Трансмиссия вертолёта

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к конструкциям трансмиссий вертолетов. Трансмиссия вертолета включает вал двигателя, соединенный с ведущим валом редуктора несущего винта посредством управляемой муфты сцепления и компенсационной муфты. Управляемая муфта сцепления выполнена в виде закрепляемого на валу двигателя ступицей ведущего фланца, соединенного направляющими элементами с упорным диском. Фланец в сторону упорного диска имеет опорную втулку, на которой коаксиально установлена ведомая втулка. Снаружи ведомой втулки с одного конца выполнены пазы, а с другой установлена обгонная муфта. Между ведущим фланцем и упорным диском размещены с возможностью перемещения по направляющим элементам ведущие металлические диски и подпружиненный в сторону упорного диска нажимной диск, соединенный с управляемым приводом. Между ведущими металлическими дисками размещены ведомые фрикционные диски с возможностью осевого перемещения по пазам на наружной поверхности ведомой втулки. Обеспечивается снижение веса и уменьшение габаритов. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области авиастроения и может быть использовано в трансмиссиях, преимущественно, легких пилотируемых и беспилотных вертолетов.

Известны трансмиссии вертолетов, соединяющие двигатель с главным редуктором несущего винта через компенсирующие обгонные муфты и муфты сцепления (см., например, В.Н. Далин, С.В. Михеев «Конструкция вертолетов» М.: Издательство МАИ, 2001 г., стр. 185-234).

В известных технических решениях муфты устанавливаются для компенсации угловых и линейных смещений валов при их соединении с двигателем и редуктором. Для плавной (безударной) раскрутки редуктора с несущим винтом, отключения двигателя при его аварийной остановке в трансмиссиях дополнительно используются муфты сцепления: фрикционная и зубчатая для передачи крутящего момента, а также обгонная (свободного хода) для отключения двигателя от редуктора.

В известных технических решениях муфты устанавливаются, как правило, по отдельности («цепочкой») между двигателем и редуктором, что требует дополнительных опор для каждой муфты и ведет к увеличению расстояния между двигателем и редуктором, а также массы всей конструкции вертолета.

Известна кулачковая муфта с гидравлическим управлением, содержащая кулачковую полумуфту, жестко связанную с валом редуктора, и подвижную в осевом направлении полумуфту, перемещение которой осуществляется гидравлической системой (Патент РФ №2155889, опубликован 10.09.2000 г.).

Однако известная кулачковая муфта имеет большую массу, невозможность синхронизации полумуфт в условиях вращения при включении, что затрудняет его применение в летательных аппаратах в периоды неустановившегося движения - в режимах запуска, прогрева двигателя, выхода на рабочий режим и в случаях полета в режиме авторотации при отказе двигателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является техническое решение по патенту РФ №2559676, опубликован 10.08.2015 г., с управляемой муфтой сцепления, кулачковой обгонной и компенсационной муфтами, который принят за прототип.

Трансмиссия вертолета содержит двигатель, посредством муфты своим валом соединенный с ведущим валом редуктора, кинематически связанным с валом несущего винта вертолета, со ступицей винта, несущей шарнирно связанные с ней лопасти с комлями, снабженными поводками для связи с автоматом перекоса. Вал двигателя соединен с полумуфтой, имеющей пазы, выполненные с криволинейными стенками и расположенные параллельно ее оси, в которые входят пакеты из плоских пружин, связанные с ведомой полумуфтой. Полумуфта соединена с возможностью свободного относительного вращения с ведущим валом редуктора, соединенным с барабаном храповым колесом. Зубья храпового колеса расположены с возможностью зацепления с зубьями на буксе, связанной с ведомой полумуфтой цилиндрическим шлицевым соединением и имеющей проточку. На внешней поверхности расположено водило с осевыми пазами, в которых размещены соответствующие зубья буксы. Водило имеет внутренний пустотелый цилиндрический выступ, наружная поверхность которого оснащена кольцевым гребнем. На наружной поверхности расположены колодки с проточками для гребня, снабженные осевыми пазами, имеющие возможность контакта с зубьями вилки. Между зубьями вилки и пазами колодок установлены пружины дугообразной формы. Между водилом и буксой установлены пружины, имеющие возможность опоры на соответствующие торцы водила и буксы.

