Несущий винт с реактивным приводом для вертолета

 

Изобретение относится к авиации и может быть использовано при создании несущих винтов с реактивным приводом для вертолетов. Сущность: в выполнении несущего винта с лопастями, на концах которых устроены воздуховоды, образованные стенками силового набора лопасти, при этом часть воздуховодов соединена с продольными щелями для выдува воздуха на лопасти, а другая часть заканчивается полостью канала, к которому подходит топливопровод с форсунками и имеется система поджига топливной смеси. Несущий винт оснащен источником сжатого воздуха, выполненным в виде компрессора, вал которого кинематически связан с лопастями несущего винта через посредство мультипликатора, состоящего из закрепленного на лопастях зубчатого венца, взаимодействующего через паразитные колеса с солнечным колесом, закрепленным на валу компрессора. 3 ил.

Изобретение относится к авиации, а именно к несущим винтам с реактивным приводом для вертолета.

Из уровня техники известны несущие винты с реактивным приводом.

В патенте [1] описан несущий винт вертолета, в лопастях которого размещены соединенные с источником сжатого воздуха воздухопроводы, образованные стенками силового набора лопасти: часть воздухопроводов соединена с расположенными вдоль кромок лопастей продольными щелями для выдува воздуха, а другая часть соединена с соплами, расположенными в концевых сечениях лопасти, образующими реактивный двигатель, причем несущий винт оснащен системой управления выдувом, сопряженной с автоматом перекоса. Недостатком этого технического решения является невысокая эффективность реактивного двигателя в связи с незначительной скоростью истечения воздуха из сопел реактивного двигателя.

Наиболее близкий аналог, описанный в патенте [2] представляет собой несущий винт с реактивным приводом для вертолета, оснащенный системой управления циркуляцией, заменяющей управление циклическим шагом. В каждой области несущего винта размещены воздухопроводы, образованные стенками силового набора лопасти и связанные с источником сжатого воздуха, часть воздуховодов соединена с продольными щелями на передней и задней кромках лопасти, а другая часть воздуховодов связана с соплами реактивных двигателей, расположенных в концевых сечениях лопастей.

Недостатком технического двигателя решения по патенту [2] является невысокая энергетическая эффективность реактивного двигателя в связи с малыми скоростями истечения воздуха из сопел, что приводит к необходимости увеличения мощности источника сжатого воздуха.

В изобретении решается задача повышения энергетической эффективности несущего винта с реактивным приводом. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности реактивного привода при уменьшении мощности источника сжатого воздуха.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в несущем винте с реактивным приводом для вертолета, содержащим лопасти винта, стенки силового набора которых образуют воздуховоды, соединенные с источником сжатого воздуха, причем часть воздуховодов соединена с продольными щелями на передней и задней кромках лопасти для выдува воздуха и создания аэродинамических сил управления, а другая часть воздуховодов соединена с реактивными соплами, размещенными в концевых сечениях лопастей, источник сжатого воздуха выполнен в виде компрессора, вал которого кинематически связан с лопастями несущего винта мультипликатором, состоящим из закрепленного на лопастях венца, взаимодействующего с солнечным колесом, закрепленным на валу компрессора.

Технический результат обусловлен соединением вала компрессора с лопастями несущего винта посредством мультипликатора, что обеспечивает компактное выполнение источника сжатого воздуха, а его вращение несущим винтом с реактивным приводом повышает эффективность реактивного привода при уменьшении требуемой мощности источника сжатого воздуха.

На фиг. 1 показан пример конструктивного выполнения несущего вала (вид спереди); на фиг. 2 консоль лопасти (вид спереди); на фиг.3 разрез А-А на фиг.2.

Несущий винт с реактивным приводом содержит лопасти 1, разделенные стенками силового набора (лонжеронами, обшивкой, нервюрами и т.п.) на воздуховоды 2, часть которых соединена с продольными щелями 3 для выдува воздуха на верхнюю поверхность лопасти 1, а другая часть воздуховода заканчивается полостью 5, к которой подходит топливопровод 6 с форсунками 7, а также система поджига (на фиг. не показана) топливной смеси. На концах лопастей 1 размещены реактивные сопла 8, обеспечивающие истечение продуктов сгорания и создание реактивной силы для вращения винта и привода мультипликатора.

Несущий винт оснащен источником сжатого воздуха, выполненным в виде компрессора 9, секции 10 которого соединены с воздуховодами 2, расположенными в лопасти 1. Вал 13 компрессора 9 приводится в движение посредством мультипликатора 14, состоящего из венца 15 с внутренним зацеплением, закрепленного на лопастях 1, паразитных колес 16, оси 17 которых закреплены на корпусе 18 мультипликатора 14, и солнечного колеса 19, закрепленного на валу 13 компрессора 9. Между корпусом 18 мультипликатора 14 и лопастями 1 установлены подшипниковые узлы 20, между валом 13 компрессора 9 и лопастями 1 установлены подшипниковые узлы 21, между корпусом 18 мультипликатора 14 и валом 13 компрессора 9 установлены подшипниковые узлы 22.

Над несущим винтом установлен топливной бак 23, прикрепленный к лопастям 1 и выполненный в виде тора, ось симметрии которого совпадает с осью вала 13 компрессора 9, а внутренняя поверхность тора образует обечайку воздухозаборника 24 компрессора 9. К топливному баку 23 подсоединен топливопровод 6, связанный с форсунками 7.

Несущий винт оснащен системой запуска и электроснабжения вертолета, включающей стартер-генератор 27, установленный на валу 13 компрессора 9.

Несущий винт с реактивным приводом для вертолета работает следующим образом.

При запуске стартер-генератор 27 приводит во вращение вал 13 компрессора 9, который через закрепленное на валу 13 солнечное колесо 19 вращает закрепленные на осях 17 в корпусе 18 мультипликатора 14 паразитные колеса 16, передающие вращение через внутреннее зацепление венцу 15, закрепленному на лопастях 1 и, следовательно, лопастям 1 несущего винта, вырабатываемый секциями 10 компрессора 9 воздух подается в воздухопроводы 2. Наличие подшипниковых узлов 20, 21, 22 обеспечивает малые механические потери при вращении несущего винта стартером-генератором 27, а придание поверхности топливного бака 23 формы обечайки воздухозаборника 24 обеспечивает малые потери на входе воздуха в компрессор 9. При раскрутке несущего винта до необходимой скорости вращения в воздух, прошедший полость 5, впрыскивается топливо из форсунок 7, установленных на топливопроводе 6. В результате чего образуется топливная смесь, которая воспламеняется системой поджига (на фиг. не показана), и продукты сгорания истекают через сопла 8, размещенные на концевых сечениях лопастей 1, создавая реактивную силу, вращающую несущий винт. После достижения устойчивого режима работы реактивного привода, стартер-генератор 27 переключается на режим работы генератора и обеспечивает работу системы электроснабжения вертолета.

Система управления (на чертеже не показана) обеспечивает необходимый режим выдува воздуха из продольных щелей 3 на поверхность каждой лопасти 1 и создание аэродинамической силы.

Формула изобретения

НЕСУЩИЙ ВИНТ С РЕАКТИВНЫМ ПРИВОДОМ ДЛЯ ВЕРТОЛЕТА, содержащий лопасти, стенки силового набора которых образуют воздуховоды, соединенные с источником сжатого воздуха, причем часть воздуховодов соединена с продольными щелями на передней и задней кромках лопасти для выдува воздуха и создания аэродинамических сил управления, а другая часть воздуховодов соединена с реактивными соплами, размещенными в концевых сечениях лопастей, отличающийся тем, что источник сжатого воздуха выполнен в виде компрессора, вал которого кинематически связан с лопастями несущего винта мультипликатором, состоящим из закрепленного на лопастях зубчатого венца, взаимодействующего через паразитные колеса с солнечным колесом, закрепленным на валу компрессора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3