубчатого колеса привода нижнего несущего винта, при этом стойка проходит с зазором внутри полого вала нижнего воздушного винта, а внутри полой стойки проходит вал привода верхнего несущего винта.
3. Стойка крепится к силовой части главного редуктора с помощью фланца или как-то иначе.
4. При этом верхний несущий винт приводится во вращение валом, соединяющим нижнее зубчатое колесо главного редуктора с расположенной на стойке на подшипниках втулке верхнего несущего винта.
5. В данной конструкции автомат перекоса верхнего несущего винта расположен под верхним несущим винтом, а автомат перекоса нижнего несущего винта расположен над нижним несущим винтом.
6. Причем между автоматами перекоса на стойке размещен корпус-крестовина с местами для крепления бустеров (или актуаторов), например, 6-ти штук, 3 из которых управляют верхним автоматом перекоса и 3 управляют нижним автоматом перекоса, причем бустеры (актуаторы) могут быть расположены по окружности равномерно.
На фиг. 1, 2, 3, 4 показаны: на фиг. 1 - узел в сборе, на фиг. 2, 3 - соответствующие сечения по А-а и В-В, на фиг. 4 укрупненно показана часть данного узла, включающая проводку электрического кабеля питания и управления актуаторами 16, 17. Для удобства чтения текста и чертежей на отдельном листе приведена спецификация изображенных на чертежах и упомянутых в тексте деталей.
В данной конструкции основой для крепления зубчатых колес 5, 6, 7, 8, для крепления валов несущих винтов и для крепления полой концентричной трубчатой стойки 19 является силовая плита 2. При этом валом нижнего несущего винта является выступающий хвостовик верхнего зубчатого колеса 5, а верхний несущий винт приводится во вращение валом (рессорой) 18. Плита крепится к фюзеляжу вертолета 1 и имеет верхнюю крышку 4 и нижнюю крышку 3.
На верхнем конце стойки 19 на подшипниках качения 15 размещена втулка 20 верхнего несущего винта и сам винт. Подшипники 15 закрыты крышкой 36. Втулка 21 нижнего зубчатого винта закреплена на хвостовике ведомого зубчатого колеса 5 с помощью подшипников 12. На фиг. 1 нижний и верхний несущие винты показаны в виде лопастей 26, рукавов 37 и торсионов 24.
Под плитой 2 размещены приводная рессора 9, приводящая во вращение ведущие зубчатые колеса 7 и 8, промежуточное зубчатое колесо 32 (см. фиг. 3) и, соответственно, ведомые зубчатые колеса 5 и 6. Усилие от ведущих зубчатых колес воспринимается подшипниками 10. Усилие от ведомого зубчатого колеса 6 воспринимается подшипниками 11. Подшипники промежуточного колеса 32 не показаны.
Несущие винты управляются автоматами прекоса: нижний винт с помощью автомата перекоса 27, а верхний винт с помощью автомата перекоса 28. Каждый автомат перекоса состоит из неподвижно закрепленной на стойке 19 шаровой опоры 35, невращающегося корпуса 33, подшипника качения 25, вращающейся части автомата перекоса 34 и тяг управления положением лопастей 29. Синхронизация вращения вращающейся части автомата перекоса 34 с втулкой несущего винта обеспечивается шарниром-фиксатором 30.
Между автоматами перекоса 27 и 28 на неподвижно закрепленной стойке 19 расположен корпус-крестовина 22, который имеет шесть мест крепления устройств управления автоматами перекоса (в качестве примера последних показаны электромеханические актуаторы 16 и 17).
Для подачи электрического питания к актуаторам 16, 17 и для управления ими к каждому из них подведен кабель 13, для чего в неподвижную стойку 19 вставлен кожух 14, при этом между внутренней поверхностью стойки 19 и наружной поверхностью кожуха 14 образована кольцевая полость. При этом кабели проходят в сверлениях в конструкции главного редуктора (в плите 2), попадают в упомянутую кольцевую полость и через отверстия в стойке 19 соединяются с актуаторами.
Работает узел так: вращение от приводной рессоры 9 через ведущие зубчатые колеса 7, 8 и через промежуточное зубчатое колесо 32 передается на ведомые зубчатые колеса нижнего и верхнего несущих винтов 5 и 6. С зубчатого колеса 6 вращение передается через вал (рессору) 18 на втулку 20, закрепленную на подшипниках 15.
Три равномерно расположенных по окружности корпуса-крестовины 22 актуатора 16 управляют автоматом перекоса 28 верхнего несущего винта (блок деталей 20, 24 26, 37), а три актуатора 17 управляют автоматом перекоса 27 нижнего несущего винта (блок деталей 21, 24 26, 37). Осуществляется полное управление вертолетом.
Спецификация к патенту:
1. Узел крепления, привода и управления лопастями соосного вертолета, содержащий главный редуктор, несущие винты, автоматы перекоса и устройства управления автоматами перекоса, отличающийся тем, что корпус главного редуктора разделен на три части: силовая часть корпуса - силовая плита, которая крепится на фюзеляже вертолета и к которой сверху и снизу пристыкованы крышки редуктора, а в образовавшихся полостях на силовой плите на подшипниках качения расположены зубчатые колеса, получающие вращение от двигателя и приводящие во вращение нижний несущий винт через верхнее зубчатое колесо, и приводящие во вращение верхний несущий винт через нижнее зубчатое колесо, которое соединяется валом со втулкой верхнего несущего винта.
2. Узел крепления, привода и управления лопастями соосного вертолета, содержащий главный редуктор, несущие винты, автоматы перекоса и устройства управления автоматами перекоса, отличающийся тем, что к силовой части главного редуктора крепится трубчатая стойка, расположенная коаксиально оси вращения несущих винтов, и на верхнем конце стойки размещен на подшипниках верхний несущий винт, а нижний несущий винт расположен непосредственно на выступающем за пределы редуктора вале зубчатого колеса привода нижнего несущего винта, при этом стойка проходит с зазором внутри полого вала нижнего воздушного винта, а внутри полой стойки проходит вал привода верхнего несущего винта.
3. Узел по п. 2, отличающийся тем, что трубчатая стойка крепится к силовой части главного редуктора с помощью фланца.
4. Узел по п. 2, отличающийся тем, что верхний несущий винт приводится во вращение валом, соединяющим нижнее зубчатое колесо главного редуктора с втулкой верхнего несущего винта, расположенной на стойке на подшипниках.
5. Узел по п. 2, отличающийся тем, что автомат перекоса верхнего несущего винта расположен под верхним несущим винтом, а автомат перекоса нижнего несущего винта расположен над нижним несущим винтом.
6. Узел по п. 5, отличающийся тем, что между автоматами перекоса на стойке размещен корпус-крестовина с местами для крепления бустеров или актуаторов, например, 6-ти штук, 3 из которых управляют верхним автоматом перекоса и 3 управляют нижним автоматом перекоса.
7. Узел по п. 6, отличающийся тем, что бустеры или актуаторы расположены по окружности равномерно.
8. Узел по п. 6, отличающийся тем, что для подачи электрического питания к бустерам или к актуаторам и для управления ими к каждому из них подведен кабель, для чего в неподвижную стойку вставлен кожух, при этом между внутренней поверхностью стойки и наружной поверхностью кожуха образована кольцевая полость, а в конструкции главного редуктора имеются сверления.
