Система управления соосным вертолетом
Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системам управления соосным вертолетом. Цель изобретения - уменьшение сближения лопастей несущих винтов за счет управления завалом конуса верхнего несущего винта. Система управления соосным вертолетом содержит автоматы переноса нижнего и верхнего винтов, причем в кинематику управления верхним винтом включен дифференциальный автомат перекоса, с помощью которого можно менять боковой завал верхнего винта, являющегося несущим винтом соосного вертолета. 1 з. п. ф-лы. 2 ил.
Изобретение относится к авиационной технике. Целью изобретения является уменьшение сближения лопастей несущих винтов за счет управления завалом конуса верхнего несущего винта. На фиг. 1 изображена кинематическая схема системы управления; на фиг. 2 верхний несущий винт и дифференциальный автомат перекоса, вид сверху. Система управления состоит из автомата перекоса 1 нижнего винта 2 и автомата перекоса 3 верхнего винта 4. Автомат перекоса 1 состоит из внутреннего невращающегося кольца 5, смонтированного на карданной подвеске на ползуне 6, и наружного вращающегося кольца 7, тягами 8 связанного с поводками 9 лопастей нижнего винта 2 и тягами 10 с наружным кольцом 11 верхнего автомата перекоса 3. Внутреннее кольцо 12 этого автомата перекоса установлено на карданной подвеске на ползуне 13, который от проворота на валу 14 зафиксирован шпонкой 15. Над верхним несущим винтом 4 расположен дифференциальный автомат перекоса 16, состоящий из внутреннего кольца 17 и наружного кольца 18. Наружное кольцо 18 соединено шлиц-шарниром 19 с валом 14 верхнего винта и вращается вместе с ним и верхним винтом. На наружном кольце 18 шарнирно прикреплены качалки 20, каждая из которых противоположным концом посредством тяг 21 соединена с поводком 22 лопасти верхнего винта, а средним шарниром тягой 23 с внутренним кольцом 12 верхнего автомата перекоса 3. Внутреннее невращающееся кольцо 17 смонтировано с возможностью наклона в одной плоскости на штырях 24 (см. фиг. 2), размещенных на расположенной внутри вала 14 верхнего винта подвижной в осевом направлении невращающейся штанге 25, которая подвешена на качалке 26, которая через тягу 27 соединяет штангу с рычажным механизмом 28 общего и дифференциального шага. Механизм 28 общего и дифференциального шага состоит из двуплечего рычага 29, одним концом через тяги 30 и 31 и качалку 32 связанного с рычагом 33 общего шага, а в то время как на другом его конце шарнирно закреплена двурогая качалка 34, которая одним плечом через тягу 35, 36 и 37, качалки 38 и 39 соединена с педалями 40 управления дифференциальным шагом винтов, а вторым плечом через тягу 27 и качалку 26 со штангой 25 и через тягу 41 с качалкой 42, на которой подвешен ползун 6 нижнего автомата перекоса 1. Управление дифференциальным автоматом перекоса 16, его наклон осуществляется от резьбового механизма 43, внутренняя резьба которого находится на нижнем конце штанги 25, а наружная на штоке 44. Шток 44 верхним концом через подшипник 45 удерживает тягу 46, которая через качалку 47 и тягу 48 соединяется с внутренним кольцом 17 дифференциального автомата перекоса 16. Нижним концом шток 44 соединен с механизмом 49 завала дифференциального автомата перекоса. Механизм 49 выполнен в виде самозаклинивающейся червячной пары 50, смонтированной в корпусе 51, жестко установленном на нижнем торце штанги 25. Во внутренний диаметр червячного колеса 52 с возможностью осевого перемещения вставлен на шлицах нижний хвостовик резьбового штока 44. Червяк 53 связан с реверсивным электромеханизмом 54, включение которого может происходить от тумблера 55 пилотом или от бортовой автоматической системы управления завалом верхнего несущего винта, отстроенной от датчиков скорости полета. Управление циклическим шагом соединено с нижним автоматом перекоса через две расположенные через 90о тяги 56 и 57 и качалки 58 и 59, шарнирно смонтированные на ползуне 6. Качалка 59 продольного управления через тяги 60, 61, 62 и качалки 63, 64 соединена с ручкой 65 циклического управления несущими винтами. Качалка 58 поперечного управления связана с ручкой 65 посредством тяг 66, 67, 68 и качалок 69 и 70. Верхний несущий винт 4 закреплен на валу 14 редуктора, а нижний на валу 71. При работе валы с установленными на них винтами вращаются в разные стороны, при этом наружные кольца 7 и 11 автоматов перекоса связаны шлиц-шарнирами 72 и 73 с нижним несущим винтом и вращаются с ним в одну сторону, например против часовой стрелки, а внутреннее кольцо 12 автомата перекоса 3 вращается с валом 14, верхним несущим винтом, кольцо 18 и качалкой 20 в противоположную сторону, т.е. по часовой стрелке. Управление общим шагом винтов осуществляется поворотом рычага 33, который через тяги 31, 30 и качалку 32 поворачивает рычаг 29, при этом закрепленная на этом рычаге качалка 34 перемещается вверх или вниз параллельно самой себе, так как от проворота она удерживается тягой 35. Тягой 41 через качалку 42 движение передается на ползун 6 автомата перекоса нижнего винта, а тягами 10 на верхний автомат перекоса 3. Тягой 27 и штангой 25 через качалку 26 движение передается на дифференциальный автомат перекоса 16. Таким образом, нижний и верхний автоматы перекоса 1 и 3, дифференциальный автомат перекоса 16, а вместе с ними качалки 20, тяги 21, 8, 23 одновременно перемещаются на одну и ту же величину, что приводит к одновременному и одинаковому увеличению или уменьшению углов установки на лопастях верхнего и нижнего винтов. При перемещении педалей 40 управления дифференциальным шагом через тяги 37, 36, 35 и качалки 39 и 38 качалка 34 поворачивается и через тяги 27 и 41 перемещает соответственно ползун нижнего автомата перекоса 6 (через качалку 42) и дифференциальный автомат перекоса 16 (через качалку 26 и штангу 25). Таким образом, оба автомата перекоса 1 и 3 и дифференциальный автомат перекоса 16 перемещаются вдоль оси вала 14 редуктора в одну сторону. За счет подбора плеч рычага 34 (расстояние от точки его подвеса до шарниров тяг 41 и 27) достигается то, что осевое перемещение дифференциального автомата перекоса 16 значительно больше перемещения автоматов перекоса 1 и 3. Это приводит к тому, что посредством наклона качалки 20 относительно среднего ее шарнира тягами 21, соединенными с поводками 22 лопастей верхнего винта, меняется угол установки лопастей верхнего винта в сторону, противоположную по отношению к изменению углов установки лопастей нижнего винта, которое осуществляется воздействием тяг 8 на поводки 9 лопастей нижнего винта. Противоположное изменение углов установки лопастей обоих винтов происходит на одинаковую величину, что и требуется при управлении дифференциальным шагом. Управление циклическим шагом винтов осуществляется наклоном автоматов перекоса от ручки управления циклическим шагом 65 через тяги 62, 61, 60, 57 и качалки 64, 63, 59 в продольном направлении и через тяги 68, 67, 66, 56 и качалки 70, 69, 58 в поперечном направлении. Циклическое изменение углов установки лопастей нижнего винта 2 производится непосредственно тягами 8 от нижнего автомата перекоса, а углов установки на верхнем винте 4 от автомата перекоса 3 через качалку 20 и тяги 23 и 21. Длины плеч качалки 20 выбраны так, что при даче циклического управления углы установки лопастей на одних и тех же азимутах на верхнем и нижнем винтах изменялись на одинаковую величину. В предложенной системе управления на малых скоростях полета уменьшение бокового завала конусов винтов и уменьшение соответственно сближения лопастей слева от вертолета производится за счет обеспечения требуемой величины регулятора взмаха и опережения управления. По мере роста скорости полета конусы несущих винтов вначале выравниваются, а при больших скоростях начинают заваливаться в противоположную сторону, т. е. конус верхнего винта вправо, а нижнего винта влево, и концы лопастей сближаются справа от вертолета. Для обеспечения необходимого запаса по сближению лопастей на большой скорости в действие вводится механизм управления завалом верхнего винта 49. От тумблера 55 включается электромеханизм 54, который приводит во вращение червяк 53 и соответственно червячное колесо 52, при повороте которого вращающийся шток 45 начинает перемещаться вверх по резьбе относительно штанги 25 и через тягу 46, качалку 47 и тягу 48 наклоняет дифференциальный автомат перекоса 16 на штырях 24. При наклоне дифференциального автомата перекоса вокруг среднего шарнира поворачивается качалка 20, которая тягой 21 через поводок лопасти 22 поворачивает осевой шарнир 4. Внося соответствующее циклическое изменение углов установки лопастей верхнего винта, за счет наклона дифференциального автомата перекоса обеспечивается дополнительное воздействие на лопасти верхнего винта, уменьшая завал его конуса вправо и при этом получается соответственно большое расстояние между лопастями на большой скорости полета. При снижении скорости полета от тумблера 55 (или от автоматической системы, отстроенной по скорости полета) дифференциальный автомат перекоса поворачивается в нейтральное положение и больше не воздействует на маховое движение верхнего несущего винта. В отличие от существующих систем управления соосным вертолетом, у которых выбором величины регулятора взмаха обеспечиваются приблизительно одинаковые запасы по сближению лопастей на больших и малых скоростях полета, в предложенной системе управления выбор величины регулятора взмаха обеспечивает запасы по сближению на малых скоростях, а запасы по сближению на больших скоростях обеспечивают управлением завалом верхнего несущего винта дифференциальным автоматом перекоса. За счет этого возможно наращивать скорости соосного вертолета (не уменьшая запасы по сближению), без увеличения расстояния между винтами, т.е. при меньших габаритах, и без ухудшения аэродинамических качеств вертолета.
Формула изобретения
1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СООСНЫМ ВЕРТОЛЕТОМ, содержащая подвижные в осевом направлении автоматы перекоса нижнего и верхнего несущих винтов, кинематически связанные между собой и поводками лопастей верхнего и нижнего несущих винтов и с рычажным механизмом общего и дифференциального шага лопастей, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения сближения лопастей несущих винтов за счет управления завалом конуса верхнего несущего винта, она снабжена расположенным над верхним несущим винтом дифференциальным автоматом перекоса и механизмом его наклона, при этом на наружном вращающемся вместе с верхним несущим винтом кольце дифференциального автомата перекоса шарнирно прикреплены качалки, каждая из которых соединена тягами с поводком лопасти верхнего несущего винта и с верхним автоматом перекоса, а внутреннее невращающееся кольцо шарнирно установлено с возможностью наклона в одной плоскости на расположенной внутри вала верхнего несущего винта подвижной в осевом направлении невращающейся штанге, имеющей кинематическую связь с рычажным механизмом общего и дифференциального шага, причем дифференциальный автомат перекоса связан с резьбовым механизмом, внутренняя резьба которого выполнена на нижнем конце штанги, а наружная на штоке, верхним концом связанным с внутренним кольцом дифференциального автомата, перекоса, а нижним с механизмом наклона дифференциального автомата перекоса. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что механизм наклона дифференциального автомата перекоса выполнен в виде самозаклинивающейся червячной пары, смонтированной в корпусе, жестко установленном на нижнем торце штанги, при этом червячное колесо связано с возможностью осевого перемещения в нем с резьбовым штоком наклона дифференциального автомата перекоса, а червяк - с реверсивным электромеханизмом, приводимым в действие из кабины пилота или бортовой автоматической системы управления завалом верхнего несущего винта.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