Однако известная трансмиссия вертолета является сложной, имеет большие габариты и массу, что исключает ее применение в сверхлегких вертолетах, особенно в летательных аппаратах сосной схемы и беспилотных вертолетах.

Технической задачей предлагаемого изобретения является уменьшение расстояния между двигателем и редуктором несущего винта с одновременным снижением веса и габаритов конструкции вертолета.

Поставленная задача решается тем, что в трансмиссии вертолета, включающей вал двигателя, соединенный с ведущим валом редуктора несущего винта посредством управляемой муфты сцепления и компенсационной муфты, управляемая муфта сцепления выполнена в виде закрепляемого на валу двигателя ступицей ведущего фланца, соединенного направляющими элементами с упорным диском, фланец в сторону упорного диска имеет опорную втулку, на которой коаксиально установлена ведомая втулка, фиксированная в осевом направлении и проворачивающаяся в свободном состоянии относительно ведущей втулки, снаружи ведомой втулки с одного конца выполнены пазы, а с другой установлена обгонная муфта, между ведущим фланцем и упорным диском размещены с возможностью свободного осевого перемещения по направляющим элементам ведущие металлические диски и подпружиненный в сторону упорного диска нажимной диск, соединенный с управляемым приводом, между ведущими металлическими дисками размещены ведомые фрикционные диски с возможностью их свободного осевого перемещения по пазам на наружной поверхности ведомой втулки, закрепляемая на валу редуктора своей ступицей компенсационная муфта имеет фланец, соединенный упругими элементами с фланцем своей ведущей полумуфты, на внутреннем диаметре которой закреплена по своему наружному диаметру обгонная муфта.

Направляющие элементы выполнены в виде шпилек.

Для подпружинивания нажимного диска использованы тарельчатые пружины.

Нажимной диск установлен на опорной втулке и через радиальные прорези в ней связан с управляемым приводом тягой, пропущенной через полый вал редуктора двигателя.

По другому возможному варианту нажимной диск через прорези в ведущем фланце двигателя соединен установленной на ступице двигателя буксой управляемого привода.

Упругие элементы компенсационной муфты выполнены в виде металлических штырей с упругими втулками на концах.

Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и фиг. 1, на которой показана конструктивная схема трансмиссии вертолета.

Трансмиссия вертолета включает вал двигателя 1, соединенный с ведущим валом 2 редуктора несущего винта 3 посредством управляемой муфты сцепления 4 и компенсационной муфты 5. Управляемая муфта сцепления выполнена в виде закрепляемого на валу двигателя ступицей ведущего фланца 6, соединенного направляющими элементами 7 с упорным диском 8, фланец в сторону упорного диска имеет опорную втулку 9, на которой коаксиально установлена ведомая втулка 10, фиксированная в осевом направлении и проворачивающаяся в свободном состоянии относительно ведущей втулки. Снаружи ведомой втулки с одного конца выполнены пазы 11, а с другой установлена обгонная муфта 12, между ведущим фланцем и упорным диском размещены с возможностью свободного осевого перемещения по направляющим элементам ведущие металлические диски 13 и подпружиненный в сторону упорного диска нажимной диск 14, соединенный с управляемым приводом. Между ведущими металлическими дисками размещены ведомые фрикционные диски 15 с возможностью их свободного осевого перемещения по пазам на наружной поверхности ведомой втулки. Закрепляемая на валу редуктора своей ступицей компенсационная муфта имеет фланец 16, соединенный упругими элементами 23 штырей 17 с фланцем 18 своей ведущей полумуфты, на внутреннем диаметре которой закреплена по своему наружному диаметру обгонная муфта.

Направляющие элементы 7 выполнены в виде шпилек.

Для подпружинивания нажимного диска использованы тарельчатые пружины.

Нажимной диск 14 установлен на опорной втулке и через радиальные прорези в ней связан с управляемым приводом тягой 20, пропущенной через полый вал редуктора двигателя.

Нажимной диск через прорези в ведущем фланце 6 двигателя соединен установленной на ступице двигателя буксой (на фиг. 1 букса не показана) управляемого привода.

Упругие элементы компенсационной муфты выполнены в виде металлических штырей 17 с упругими втулками 23 на концах.

Трансмиссия вертолета работает следующим образом.

Перед запуском двигателя тягой 20 управляемого привода расцепляется нормально включенная пружиной 19 фрикционная муфта.

Запуск и прогрев двигателя производится при малой частоте вращения его вала 1. При увеличении частоты вращения вала 1 по показаниям датчика оборотов двигателя 22 постепенно отпускается тяга 20 (пилотом на пилотируемом вертолете или автопилотом на беспилотном). Возникающий момент трения фрикционной муфты через элементы 7, диски 15, втулку 10, муфту 12, фланец 18, штыри 17, втулки 23 и фланец 16 передается на вал редуктора 2 несущего винта 3 и он начинает вращаться. Увеличение частоты вращения вала 2 фиксируется датчиком 21 и при достижении расчетных оборотов тяга 20 отпускается, муфта полностью включается. Крутящий момент вала двигателя непосредственно передается с ведущего вала редуктора и трансмиссия приходит в состояние готовности к полету.

При отказе двигателя в полете его вал 1 останавливается, обгонная муфта 12 расцепляется и несущий винт переходит в режим авторотации. Во всех режимах звенья 26 и 27, образующие шлиц-шарнир, согласуют частоты вращения вала несущего винта 17 и ротора 23 автомата перекоса.

Возможность появления крутильного резонанса и взаимный перекос валов 1 и 2 устраняется подбором упругих втулок 23.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет в пределах незначительной длины главного вала разместить без дополнительных опор как фрикционную, так и обгонную муфты, которые включаются автоматически по мере раскрутки двигателя до рабочих оборотов.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет не только максимально приблизить двигатель к редуктору, но и сократить общую длину вертолета и его вес, а также улучшить центровку за счет меньшей, потребной для уравновешивания двигателя, массы общевертолетного оборудования.

Изложенные технические решения могу быть использованы как на пилотируемых, так и на беспилотных вертолетах различной весовой категории. Наиболее эффективно технические решения могут быть использованы при создании беспилотных многофункциональных вертолетов с поршневыми двигателями в категории взлетных масс 150-1500 килограмм.

1. Трансмиссия вертолета, включающая вал двигателя, соединенный с ведущим валом редуктора несущего винта посредством управляемой муфты сцепления и компенсационной муфты, отличающаяся тем, что управляемая муфта сцепления выполнена в виде ведущего фланца, закрепляемого на валу двигателя ступицей, соединенного направляющими элементами с упорным диском, фланец в сторону упорного диска имеет опорную втулку, на которой коаксиально установлена ведомая втулка, фиксированная в осевом направлении и проворачивающаяся в свободном состоянии относительно ведущей втулки, снаружи ведомой втулки с одного конца выполнены пазы, а с другой установлена обгонная муфта, между ведущим фланцем и упорным диском размещены с возможностью свободного осевого перемещения по направляющим элементам ведущие металлические диски и подпружиненный в сторону упорного диска нажимной диск, соединенный с управляемым приводом, между ведущими металлическими дисками размещены ведомые фрикционные диски с возможностью их свободного осевого перемещения по пазам на наружной поверхности ведомой втулки, закрепляемая на валу редуктора своей ступицей компенсационная муфта имеет фланец, соединенный упругими элементами с фланцем своей ведущей полумуфты, на внутреннем диаметре которой закреплена по своему наружному диаметру обгонная муфта.

