Воздушный винт вертолета

 

ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ ВЕРТОЛЕТА, содержащий втулку, в которой прикреплены лопасти посредством сферических эластомерных подшипников, подвижные и неподвижные упоры лопастей, из которых каждый подвижный упор выполнен в виде шарового пояса с осью, проходящей через центр эластомерного подшипника, и выпуклой сферической рабочей поверхностью, подпружиненные центробежные ограничители отклонения лопастей с рычагами, противовесами и рабочими поверхностями, взаимодействующими с рабочими поверхностями упоров лопастей, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса винта, неподвижный упор выполнен в виде замкнутого пояса с вогнутой сферической рабочей поверхностью, ось которой проходит через центр эластомерного сферического подшипника, а ее радиус в полтора - два раза превышает радиус выпуклой сферической поверхности подвижного упора, при этом рычаг центробежного ограничителя установлен на подвижном упоре с помощью цилиндрического шарнира, ось которого проходит через центр сферы рабочей поверхности подвижного упора, а рабочие поверхности рычага выполнены в виде части сферического пояса с радиусами кривизны, равными радиусу сферической рабочей поверхности подвижного упора.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции воздушных винтов вертолетов. Известна конструкция несущего винта со сферическими эластомерными шарнирами, в которой рабочие поверхности упоров центробежных ограничителей образованы кольцевыми элементами конусов. Оси этих элементов расположены таким образом, что при отклонении лопастей в плоскости вращения происходит обкатка по коническим поверхностям. Недостатком указанного устройства является то, что из-за конической формы упоров, обуславливающей контакт по линии, высок уровень удельных нагрузок. Кроме того, неподвижный упор, находящийся на корпусе втулок, т.е. на "немашущей" части втулки, подвержен "залипаниям", т.е. задержкам при выходе и входе, что уменьшает надежность работы механизма. Поскольку упоры образованы кольцевыми сегментами конусов, расположенными в плоскости взмаха, данная конструкция не обеспечивает ограничения движения лопасти в плоскости вращения. Наиболее близким решением из известных является воздушный винт вертолета, содержащий втулку, к которой прикреплены лопасти посредством сферических эластомерных подшипников, подвижные и неподвижные упоры лопастей, из которых каждый подвижный упор выполнен в виде шарового пояса с осью, приходящей через центр эластомерного подшипника, и выпуклой сферической рабочей поверхностью, подпружиненные центробежные ограничители с рычагами, противовесами и рабочими поверхностями, взаимодействующими с рабочими поверхностями упоров лопастей. Недостаток указанного устройства заключается в том, что упоры контактируют по линии с высокими удельными разгрузками, а углы отклонений лопасти в плоскости ее вращения упорами не ограничиваются. Целью настоящего изобретения является повышение ресурса винта. Цель достигается тем, что у воздушного винта вертолета, содержащего втулку, к которой прикреплены лопасти посредством сферически эластомерных подшипников, подвижные и неподвижные упоры лопастей, из которых каждый подвижный упор выполнен в виде шарового пояса с осью, проходящей через центр эластомерного подшипника, и выпуклой сферической рабочей поверхностью, подпружиненные центробежные ограничители отклонения лопастей с рычагами, противовесами и рабочими поверхностями, взаимодействующими с рабочими поверхностями упоров лопастей, неподвижный упор выполнен в виде замкнутого пояса с вогнутой сферической рабочей поверхностью, ось которой проходит через центр эластомерного сферического подшипника, а ее радиус в полтора два раза превышает радиус выпуклой сферической поверхности подвижного упора, при этом рычаг центробежного ограничителя установлен на неподвижном упоре с помощью цилиндрического шарнира, ось которого проходит через центр сферы рабочей поверхности подвижного упора, а рабочие поверхности рычага выполнены в виде части сферического пояса с радиусами кривизны, равными радиусу сферической рабочей поверхности подвижного упора. На фиг.1 изображено сочленение втулки несущего винта вертолета; на фиг.2 общий вид центробежного ограничителя при невращающемся винте; на фиг.3 общий вид центробежного ограничителя при предельном отклонении лопасти вниз (при вращающемся несущем винте); на фиг.4 узел I на фиг.3; на фиг.5 сечение А-А на фиг. 2; на фиг.6 схематическое изображение контакта упоров ограничителя; на фиг.7 узел II на фиг.6. Воздушный винт вертолета состоит из втулки (фиг.1 и 2), установленной на валу главного редуктора, и лопастей. Основным элементом втулки является корпус 1, к которому через сферические эластомерные подшипники 2 и силовые рамки 3 прикреплены лопасти. В корпусе смонтированы центрирующие сферические подшипники 4, центр 5 сфер которых совпадает с центром сферического эластомерного подшипника 2, делая тем самым кинематику лопасти вполне определенной. Подшипник 4 воспринимает перезывающие силы от лопасти. Его внутреннее кольцо установлено на шипе 6, связанном с рамой. Центробежный ограничитель предлагаемого типа устроен следующим образом. Подвижный упор 7 установлен на шипе 6 или выполнен с ним заодно целое. Неподвижный упор 8 закреплен на корпусе 1. Двуплечий рычаг 9 установлен с помощью шарнира 10 на подвижном упоре 7. На одном конце рычага расположен противовес 11, а на другом прикреплена пружина 12. Второй конец пружины крепится на кронштейне 13, связанном с силовой рамкой 3. Регулировка натяжения пружины осуществляется винтовой пробкой 14. Для удобства балансировки и регулировки рычаг 9 может быть выполнен в виде детали, симметричной относительно оси лопасти. Повтор рычага ограничивается упорами 15 и 16. Рабочие поверхности упоров 7 и 8 выполнены в виде профилированных сферических замкнутых поясов с центрами в точках 17 и 18 (фиг.6). Ось 19 подвижного и ось 20 неподвижного упоров пересекаются в центре 5 сферического эластомерного подшипника под острым углом 2 где 1 и 2 защитные предельные углы отклонения лопасти вверх и вниз. При этом R2 (1,5-2) R1, где R1 и R2 радиусы сфер подвижного и неподвижного упоров. Рабочие поверхности рычага 9 выполнены в виде части сферического пояса с радиусами, равными R1 рабочей поверхности подвижного упора 7, причем центр вогнутой сферической поверхности находится в точке 17, а выпуклой сферической поверхности в точке 21, в которую переместится центр шарнира 10 при отклонении лопасти вниз, в положение, соответствующие непосредственному контакту упоров 7 и 8. Таким образом, во всех случаях происходит контакт сферических поверхностей с радиусами R1 и R2. Ось 17 цилиндрического шарнира 10 подвески рычага 9 перпендикулярна оси 19 сферического пояса подвижного упора 7 и проходит через центр сферы его рабочей поверхности. Устройство работает следующим образом. При невращающемся несущем винте механизм находится в положении, показанном на фиг.2. Нагрузка от подвижного упора 7 через рычаг 9 передается на неподвижный упор 8. При этом в шарнире 10 имеется определенный зазор e, предотвращающий его нагружение (фиг.5). При раскрутке винта лопасть занимает положение под углом к плоскости вращения. По достижении оборотов срабатывания механизма момент от центробежной силы противовеса больше, чем момент от натяжения пружины 12, и рычаг 9 перемещается в положение, показанное на фиг.3, обеспечивая требуемые в полете отклонения лопасти в плоскости взмаха. Угол поворота рычага ограничивается упором 16. Внутренняя сферическая поверхность рычага во всех положениях контактирует с поверхности подвижного упора 7. При уменьшении оборотов несущего винта механизм срабатывает в обратном порядке. Под действием пружины 12 (фиг.5) выбирается зазор е в шарнире 10 подвески рычага 9, при этом рычаг отходит от неподвижного упора 8 на величину этого зазора. Благодаря этому устраняется сила трения. Эта обстоятельство, а также то, что механизм, установлен на машущей части втулки, исключает возможность его несрабатывания вследствие "залипания" рабочих поверхностей (остается лишь незначительное трение в шарнирах). Фиг. 7 иллюстрирует характер прилегания упоров. При перемещении лопасти относительно корпуса втулки, вызванном сжатием эластомерного подшипника от центробежной силы лопасти, центр 19 сферы подвижного упора (фиг.6) смещается вправо. Благодаря тому, что R2 больше R1, происходит перекатывание сферической рабочей поверхности рычага 9 на рабочей поверхности неподвижного упора 8 без заметного скольжения. Ограничение отклонений лопасти в плоскости вращения осуществляется также за счет контакта замкнутых кольцевых подвижного 7 и неподвижного 8 упоров. При этом требуемый диапазон отклонений обеспечивается при всех рабочих углах взмаха. Конструкция обеспечивает повышение надежности срабатывания центробежных ограничителей, за счет устранения возможного "залипания" механизма, а также в связи с относительно небольшими удельными давлениями в зонах контакта, обусловленными контактом выпуклой и вогнутой поверхностей близкой кривизны. Ограничение отклонений лопасти в плоскости вращения за счет тех же рабочих элементов, что и в плоскости взмаха, позволяет исключить в конструкции демпфера специальные силовые ограничители, служащие для выполнения тех же функций.

Формула изобретения

ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ ВЕРТОЛЕТА, содержащий втулку, в которой прикреплены лопасти посредством сферических эластомерных подшипников, подвижные и неподвижные упоры лопастей, из которых каждый подвижный упор выполнен в виде шарового пояса с осью, проходящей через центр эластомерного подшипника, и выпуклой сферической рабочей поверхностью, подпружиненные центробежные ограничители отклонения лопастей с рычагами, противовесами и рабочими поверхностями, взаимодействующими с рабочими поверхностями упоров лопастей, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса винта, неподвижный упор выполнен в виде замкнутого пояса с вогнутой сферической рабочей поверхностью, ось которой проходит через центр эластомерного сферического подшипника, а ее радиус в полтора два раза превышает радиус выпуклой сферической поверхности подвижного упора, при этом рычаг центробежного ограничителя установлен на подвижном упоре с помощью цилиндрического шарнира, ось которого проходит через центр сферы рабочей поверхности подвижного упора, а рабочие поверхности рычага выполнены в виде части сферического пояса с радиусами кривизны, равными радиусу сферической рабочей поверхности подвижного упора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к многолопастным несущим винтам винтокрылого летательного аппарата

Изобретение относится к транспортным средствам с динамическим поддержанием, а именно к вертолетам, суднам и т.д., где элементами поддержания являются винты

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям несущих винтов летательных аппаратов. Несущий винт винтокрылого летательного аппарата с системой складывания лопастей включает в себя лопасти, втулку с проушинами, количество которых равно количеству лопастей, и соединение лопастей со втулкой. Указанное соединение содержит горизонтальный шарнир, два радиальных эластомерных подшипника, два осевых эластомерных подшипника. Осевой шарнир состоит из вала осевого шарнира с двумя проушинами и двух радиальных подшипников скольжения. Вертикальный шарнир состоит из соединенных осью вертикального шарнира корпуса осевого шарнира и переходника крепления лопасти. Радиальный эластомерный подшипник выполнен в виде набора концентрических цилиндрических чередующихся незамкнутых со стороны лопасти жестких и эластичных прокладок с одинаковыми относительными сдвиговыми деформациями. Крышка имеет выступ, заходящий внутрь отверстия оси горизонтального шарнира. Жесткие прокладки осевого упорного цилиндрического эластомерного подшипника имеют фигурную форму, представляющую собой конус с основанием в виде плоского кольца, сопряженного с боковой поверхностью конуса, вершина конуса имеет радиусное округление и центральное отверстие. Обеспечивается увеличение ресурса и снижение массы несущего винта. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к авиации, а именно к конструкции втулок винтов. Втулка винта вертолета содержит снабженные ограничителями маха лопасти, ступицу с упругими консолями и соединенные с ними через упорные сферические подшипники рукава с отверстиями для крепления лопастей. Каждый рукав по концам выполнен с корневыми и концевыми проушинами и со стороны последних имеет подшипниковую опору на эластомерном демпфере, взаимодействующую с осью на конце, сужающейся к периферии консоли. Каждый рукав корневыми проушинами соединен вертикальным болтом с основанием консоли через упорный сферический шарнир так, что в месте соединения образуется совмещенный горизонтальный, вертикальный и осевой шарнир. В корневой части каждого рукава установлен сферический шарнир рычага поводка лопасти, ось которого проходит через центр упорного сферического шарнира, а тяга управления лопастью проходит вдоль приводного вала вертолета. Обеспечивается повышение надежности, прочности и ресурса втулки винта вертолета. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх