×
09.05.2019
219.017.4d45

Результат интеллектуальной деятельности: НЕСУЩИЙ ВИНТ ВИНТОКРЫЛОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С СИСТЕМОЙ СКЛАДЫВАНИЯ ЛОПАСТЕЙ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002376201
Дата охранного документа
20.12.2009
Аннотация: Изобретение относится к авиационной технике, в частности к многолопастным несущим винтам винтокрылого летательного аппарата. Несущий винт винтокрылого летательного аппарата с системой складывания лопастей включает в себя лопасти, втулку с проушинами и соединение лопастей со втулкой. Ось горизонтального шарнира выполнена с отверстием, при этом горизонтальный шарнир снабжен дополнительно двумя осевыми эластомерными подшипниками, расположенными в отверстии оси горизонтального шарнира симметрично с обоих концов, и двумя крышками, соединяющими осевые эластомерные подшипники с проушинами вала осевого шарнира. Вал осевого шарнира выполнен с двумя проушинами, в которых смонтированы радиальные эластомерные подшипники горизонтального шарнира, и глухим отверстием, в котором расположены второй радиальный тканевый подшипник и, глубже, осевой упорный эластомерный подшипник. Каждое соединение втулки с лопастью снабжено фиксатором взмаха и шага лопасти в сложенном состоянии, состоящим из упора взмаха, расположенного между верхней частью вала осевого шарнира и втулки, фиксатора шага, запирающего корпус осевого шарнира относительно вала осевого шарнира, и ручки, соединенной с упором взмаха и фиксатором шага. Технический результат заключается в упрощении конструкции при одновременном уменьшении нагрузок и увеличении ресурса несущего винта и уменьшении нагрузок на вертолет в целом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

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

Известен несущий винт вертолета - патент США №4543040; В64С 27/32, В64С 27/39, В64С 27/48. Несущий винт состоит из втулки, вала осевого шарнира, корпуса осевого шарнира, механизма складывания и демпфера, лопасти. Втулка представляет собой корпусную деталь из композитного материала с множеством (по числу лопастей) пар проушин. Вал осевого шарнира представляет корпусную деталь с отверстием под ось горизонтального шарнира с двумя местами крепления эластомерных подшипников. Корпус осевого шарнира представляет собой корпусную деталь из композитного материала с проушинами с каждого конца. Несущий винт имеет в следующей последовательности горизонтальный, осевой и вертикальный шарниры. Горизонтальный шарнир состоит из втулки, вала осевого шарнира, оси горизонтального шарнира, двух радиальных эластомерных подшипников. Вал осевого шарнира устанавливается отверстием в головке на ось горизонтального шарнира, который служит осью вращения горизонтального шарнира. Радиальные эластомерные подшипники вставлены в проушины корпуса втулки. Осевой шарнир состоит из вала осевого шарнира, корпуса осевого шарнира, двух эластомерных подшипников. Корпус осевого шарнира посредством двух эластомерных подшипников монтируется на вал осевого шарнира. Подшипники расположены с двух сторон от пальца горизонтального шарнира. Внутренний подшипник - упорный, наружный - радиальный цилиндрический. Соединение корпуса осевого шарнира с лопастью образует вертикальный шарнир. Его осью является ось вертикального шарнира. Корпус осевого шарнира установлен на ось вертикального шарнира с помощью двух эластомерных подшипников. Несущий винт имеет автоматическое складывание лопастей, состоящее из электродвигателя, редуктора, соединенных с лопастью с помощью тяг и качалок.

У прототипа горизонтальный шарнир не имеет специальных средств для восприятия боковой силы, что уменьшает ресурс эластомерного подшипника горизонтального шарнира. Осевой шарнир имеет два эластомерных подшипника, размеры которых ограничены исполнением конструкции, из-за чего осевой шарнир имеет значимую жесткость при изменении шага, что увеличивает нагрузки в системе управления вертолета. Один из эластомерных подшипников осевого шарнира расположен перед осью горизонтального шарнира (со стороны вала несущего винта), что увеличивает разнос горизонтальных шарниров и увеличивает моменты на валу несущего винта. Это отрицательно сказывается на вертолетах с увеличенной управляемостью (например, соосных вертолетах) и увеличивает массу конструкции вертолета. Для демпфирования колебаний в плоскости вращения с целью предотвращения автоколебаний типа «земной резонанс» использован демпфер, что представляет сложную при проектировании, изготовлении и эксплуатации конструкцию с ограниченным ресурсом. На несущем винте употреблен механизм автоматического складывания лопастей, что приводит к увеличению веса несущего винта, а отсутствие механизма фиксации положения корпуса осевого шарнира приводит к увеличению нагрузок в системе управления в сложенном состоянии, и отсутствие ограничителя взмаха лопасти может привести к опусканию лопасти при складывании на угол больше 90 градусов.

Технической задачей заявляемого технического решения является упрощение конструкции при одновременном уменьшении нагрузок и увеличении ресурса несущего винта и уменьшении нагрузок на вертолет в целом.

Техническая задача обеспечивается тем, что в несущем винте винтокрылого летательного аппарата с системой складывания лопастей, включающем в себя лопасти, втулку с проушинами и соединение лопастей со втулкой, содержащее горизонтальный шарнир, состоящий из вала осевого шарнира, соединенного через проушины со втулкой осью горизонтального шарнира и 2-х радиальных эластомерных подшипников, осевой шарнир, состоящий из вала осевого шарнира, соединенного с корпусом осевого шарнира, имеющего проушины, посредством осевого упорного эластомерного подшипника и радиального подшипника, расположенного на конце вала осевого шарнира со стороны лопасти, вертикальный шарнир, состоящий из корпуса осевого шарнира, оси вертикального шарнира, подшипников, количество проушин на втулке равно количеству лопастей, ось горизонтального шарнира выполнена с отверстием, горизонтальный шарнир снабжен дополнительно 2-мя осевыми эластомерными подшипниками, расположенными в отверстии оси горизонтального шарнира симметрично с обоих концов, и 2-мя крышками, соединяющими осевые эластомерные подшипники с проушинами вала осевого шарнира, вал осевого шарнира выполнен с 2-мя проушинами, в которых смонтированы радиальные эластомерные подшипники горизонтального шарнира, и глухим отверстием, в котором расположены второй радиальный тканевый подшипник и, глубже, осевой упорный эластомерный подшипник, оба радиальных подшипника тканевого типа, при этом осевой упорный эластомерный подшипник и радиальные тканевые подшипники осевого шарнира расположены по одну сторону от горизонтального шарнира со стороны лопасти, осевой шарнир снабжен переходником, соединенным с корпусом осевого шарнира болтом, а через отверстие в ближнем радиальном тканевом подшипнике опирающимся на осевой упорный эластомерный подшипник, корпус осевого шарнира выполнен с направляющими снаружи корпуса, вертикальный шарнир снабжен переходником лопасти, соединенным с комлевой частью лопасти, и упругим силовым элементом, который основанием соединен осью вертикального шарнира с проушинами корпуса осевого шарнира и болтом складывания с переходником лопасти, а своим концом вставлена в направляющие на корпусе осевого шарнира, подшипники вертикального шарнира тканевого типа, каждое соединение втулки с лопастью снабжено фиксатором взмаха и шага лопасти в сложенном состоянии, состоящим из упора взмаха, расположенного между верхней частью вала осевого шарнира и втулки, фиксатора шага, запирающего корпус осевого шарнира относительно вала осевого шарнира, и ручки, соединенной с упором взмаха и фиксатором шага.

Предусматривается также, что втулка и корпус осевого шарнира выполнены из металла.

Изобретение поясняется чертежами, где

на Фиг.1 изображен разрез вдоль оси осевого шарнира,

на Фиг.2 изображен вид сверху на несущий винт,

на Фиг.3 изображен разрез горизонтального шарнира.

Несущий винт винтокрылого летательного аппарата с системой складывания лопастей включает в себя лопасти 1, втулку 2 с проушинами 3, количество которых равно количеству лопастей, и соединение лопастей со втулкой, содержащее в следующей последовательности горизонтальный, осевой и вертикальный шарниры. (См. Фиг.1, Фиг.2.)

Горизонтальный шарнир состоит из вала осевого шарнира 4, проушин 3 втулки 2, оси 5, 2-х радиальных эластомерных подшипников 6, 2-х крышек 7 и 2-х осевых эластомерных подшипников 8. (См. Фиг.3.)

В отверстие в проушине 3 втулки 2 установлена ось 5, которая служит осью вращения горизонтального шарнира. Радиальные эластомерные подшипники 6 вставлены в две проушины вала осевого шарнира 4, опираются на ось 5. На боковой поверхности проушин вала осевого шарнира 4 закреплены крышки 7, которые упираются в осевые эластомерные подшипники 8, находящиеся в отверстии 9 оси 5 симметрично с обоих концов.

Осевой шарнир состоит из вала осевого шарнира 4, корпуса осевого шарнира 10, имеющего проушины, осевого упорного эластомерного подшипника 11, радиального тканевого подшипника 12, радиального тканевого подшипника 13, расположенного на конце вала осевого шарнира 4 со стороны лопасти, и переходника 14.

На цилиндрической части вала осевого шарнира 4 монтируется корпус осевого шарнира 10 посредством двух радиальных тканевых подшипников 12,13 и переходника 14. Осевой упорный эластомерный подшипник 11 установлен в глухом отверстии 15 вала осевого шарнира 4, в который опирается переходник 14, закрепленный на корпусе осевого шарнира 10 болтом 16 и своим концом проходящий через отверстие 17 в радиальном тканевом подшипнике 12. Корпус осевого шарнира 10 имеет направляющие 18.

Вертикальный шарнир состоит из корпуса осевого шарнира 10, оси 19, тканевых подшипников 20, переходника лопасти 21.

Переходник лопасти 21 соединен с комлевой частью лопасти 1 и упругим силовым элементом 22, который основанием соединен осью 19 вертикального шарнира с проушинами корпуса осевого шарнира 10 и болтом складывания 23 с переходником лопасти 21, а своим концом вставлен в направляющие 18 на корпусе осевого шарнира 10.

На несущем винте применено ручное складывание лопастей вокруг оси 19 вертикального шарнира, состоящее из болта складывания 23 и фиксатора взмаха и шага. Фиксатор взмаха и шага состоит из упора взмаха 24, расположенного между верхней частью вала осевого шарнира 4 и втулки 2, фиксатора шага 25, запирающего корпус осевого шарнира 10 относительно вала осевого шарнира 4, и ручки 26, соединенной с упором взмаха 24 и фиксатором шага 2 5.

При полете винтокрылого летательного аппарата его несущий винт находится в неравномерном потоке воздуха, и лопасти 1 несущего винта совершают маховые движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При действии системы управления лопасти 1 несущего винта меняют свои углы установки. При маховом движении необходимая подвижность лопастей 1 обеспечивается наличием горизонтального и вертикального шарнира, а изменение шага лопасти - осевого шарнира. Во время работы винта соединение втулки с лопастями воспринимает нагрузки от лопастей.

Центробежная сила с лопасти 1 передается на переходник лопасти 21, через вертикальный шарнир на корпус осевого шарнира 10, далее через переходник 14 на осевой упорный эластомерный подшипник 11 и на вал осевого шарнира 4. Далее через горизонтальный шарнир замыкается на втулке 2.

Изгибающий момент в плоскости вращения с лопасти 1 проходит на переходник лопасти 21. Далее изгибающий момент воспринимается упругим силовым элементом 22, выбор жесткости которого обеспечивает требуемые уровни нагрузок в плоскости вращения на детали несущего винта и вместе с демпфированием в вертикальном шарнире запасы по возникновению колебаний типа «земной резонанс». Пара сил от изгибающего момента в плоскости вращения с упругого силового элемента 22 передается через вертикальный шарнир и направляющие 18 на корпус осевого шарнира 10. Далее через два радиальных тканевых подшипника 12, 13 изгибающий момент проходит по валу осевого шарнира 4 и замыкается на проушине 3 втулки 2.

Боковая перерезывающая сила в плоскости вращения проходит от лопасти 1 через переходник лопасти 21, вертикальный шарнир, корпус осевого шарнира 10, далее через радиальные тканевые подшипники 12, 13 по валу осевого шарнира 4. Передача нагрузки на втулку 2 происходит через крышки 7 и осевые эластомерные подшипники 8 горизонтального шарнира.

Складывание лопасти 1 происходит следующим образом: вначале вручную движением к валу осевого шарнира 4 ручкой 26 происходит фиксация вала осевого шарнира 4 упором взмаха 24 относительно маховых движений и фиксатором шага 25 - относительно движений изменения шага лопасти. Затем вручную вынимается болт складывания 23, лопасть 1 заводится в положение складывания до упора и болт складывания 23 снова монтируется в новом положении.

Расположение осевого упорного эластомерного подшипника 11 и радиальных тканевых подшипников 12,13 осевого шарнира с одной стороны горизонтального шарнира со стороны лопасти 1 позволяет уменьшить разнос горизонтальных шарниров, что уменьшает нагрузки на конструкцию вертолета.

Введение дополнительно осевых эластомерных подшипников 8 горизонтального шарнира позволяет увеличить ресурс радиальных эластомерных подшипников 6 горизонтального шарнира, а расположение их внутри отверстия 9 оси 5 горизонтального шарнира - не увеличивает габариты и массу горизонтального шарнира.

Выполнение вала осевого шарнира 4 с двумя проушинами, а втулки 2 - с одной на каждую лопасть 1 позволяет выполнить вал осевого шарнира 4 с глухим отверстием 15, где смонтированы радиальный тканевый подшипник 12 и осевой упорный эластомерный подшипник 11, и тем самым обеспечить расположение осевого упорного эластомерного подшипника 11 внутри вала осевого шарнира 4, что позволяет упростить конструкцию осевого шарнира, увеличить ресурс осевого упорного эластомерного подшипника 11 и уменьшить его жесткость и, следовательно, уменьшить нагрузки на систему управления вертолетом.

Использование двух радиальных тканевых подшипников 12,13 позволяет выполнить осевой упорный эластомерный подшипник 11 простой конструкции и уменьшить жесткость осевого шарнира, что уменьшает нагрузки в системе управления вертолета.

Расположение радиального тканевого подшипника 12 внутри вала осевого шарнира 4 с опорой через переходник 14 на корпус осевого шарнира 10 позволяет упростить конструкцию и не увеличивать размеры и массу деталей без потери ресурса.

Использование упругого силового элемента 22 позволяет отказаться от использования демпфера, что уменьшает массу и упрощает конструкцию несущего винта.

Использование для крепления упругого силового элемента 22 оси 19 вертикального шарнира и болта складывания 23 позволяет при вынимании болта складывания 23 складывать лопасти относительно вертикального шарнира.

Ручное складывание позволяет отказаться от сложного и тяжелого механизма складывания, а фиксаторы шага 25 уменьшают нагрузки в системе управления вертолета в сложенном положении лопастей.

Описанная выше совокупность конструктивных особенностей несущего винта винтокрылого летательного аппарата с системой складывания лопастей позволяют упростить его конструкцию при одновременном уменьшении нагрузок и увеличении ресурса несущего винта и уменьшении нагрузок на вертолет в целом.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-39 of 39 items.
29.04.2019
№219.017.42ab

Соосная несущая система

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в вертолетостроении. Соосная несущая система содержит редуктор с двумя валами противоположного вращения, на которых смонтированы втулки несущих винтов. Два соединенных между собой и подвижных в осевом направлении автомата...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002307766
Дата охранного документа: 10.10.2007
29.04.2019
№219.017.4342

Фюзеляж легкого вертолета

Изобретение относится к области авиации и конструкции фюзеляжей вертолетов. Фюзеляж легкого вертолета содержит каркас средней части, каркас задней части с отсеком как минимум для одного двигателя (10), шасси, главный редуктор (28), а также набор подкрепляющих продольно-поперечных элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002324622
Дата охранного документа: 20.05.2008
29.04.2019
№219.017.4719

Способ определения момента инерции изделия

Способ предназначен для определения момента инерции вертолета. Способ позволяет повысить достоверность определения момента инерции вертолета за счет того, что измеряют последовательно амплитуду угловых колебаний вертолета при исходном статическом дисбалансе, при дополнительном статическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02164671
Дата охранного документа: 27.03.2001
29.04.2019
№219.017.475d

Способ определения дисбаланса несущих винтов вертолета

Способ предназначен для использования в авиационной технике и позволяет определять дисбалансы несущих винтов вертолета, закрепленных на фюзеляже на различной высоте. Последовательно измеряя амплитуды колебаний фюзеляжа вертолета на режиме висения от дисбалансов несущих винтов и поочередно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02194959
Дата охранного документа: 20.12.2002
09.05.2019
№219.017.4d08

Система погрузки-выгрузки носилочных пострадавших при ограниченных объемах летательного аппарата

Изобретение относится к авиационной технике. Система погрузки-выгрузки носилочных пострадавших при ограниченных объемах летательного аппарата состоит из комплекса медицинского оборудования, механизма подъема и транспортировки носилок, направляющих, устройства для установки носилок с замками....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002351509
Дата охранного документа: 10.04.2009
09.05.2019
№219.017.4f51

Вертолет продольной схемы

Изобретение относится к области авиастроения, а именно к винтокрылым летательным аппаратам вертикального взлета и посадки. Вертолет содержит фюзеляж, несущие винты, к втулкам которых прикреплены лопасти, систему управления лопастями несущих винтов, состоящую из командных рычагов управления в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002407675
Дата охранного документа: 27.12.2010
09.05.2019
№219.017.4f69

Аэромобильный комплекс беспилотного вертолета

Изобретение относится к области создания беспилотных вертолетных комплексов воздушной разведки, целеуказания и систем управления ими. Аэромобильный комплекс содержит беспилотный вертолет (далее БВ) с блоком траекторного управления, пилотируемый вертолет с кабиной экипажа, оснащенной рабочим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403181
Дата охранного документа: 10.11.2010
09.05.2019
№219.017.4f6a

Система для автоматического наведения и стабилизации подвижной вертолетной пушечной установки

Изобретение относится к области систем автоматического регулирования и может быть использовано для обеспечения автоматического наведения и стабилизации полезной нагрузки, например, систем вооружения, размещенных на вертолете или другом подвижном носителе. Технический результат - расширение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403185
Дата охранного документа: 10.11.2010
09.06.2019
№219.017.7884

Способ изготовления лопасти из композиционного материала

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к изготовлению из слоистых композиционных материалов лопастей винтов летательных аппаратов. В способе изготовления лопасти из композиционного материала сборку производят на столе и в пресс-форме горизонтально, начиная с носовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002230004
Дата охранного документа: 10.06.2004
Showing 31-33 of 33 items.
29.06.2019
№219.017.9fb6

Система обработки изображений

Изобретение относится к системам обработки изображения. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет подбора частоты задающего генератора в соответствии с текущим быстродействием элементов и устройства в целом. Система обработки изображений содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002452125
Дата охранного документа: 27.05.2012
10.07.2019
№219.017.b136

Вычислительное устройство бинс

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании вычислительных средств для систем управления высокоманевренными объектами авиационной или ракетно-космической техники. Технический результат - повышение производительности вычислительного устройства....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002469376
Дата охранного документа: 10.12.2012
12.04.2023
№223.018.4935

Насос объёмного действия ролико-лопастной схемы с бесступенчатым изменением производительности

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкциям систем привода несущих винтов и других агрегатов винтокрылых летательных аппаратов. Насос объемного действия ролико-лопастной схемы содержит корпус (7), в который установлен ротор (1) и сухари (2), с установленными в них...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002742259
Дата охранного документа: 05.02.2021
+ добавить свой РИД