2. Трансмиссия вертолета по п. 1, отличающаяся тем, что направляющие элементы выполнены в виде шпилек.

3. Трансмиссия вертолета по п. 1, отличающаяся тем, что для подпружинивания нажимного диска использованы тарельчатые пружины.

4. Трансмиссия вертолета по п. 1, отличающаяся тем, что нажимной диск установлен на опорной втулке и через радиальные прорези в ней связан с управляемым приводом тягой, пропущенной через полый вал редуктора двигателя.

5. Трансмиссия вертолета по п. 1 или 4, отличающаяся тем, что нажимной диск через прорези в ведущем фланце двигателя соединен с буксой управляемого привода, установленной на ступице двигателя.

6. Трансмиссия вертолета по п. 1, отличающаяся тем, что упругие элементы компенсационной муфты выполнены в виде металлических штырей с упругими втулками на концах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения. Двигательное устройство включает в себя электродвигатель постоянного тока, вал которого жестко связан с валом исполнительного механизма.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электроснабжения автономных объектов. Техническим результатом является повышение надежности работы.

Изобретение относится к невращающемуся универсальному шарниру, предназначенному для соединения корпусов двигателя и редуктора вертолета. Невращающийся универсальный шарнир (10) для привода вертолета имеет крестовину, определяемую кольцом (30), которое имеет четыре соединительные части (31), разнесенные на 90° друг от друга, и взаимодействующие с соответствующими вильчатыми элементами (15), образующими концы соответствующих консолей (14) двух соединительных элементов (11, 12), которые при использовании зафиксированы относительно корпуса (6) двигателя (2) и корпуса (7) редуктора (3).

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к конструкциям трансмиссий вертолетов. Трансмиссия вертолета, содержит двигатель, посредством муфты своим валом соединенный с ведущим валом редуктора, кинематически связанным с валом несущего винта вертолета, со ступицей винта, несущей шарнирно связанные с ней лопасти с комлями, снабженными поводками для связи с автоматом перекоса.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в винтокрылых летательных аппаратах. Регулируемая трансмиссия винтокрылого летательного аппарата содержит редуктор (1), две обгонные муфты (2) на валах от двигателей, вал (4) несущего винта, вал (5) пропульсивного движителя, и дифференциал, который связан зубчатыми колесами (3) с валами двигателей.

Изобретение относится к конструкции промежуточного редуктора хвостовой трансмиссии вертолета. Ведущее (4) и ведомое (5) конические зубчатые колеса выполнены заодно со своими валиками и установлены между собой с изменением направления вращения.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкции трансмиссии вертолета. Хвостовой вал содержит горизонтальную часть, соединяющую главный и промежуточный редукторы, и наклонную концевую часть, соединяющую промежуточный и хвостовой редукторы.

Изобретение относится к конструкции зубчатой передачи хвостового редуктора трансмиссии вертолета. Хвостовой редуктор содержит установленные в картере ведущее и ведомое конические зубчатые колеса и подшипниковые опоры валов зубчатых колес.

Изобретение относится к области авиации. .

Изобретение относится к области авиационной техники и направлено на усовершенствование коробки приводов агрегатов авиационного двигателя. .

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям беспилотных аппаратов. Беспилотный вертолет содержит двигатель, соединенный трансмиссией с редуктором несущего винта, расположенные в самонесущем корпусе с носовой частью, часть корпуса которого выполнена в виде топливного бака.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям систем смазки трансмиссий. Выполненный с возможностью висения летательный аппарат (1) имеет средство (6) приведения в движение, по меньшей мере один винт (3), трансмиссионное средство (5) для передачи мощности от средства (6) приведения в движение на винт (3) и смазываемое с помощью смазочного материала, теплообменник (9), принимающий нагретый смазочный материал от трансмиссионного средства (5) и подающий охлажденный смазочный материал на трансмиссионное средство (5), и вентилятор (10) для производства воздушного потока через теплообменник (9) с целью охлаждения смазочного материала.

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.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям приводов соосных винтов летательных аппаратов. Устройство для привода соосных винтов винтокрылого летательного аппарата состоит из силовых цилиндров (1), поршни (2) которых через штоки (3) свободно упираются в качающиеся конические зубчатые колеса (4) с числом зубьев «n».

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям редукторов вертолетов и конвертопланов. Планетарный механизм для летательного аппарата (1), выполненного с возможностью висения, имеет солнечную шестерню (7), вращающуюся вокруг первой оси (A), неподвижную коронную шестерню (9), расположенную соосно с первой осью (A) и радиально снаружи относительно солнечной шестерни (7).

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям трансмиссий рулевых винтов вертолетов. Редуктор рулевого винта вертолета включает в себя корпус, выходной вал для соединения с рулевым винтом, установленный с возможностью вращения в корпусе и имеющий открытый конец в нем, входной элемент, установленный с возможностью вращения в корпусе, зубчатую передачу, обеспечивающую соединение, передающее мощность между входным элементом и выходным валом.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям силовых установок летательных аппаратов. Летательный аппарат (1) оснащен вращающейся несущей поверхностью (2) и газотурбинными двигателями (11, 12, 13) для приведения в движение упомянутой вращающейся несущей поверхности (2).

Изобретение относится к невращающемуся универсальному шарниру, предназначенному для соединения корпусов двигателя и редуктора вертолета. Невращающийся универсальный шарнир (10) для привода вертолета имеет крестовину, определяемую кольцом (30), которое имеет четыре соединительные части (31), разнесенные на 90° друг от друга, и взаимодействующие с соответствующими вильчатыми элементами (15), образующими концы соответствующих консолей (14) двух соединительных элементов (11, 12), которые при использовании зафиксированы относительно корпуса (6) двигателя (2) и корпуса (7) редуктора (3).

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к конструкциям трансмиссий вертолетов. Трансмиссия вертолета, содержит двигатель, посредством муфты своим валом соединенный с ведущим валом редуктора, кинематически связанным с валом несущего винта вертолета, со ступицей винта, несущей шарнирно связанные с ней лопасти с комлями, снабженными поводками для связи с автоматом перекоса.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам автоматического управления летательными аппаратами. Способ помощи пилоту однодвигательного винтокрылого летательного аппарата (1) на этапе полета в режиме авторотации включает мониторинг работы во время полета теплового двигателя (13), чтобы определить его отказ, в частности, через падение мощности на указанном несущем винте (2), и затем, когда определен отказ указанного теплового двигателя (13), управляют электрической машиной (12) на подачу вспомогательной мощности We на указанный несущий винт (2), чтобы помочь, таким образом, пилоту указанного летательного аппарата (1) управлять указанным летательным аппаратом (1) на этапе полета в режиме авторотации вследствие указанного отказа.

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к конструкциям трансмиссий вертолетов. Трансмиссия вертолета включает вал двигателя, соединенный с ведущим валом редуктора несущего винта посредством управляемой муфты сцепления и компенсационной муфты. Управляемая муфта сцепления выполнена в виде закрепляемого на валу двигателя ступицей ведущего фланца, соединенного направляющими элементами с упорным диском. Фланец в сторону упорного диска имеет опорную втулку, на которой коаксиально установлена ведомая втулка. Снаружи ведомой втулки с одного конца выполнены пазы, а с другой установлена обгонная муфта. Между ведущим фланцем и упорным диском размещены с возможностью перемещения по направляющим элементам ведущие металлические диски и подпружиненный в сторону упорного диска нажимной диск, соединенный с управляемым приводом. Между ведущими металлическими дисками размещены ведомые фрикционные диски с возможностью осевого перемещения по пазам на наружной поверхности ведомой втулки. Обеспечивается снижение веса и уменьшение габаритов. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх