Устройство регулировки угла установки лопастей винта, винт изменяемого шага, способ регулировки угла установки лопастей винта и соответствующие устройство управления и вычислительное устройство

Группа изобретений относится к воздушным винтам. Устройство (9) регулировки для регулировки угла установки лопастей (1, 2) винта изменяемого шага: в первом диапазоне углов установки лопасти с положительными углами установки, при которых лопасти винта (10) создают тягу, во втором диапазоне углов установки лопасти, в третьем диапазоне углов установки лопасти с отрицательными углами установки, при которых лопасти винта создают обратную тягу при вращении винта в том же направлении. Второй диапазон углов установки лопасти представляет собой промежуточный диапазон углов установки, расположенный между первым и вторым диапазоном углов установки лопасти, и включает такой диапазон углов установки, при котором лобовое сопротивление лопасти минимально, а также диапазон положительных углов установки с низкой тягой и диапазон отрицательных углов установки с низкой обратной тягой. Устройство регулировки (9) выполнено с исполнительным устройством. Предложены также винт изменяемого шага, способ регулировки угла установки лопастей винта, устройство управления и вычислительное устройство. Группа изобретений направлена на улучшение регулировки угла установки лопастей винта изменяемого шага. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 16 ил.

 

Изобретение относится к устройству регулировки угла установки лопастей винта изменяемого шага, к винту изменяемого шага, к устройству управления для приведения в действие устройства регулировки, к способу регулировки угла установки лопастей винта, устройству управления и вычислительному устройству.

Приводимое в движение воздушным винтом воздушное судно с высокими эксплуатационными характеристиками имеет винты изменяемого шага, в которых угол установки лопастей винта может быть выбран в соответствии с конкретными полетным условиями (взлет, набор высоты, крейсерский полет, снижение высоты, приземление) и в конечной фазе процесса приземления с целью торможения может быть установлен для создания обратной тяги. Для режима полета лопасти винта устанавливают на заданный положительный угол установки лопасти, в то время как угол установки лопастей винта в режиме обратной тяги отрицателен при вращении винта в том же направлении.

При переходе от режима тяги к режиму торможения или режиму обратной тяги, лопасти винта должны быть повернуты из положительного в отрицательный диапазон углов установки. Во время процесса, винт приводится в движение ветром движения. Во время перехода от положительного в отрицательный диапазон углов установки в критической зоне, а именно, когда винт не создает ни тягу, ни обратную тягу, скорость вращения винта увеличивается до большой величины, потому что аэродинамическое сопротивление лопастей винта невелико. Это приводит к высокой нагрузке всей системы привода, в частности, содержащейся в ней турбины. Согласно известному уровню техники, цель заключается в устранении этой проблемы путем основной крутки лопастей винта, эксплуатации на пониженном режиме конструкции нагруженных приводных компонентов, и/или особо быстрого прохождения через критическую зону, в которой не создается ни тяга, ни обратная тяга. Однако все из этих мер имеют соответствующие недостатки.

Целью изобретения является разработка улучшенного устройства регулировки угла установки лопастей винта изменяемого шага, винта изменяемого шага, прибора управления для приведения в действие устройства регулировки, функции управления, которая может быть реализована в вычислительном устройстве, и способа регулировки угла установки лопастей винта, посредством которых система привода при обратной тяге нагружена незначительно.

Эта цель достигнута с помощью объектов независимых пунктов формулы изобретения. Дополнительные варианты осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения, которые ссылаются на независимые пункты.

Согласно изобретению предлагается винт изменяемого шага, имеющий несколько лопастей винта, которые имеют возможность регулировки между углами установки лопасти, при которых винт создает тягу, и углами установки лопасти, при которых винт создает обратную тягу, при вращении в том же направлении, и с устройством регулировки для регулировки угла установки лопасти, при этом во время регулировки лопасти винта поворачиваются через критическую зону, в которой они не создают ни тяги, ни обратной тяги. Изобретение предусматривает, что лопасти винта должны быть сгруппированы в по меньшей мере одну первую группу лопастей винта и в одну вторую группу лопастей винта, а также что устройство регулировки должно быть выполнено так, что лопасти винта в одной группе поворачиваются через критическую зону, в то время как лопасти винта другой группы расположены вне критической зоны.

Один пример осуществления винта изменяемого шага согласно изобретению предусматривает, что устройство регулировки должно быть выполнено так, что лопасти винта только одной группы поворачиваются через критическую зону для создания обратной тяги, при этом обратная тяга, создаваемая лопастями винта, которые были повернуты через критическую зону, больше тяги, создаваемой лопастями, которые не были повернуты через критическую зону.

Согласно другому примеру осуществления винта изменяемого шага согласно изобретению, предусмотрено выполнение устройства регулировки так, что группы лопастей винта поворачиваются через критическую зону в разное время так, что лопасти винта одной группы создают тягу или обратную тягу, в то время как лопасти винта другой группы не создают ни тягу, ни обратную тягу и, наоборот.

Согласно одному варианту осуществления винта изменяемого шага согласно изобретению, лопасти винта установлены на комлевой части лопасти так, что они имеют возможность поворота вокруг оси лопасти, которая простирается радиально относительно оси винта, а устройство регулировки содержит по меньшей мере одну траверсу, которая имеет возможность перемещения в продольном направлении оси винта, а также промежуточные элементы, шарнирно соединенные между траверсой и точками приложения силы, которые предусмотрены эксцентрически относительно оси лопатки на комлевой части лопасти соответствующей лопасти винта, при этом промежуточные элементы вызывают вращение лопасти винта вокруг своей оси при перемещении траверсы в продольном направлении оси винта, при этом точки приложения силы одной группы лопастей винта и другой группы лопастей винта рассогласованы по отношению друг к другу так, что лопасти винта одной группы поворачиваются через критическую зону, в то время как лопасти винта другой группы расположены вне критической зоны.

Согласно одному варианту осуществления винта изменяемого шага согласно изобретению, винт имеет четное количество лопастей винта, которые сгруппированы в две группы лопаток винта, каждая из которых индивидуально рассогласована по отношению друг к другу.

В последующем тексте будет описан один, приводимый в качестве примера вариант осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

Фиг.1: упрощенный вид в перспективе винта изменяемого шага согласно одному, приводимому в качестве примера варианту изобретения;

Фиг.2: увеличенный подробный вид в перспективе комлевой части лопасти винта для представленного на фиг.1 винта изменяемого шага;

Фиг.3a и 3b: схематические иллюстрации одного примера устройства регулировки для регулировки лопастей представленного на фиг.1 винта, показывающие вид сверху представленной на фиг.2 комлевой части лопасти, от оси винта;

Фиг.4: график, иллюстрирующий угол установки двух групп лопастей в зависимости от расчетного угла установки лопасти;

Фиг.5a: вид в перспективе другого варианта устройства регулировки в первом положении;

Фиг.5b: вид в перспективе показанного на фиг.5а другого варианта устройства регулировки во втором положении;

Фиг.6a: вид в перспективе другого варианта устройства регулировки в первом положении;

Фиг.6b: вид в перспективе показанного на фиг.6a другого варианта устройства регулировки во втором положении;

Фиг.7a: схематический вид винта, оснащенного четырьмя лопастями винта, с одним примером первой группы лопастей винта, показанных жирной линией;

Фиг.7b и 7c: схематический вид винта, оснащенного шестью лопастями винта, с двумя другими примерами первой группы лопастей винта, показанными жирной линией, с двумя лопастями винта для показанного на фиг.7b варианта винта и с тремя лопастями винта для показанного на фиг.7c варианта винта, образующими первую группу лопастей винта;

Фиг.7d и 7e: схематический вид винта, оснащенного восемью лопастями винта, с двумя другими примерами первой группы лопастей винта, показанными жирной линией, с двумя лопастями винта для показанного на фиг.7d варианта винта и с тремя лопастями винта для показанного на фиг.7e варианта винта, образующими первую группу лопастей винта;

Фиг.7f: схематический вид винта, оснащенного девятью лопастями, с примером первой группы лопастей винта, показанными жирной линией, с тремя лопастями винта для показанного на фиг.7f варианта винта, образующими первую группу лопастей винта;

На фиг.1 показан вид в перспективе винта 10 для приводимого в движение воздушным винтом современного воздушного судна с высокими эксплуатационными характеристиками, оснащенного несколькими лопастями 1, 2…винта. Винт 10 может, в частности, приводиться в движение турбиной. Угол установки лопастей 1, 2…винта может регулироваться индивидуально так, что положение лопастей винта соответствует полетному состоянию воздушного судна, т.е. взлету, приземлению, крейсерскому полету или набору высоты. Кроме того, угол установки лопастей 1, 2… винта может быть отрегулирован так, что при вращении в том же направлении винт создает обратную тягу так, что в окончательной фазе процесса приземления воздушное судно может быть заторможено посредством обратной тяги. Угол установки лопастей 1, 2 …винта определяют как положительный для режима тяги и отрицательный для режима обратной тяги. Каждая из лопастей 1, 2…винта может быть повернута вокруг оси Y, которая проходит по существу в продольном направлении каждой лопасти 1, 2…и радиально относительно оси X винта.

На фиг.2 представлена комлевая часть 93 показанной на фиг.1 лопасти 1 винта в увеличенном и упрощенном виде. Ось X втулки 11 винта, которая находится спереди в направлении взгляда, обозначена только пунктирными линиями.

На фиг.3a и 3b схематически показано устройство 9 регулировки, используемое для регулировки лопастей 1, 2…винта. Согласно приводимому в качестве примера варианту, это устройство 9 регулировки имеет траверсу 94, выполненную с возможностью перемещения в направлении оси Х винта, а также промежуточные элементы 91 и 92, шарнирно соединенные между траверсой 94 и комлевой частью 93 соответствующей лопасти 1, 2, … На комлевой части 93 лопасти винта промежуточные элементы 91 и 92 соединены с соответствующими точками 95 приложения сил, эксцентрически расположенными относительно оси Y лопасти в виде кривошипа. Когда траверса 94 перемещается в направлении оси X винта, лопасть 1, 2…винта вращается вокруг ее оси Y. Вместо реализации в этом виде, устройство 9 регулировки может быть также реализовано любым другим пригодным способом, например, с помощью зубчатого колеса, зубчатого стержня или иных средств.

Лопасти 1, 2, … винта 10 сгруппированы по меньшей мере в одну первую группу A лопастей винта и в одну вторую группу B лопастей винта, а устройство 9 регулировки выполнено для регулировки лопастей винта в группах так, что лопасти винта в одной группе B поворачиваются через критическую зону, как это было уже описано во введении, и в которой лопасти винта не создают ни тягу, ни обратную тягу, и, следовательно, подвергаются воздействию лишь небольшого аэродинамического сопротивления, в то время как лопасти винта в другой группе A расположены вне критической зоны и наоборот.

Согласно одному, приводимому в качестве примера варианту осуществления изобретения, устройство 9 регулировки выполнено так, что только лопасти винта в одной группе B поворачиваются через критическую зону для создания обратной тяги, в то время как другие лопасти винта, а именно лопасти группы A, по прежнему создают тягу, по меньшей мере, некоторой величины. Эта ситуация представлена на фиг.4. В этом случае угол установки лопастей винта в группе A представлен посредством штрих-пунктирной линии, а угол установки лопастей винта в группе B представлен сплошной линией, а точнее в виде зависимости расчетного угла установки лопасти, который свыше 20° по существу соответствует углу установки лопастей 1, 2…винта.

При уменьшении угла установки от первоначальной величины около 48°, угол установки лопастей винта в обеих группах A, B сначала уменьшается до одной и той же величины, до появления при угле установки лопасти, равном приблизительно 20°, разницы между лопастями винта в группе A и лопастями винта в группе B. В то время как угол установки лопастей винта группы А при уменьшении угла установки задерживается на приблизительно 18°, т.е. иными словами он не увеличивается, происходит дальнейшее уменьшение угла установки лопастей винта группы B, переходя через нулевой уровень до угла установки, равного - 15°. Это означает, что лопасти винта группы B создают обратную тягу, а лопасти винта группы A все еще установлены для создания небольшого количества тяги. В целом, обратная тяга, создаваемая лопастями винта группы B, которые были повернуты через критическую зону, в этом случае больше тяги, создаваемой лопастями винта группы A, которые не были повернуты через критическую зону для создания требуемой обратной тяги.

Согласно другому, приводимому в качестве примера варианту осуществления изобретения, устройство 9 регулировки выполнено так, что лопасти винта как группы A, так и лопасти винта группы B поворачиваются через критическую зону, однако в разное время, так что лопасти винта одной группы B создают тягу или обратную тягу, в то время как лопасти винта другой группы A не создают ни тягу, ни обратную тягу, т.е. можно сказать, что они находятся в критической зоне, и наоборот. Это обеспечивает, что лопасти винта в одной группе, не расположенные в критической зоне, создают достаточное аэродинамическое сопротивление для предотвращения превышения максимально допустимой частоты вращения привода винта.

В представленном в качестве примера варианте осуществления изобретения, схематически проиллюстрированном на фиг.3a и 3b, положение точек 95 приложения силы на комлевых частях 93 лопасти совместно с длиной промежуточных элементов 91 и 92 и положением по меньшей мере одной траверсы 94 относительно оси X винта выбирают так, что лопасти винта одной группы B по существу едва повернуты через критическую зону, в то время как лопасти винта другой группы A еще не достигли или еще не расположены в критической зоне. Это схематически представлено разными на окружности положениями точек 95 приложения силы на комлевых частях 93 лопасти и разными положениями траверсы 94 относительно оси Х винта.

Устройство 9 регулировки согласно изобретению предназначено для регулировки угла установки лопастей 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 винта изменяемого шага

в первом диапазоне углов установки лопасти с положительными углами установки, при которых лопасти винта 10 создают тягу,

во втором диапазоне углов установки лопастей,

в третьем диапазоне углов установки лопасти с отрицательными углами установки, при которых лопасти винта 10 создают обратную тягу при вращении винта в том же направлении.

Второй диапазон углов установки лопасти представляет собой промежуточный диапазон, расположенный между первым и вторым диапазонами углов установки лопасти и включающий в себя такой диапазон углов установки, при котором лобовое сопротивление лопасти минимально, а также диапазон положительных углов установки с низкой тягой и диапазон отрицательных углов установки с низкой обратной тягой. Диапазон положительных углов установки с низкий тягой, расположенный во втором диапазоне углов установки лопасти, может простираться от точки минимального сопротивления до, в частности, точки в 10% от максимальной положительной тяги. Кроме того, диапазон отрицательных углов установки с низкий тягой, расположенный во втором диапазоне углов установки лопасти, может простираться от точки минимального сопротивления до, в частности, точки в 10% от максимальной отрицательной тяги.

Устройство 9 регулировки используется для регулировки лопастей 1, 2, … винта от первого до третьего диапазона углов установки и, наоборот, при приведении его в действие посредством исполнительного устройства. В этом случае устройство 9 регулировки выполнено так, что по меньшей мере одна группа A лопастей 1, 2…винта имеет возможность поворота через второй диапазон углов установки лопасти с критическими углами установки лопасти, в то время как лопасти винта другой группы B находятся в положительном диапазоне углов установки лопасти.

В частности, устройство 9 регулировки может быть выполнено так, что только первая группа B лопастей винта может быть повернута через второй диапазон углов установки лопасти в третий диапазон углов установки лопасти для создания обратной тяги, при этом обратная тяга, создаваемая лопастями винта группы B, которые были повернуты через диапазон углов установки лопасти, в котором угол установки лопасти критичен, больше тяги, создаваемой лопастями винта первой группы A, при нахождении винта изменяемого шага в положении обратной тяги.

Устройство 9 регулировки может быть также выполнено так, что каждая из по меньшей мере двух групп A, B лопастей винта может быть повернута из первого диапазона углов установки лопасти через второй диапазон углов установки лопасти к третьему диапазону углов установки лопасти с рассогласованием по времени по отношению друг к другу.

В частности, рассогласование по времени может быть выбрано с возможностью обеспечения установки лопасти винта, при которой лопасти винта одной группы B расположены в первом или третьем диапазоне углов установки лопасти, в то время как лопасти винта другой группы A находятся во втором диапазоне углов установки лопасти, и наоборот.

В целом, то есть в примерах и вариантах осуществления изобретения, этот порядок действий может быть осуществлен автоматически посредством устройства управления, которое посылает соответствующие управляющие сигналы к исполнительному устройству или приводному устройству, подключенному перед устройством регулировки, при работе в режиме обратной тяги, который активируется вручную или посредством сигналов. Помимо этого исполнительное устройство или приводное устройство, подключенное перед устройством регулировки, может перемещать устройство регулировки в положение обратной тяги, при этом устройство регулировки выполняет регулировку рассогласования по времени групп лопастей винта при помощи механических соединительных деталей, соединяющих регулировочный элемент с этими лопастями винта.

Устройство 9 регулировки может также иметь приводные устройства для регулировки угла установки лопасти каждой лопасти винта, которые соединены с исполнительным устройством посредством сигнальной шины или шины передачи данных для передачи приводному устройству команд и регулировки лопастей винта.

В целом, устройство регулировки может иметь один регулировочный элемент или несколько регулировочных элементов, который имеет возможность управления или регулировки посредством исполнительного устройства. Для регулировки лопастей винта может быть предусмотрено соединение по меньшей мере одного регулировочного элемента устройства регулировки с лопастями винта с помощью промежуточных элементов, в частности, с помощью по меньшей мере одного промежуточного элемента 91, предусмотренного для регулировки в каждом случае одной лопасти 1, 2 … винта, и в каждом случае шарнирно соединенного с элементом 94 регулировки с одной стороны, и с другой стороны - с соединительным устройством 95 соответствующей лопасти 1, 2, … винта. Таким образом, уже описанные способы регулировки лопастей винта в группах на основании регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента могут быть реализованы с помощью кинематической конструкции на основе механического соединения соединительных деталей, например, промежуточных элементов или геометрической структуры из по меньшей мере одного регулировочного элемента, по меньшей мере одного промежуточного элемента и соединительного устройства, с функцией передачи для регулировки лопасти, получаемой в качестве функции регулировки регулировочного элемента, для которого

в первом диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента углы установки плоскости разных групп лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти и отличаются на максимальную величину в 10 градусов,

во втором диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента углы установки плоскости первой группы лопастей винта находятся во втором диапазоне углов установки плоскости, а углы установки других групп B лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти,

в третьем диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента для осуществления рабочего режима обратной тяги углы установки плоскости первой группы лопастей винта находятся в третьем диапазоне углов установки лопасти, а углы установки плоскости других групп B лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти.

В этом случае устройство 9 регулировки может быть, в частности, выполнено так, что

на каждой лопасти винта закреплен с возможностью поворота кривошип (92, 192, 292), на котором предусмотрено в каждом случае одно соединительное устройство (95, 195, 295) для шарнирного закрепления промежуточного элемента, при этом соединительное устройство (95, 195, 295) расположено эксцентрически относительно оси винта,

по меньшей мере один промежуточный элемент (91, 191, 291) для регулировки в каждом случае одной лопасти (1, 2, …) винта в каждом случае шарнирно соединен с одной стороны с регулирующим элементом (94), и с другой стороны - с соединительным устройством (95, 195, 295),

устройство (9) регулировки имеет один или более регулировочных элементов для соединения выхода исполнительного устройства и промежуточных элементов.

В одном варианте осуществления устройства регулировки, имеющего несколько регулировочных элементов для регулировки лопастей винта в группах, возможно, в частности, каждый регулировочный элемент направлять так, что он имеет возможность перемещения посредством направляющего устройства, проходящего вдоль оси X винта, например, направляющей штанги или направляющего стержня, при сохранении угла поворота регулировочного элемента во время его перемещения постоянным. В этом случае, в частности, одно направляющее устройство может быть предусмотрено в каждом случае для одного регулировочного элемента и/или одно направляющее устройство может быть предусмотрено для нескольких регулировочных элементов. В этом случае регулировочные элементы могут быть расположены на одном и том же направляющем устройстве. Согласно другому варианту осуществления, может быть также предусмотрено несколько направляющих устройств, при этом каждый регулировочный элемент, который относится к одной группе лопастей винта, расположен на выделенном направляющем устройстве.

Согласно другому, приводимому в качестве примера варианту осуществления устройства 9 регулировки, устройство 9 регулировки может иметь по меньшей мере один шпиндель, который проходит в продольном направлении оси X винта и на котором регулировочный элемент 94, 194 имеет возможность перемещения при изменении угла поворота. Регулировочный элемент может быть отрегулирован посредством исполнительного механизма путем поворота или перемещения на шпинделе. Одновременно с регулировкой регулировочного элемента, кинематика промежуточных элементов приводит к регулировке лопастей винта. В этом случае, если предусмотрено несколько шпинделей, один шпиндель может быть предусмотрен в каждом случае для одного регулировочного элемента и/или, если предусмотрен один шпиндель, один шпиндель может быть предусмотрен для нескольких регулировочных элементов.

Согласно другому, приводимому в качестве примера варианту осуществления устройства 9 регулировки, в каждом случае один регулировочный элемент 194, 294 может быть предусмотрен для каждой группы лопастей винта, в частности, с регулировочными элементами, расположенными на одном и том же шпинделе или направляющем устройстве. Если предусмотрено несколько шпинделей или направляющих устройств, каждый направляющий элемент, предназначенный для одной группы лопастей винта, может быть расположен на конкретном шпинделе или направляющем устройстве. В данном варианте осуществления изобретения каждый шпиндель сам по себе может регулировать одну лопасть винта при помощи по меньшей мере одного регулировочного элемента.

В этом случае каждый из регулировочных элементов 194, 294 может быть механически соединен, в частности, с разными группами лопастей винта. Регулировочные элементы соединены посредством промежуточных элементов с соединительными устройствами 95 на комлевых частях 93 лопастей винта в каждом случае одной группы, например, первой группы A лопастей винта. Для того чтобы обеспечить регулировку лопастей винта в группах, положения поворота соединительных устройств, принадлежащих к первой группе лопастей винта, в каждом случае взаимно смещены по отношению друг к другу, при рассмотрении в направлении вращения вокруг оси винта, относительно соединительного устройства 95 на комлевой части 93 лопастей винта по меньшей мере одной другой группы В.

В альтернативном варианте осуществления изобретения предусмотрено несколько регулировочных элементов для регулировки лопастей винта в группах, которые не соединены механически, а приводятся в движение независимо посредством устройства управления и/или исполнительного устройства так, что каждый регулировочный элемент 194, 294 регулирует одну группу лопастей винта, а каждый регулировочный элемент приводится в действие независимо посредством одного исполнительного устройства и одного приводного устройства.

В другом варианте осуществления изобретения устройство регулировки может иметь регулировочный элемент 294, выполненный с возможностью поворота посредством приводного устройства вокруг оси Х винта, а также в каждом случае один промежуточный элемент, шарнирно закрепленный на регулировочном элементе и соответствующем соединительном устройстве соответствующей лопасти винта. С этой целью, в частности, устройство 9 регулировки может иметь шпиндель, который проходит в продольном направлении оси Х винта и на котором регулировочный элемент 94, 194 имеет возможность перемещения при изменении угла поворота. Согласно другому варианту, регулировочный элемент может направляться так, что он имеет возможность перемещения посредством направляющего устройства, который проходит в продольном направлении оси X винта, с сохранением угла поворота регулировочного элемента во время его перемещения постоянным, при этом одно направляющее устройство может быть предусмотрено в каждом случае для одного регулирующего элемента и/или одно направляющее устройство может быть предусмотрено для нескольких регулировочных элементов.

Структура лопастей винта, то есть конфигурация групп лопастей винта для их рассогласованной по времени регулировки, может быть, в частности, следующей:

Может быть предусмотрено четное количество лопастей винта и комлевых частей 93 лопасти и может быть предусмотрено устройство регулировки для соединения с четным количеством комлевых частей 93 лопасти, при этом лопасти винта первой группы A лопастей винта расположены попеременно с лопастями винта второй группы B лопастей винта при рассмотрении в направлении вращения вокруг оси Х винта.

В частности, может быть предусмотрено четыре лопасти винта и комлевые части 93 лопасти, а устройство регулировки может быть выполнено для соединения со всеми из четырех лопастей винта, из которых две лопасти винта, противоположные относительно оси X, принадлежат к первой группе лопастей винта (фиг.7а).

В частности, может быть предусмотрено шесть или восемь лопастей винта и комлевых частей 93 лопасти (фиг.7b и 7c и фиг.7d и 7e), а устройство регулировки может быть выполнено для соединения со всеми из шести или восьми лопастей винта, из которых две лопасти винта, противоположные относительно оси винта (X), принадлежат к первой группе лопастей винта (фиг.7b и 7d). Согласно другому варианту, из общего числа в шесть или восемь лопастей винта может быть сформирована первая группа с тремя (фиг.7c) или четырьмя (фиг.7e) лопастями винта, при этом положение лопастей винта в первой группе определено так, что они чередуются с лопастями винта второй группы при рассмотрении в направлении вращения относительно оси X винта.

Кроме того, может быть предусмотрено девять лопастей винта и комлевых частей 93 лопасти, и устройство регулировки может быть предусмотрено для соединения со всеми девятью лопастями, три из которых принадлежат к первой группе лопастей винта, при этом две лопасти винта второй группы расположены между двумя соседними лопастями 95 винта первой группы при рассмотрении в направлении вращения вокруг оси Х винта.

Кроме того, может быть предусмотрено несколько первых групп А лопастей винта.

Далее, согласно изобретению, предусмотрен винт изменяемого шага, оснащенный устройством регулировки, основанным на описанном выше принципе и на описанных ранее отдельных примерах. Винт изменяемого шага имеет вал воздушного винта и несколько комлевых частей лопастей, сопряженных с ним вдоль направления его окружности, каждая из которых имеет опорное устройство для установки в каждом случае одной лопасти винта, при этом одна лопасть 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 винта установлена на соответствующем опорном устройстве так, что она имеет возможность вращения вокруг оси (Y) лопасти, которая простирается под углом, и, в частности, радиально относительно оси (X) винта. В этом случае количество комлевых частей 93 лопастей с точками 95 приложения силы и структура комлевых частей 93 лопастей первой группы A лопастей винта могут быть описаны как и ранее в отношении комлевых частей 93 лопасти второй группы A при рассмотрении в направлении вращения вокруг оси Х винта.

Кроме того, согласно изобретению, предлагается устройство управления для приведения в движение устройства регулировки, варианты осуществления которого описаны ранее. Устройство управления выдает управляющие команды или управляющие сигналы в режиме обратной тяги на основании сигнала, задающего или обеспечивающего режим обратной тяги в устройстве управления. Управляющие команды или управляющие сигналы передаются на исполнительное устройство и/или приводное устройство, которое, в частности, механически регулирует устройство регулировки и, таким образом, угол установки лопастей винта в группах.

Устройство управления может представлять собой цифровое или аналоговое вычислительное устройство. Согласно изобретению, также предусмотрена функция управления, которая может быть реализована вычислительным устройством для регулировки устройства регулировки винтов, с программой управления, использующей данные для регулировки лопастей винта в качестве вводимой переменной, производя в качестве выводных данных управляющие воздействия для управления устройством регулировки согласно изобретению.

Согласно изобретению, также предлагается способ регулировки угла установки лопастей 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 винта изменяемого шага

в первом диапазоне углов установки лопасти с положительными углами установки, при которых лопасти винта 10 создают тягу,

во втором диапазоне углов установки лопасти,

в третьем диапазоне углов установки лопасти с отрицательными углами установки, в котором лопасти винта 10 создают обратную тягу при вращении винта в том же направлении,

при этом второй диапазон углов установки лопастей представляет собой промежуточный диапазон углов установки, расположенный между первым и вторым диапазонами углов установки лопасти, и включает в себя такой диапазон углов установки, при которых лобовое сопротивление лопасти минимально, а также диапазон положительных углов установки с низкой тягой и диапазон отрицательных углов установки с низкой обратной тягой. Способ предусматривает режим крейсерского полета, в котором углы установки лопасти различных групп находятся в первом диапазоне углов установки лопасти, а также режим обратной тяги.

В этом случае

в первом диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента углы установки лопасти разных групп лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти,

во втором диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента углы установки лопасти первой группы лопастей винта находятся во втором диапазоне углов установки лопасти, а углы установки других групп B лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти,

в третьем диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента для обеспечения режима обратной тяги углы установки первой группы лопастей винта находятся в третьем диапазоне углов установки лопасти, а углы установки других групп B лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти.

Согласно способу регулировки угла установки лопастей 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 винта изменяемого шага, возможно обеспечить, что в режиме обратной тяги только лопасти винта в по меньшей мере одной группе B могут быть повернуты через второй диапазон критических углов установки лопасти в третий диапазон углов установки лопасти, при этом при нахождении винта изменяемого шага в положении обратной тяги обратная тяга, создаваемая лопастями B винта, которые были повернуты через диапазон критических углов установки лопасти, больше тяги, создаваемой другими лопастями A винта.

Альтернативно, в способе регулировки угла установки лопастей 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 винта изменяемого шага возможно предусмотреть, что в режиме обратной тяги каждая из по меньшей мере двух групп A, B лопастей винта поворачивается с взаимным рассогласованием по времени из первого диапазона регулировки через второй диапазон критических углов установки лопасти в третий диапазон с возможностью обеспечения установки лопасти винта, при которой лопасти винта одной группы B расположены в первом или третьем диапазоне углов установки лопасти при нахождении лопастей винта другой группы A во втором диапазоне критических углов установки лопасти, и наоборот.

Описанный винт изменяемого шага обладает рядом преимуществ. Число оборотов на малом газе, которое имеет место при обратной тяге, может удерживаться равным малой величине, и, таким образом, возможно избежать чрезмерной нагрузки компонентов привода винта. Отсутствует необходимость конструирования компонентов привода винта, прежде всего таких, как приводящей в движение винт турбины, с учетом чрезмерной нагрузки в критическом диапазоне, что позволяет уменьшить вес. Необходимость в увеличении аэродинамического сопротивления для критического диапазона лопастей винта при помощи их дополнительной значительной крутки отсутствует, поэтому крутка (закрученность) лопасти винта может быть оптимизирована для режима крейсерского полета Отсутствует необходимость в особо быстром прохождении обычной «критической зоны» или второго диапазона углов наклона, так как режим обратной тяги может быть точно настроен. Винт изменяемого шага может также использоваться для контроля угла рыскания при торможении в условиях наличия бокового ветра.

1. Устройство (9) регулировки для регулировки угла установки лопастей (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) винта изменяемого шага
- в первом диапазоне углов установки лопасти с положительными углами установки, при которых лопасти винта (10) создают тягу,
- во втором диапазоне углов установки лопасти,
- в третьем диапазоне углов установки лопасти с отрицательными углами установки, при которых лопасти винта создают обратную тягу при вращении винта в том же направлении,
при этом второй диапазон углов установки лопасти представляет собой промежуточный диапазон углов установки, расположенный между первым и вторым диапазоном углов установки лопасти, и включает в себя такой диапазон углов установки, при которых лобовое сопротивление лопасти минимально, а также диапазон положительных углов установки с низкой тягой и диапазон отрицательных углов установки с низкой обратной тягой, при этом устройство регулировки выполнено с возможностью обеспечения регулировки лопастей (1, 2, …) винта от первого до третьего диапазона углов установки и наоборот, отличающееся тем, что устройство регулировки (9) выполнено таким образом, что при приведении его в действие посредством исполнительного устройства по меньшей мере первая группа (А) лопастей (1, 2,...) имеет возможность поворота через второй диапазон углов установки лопасти в то время, как лопасти винта другой группы (В) находятся в диапазоне положительных углов установки лопасти.

2. Устройство (9) регулировки по п.1, отличающееся тем, что устройство (9) регулировки выполнено таким образом, что только первая группа (В) имеет возможность поворота через второй диапазон углов установки лопасти в третий диапазон углов установки лопасти для создания обратной тяги, при этом обратная тяга, созданная лопастями (В) винта, которые были повернуты через диапазон критических углов установки лопастей, больше тяги, созданной лопастями винта первой группы (А), при нахождении винта изменяемого шага в положении обратной тяги.

3. Устройство (9) регулировки по п.1, отличающееся тем, что устройство (9) регулировки выполнено таким образом, что каждая из по меньшей мере двух групп (А, В) лопастей винта имеет возможность поворота с взаимным рассогласованием по времени по отношению друг к другу из первого диапазона углов установки лопасти через второй диапазон углов установки лопасти в третий диапазон углов установки лопасти, при этом рассогласование времени выбрано таким образом, что возможно обеспечение установки лопасти винта, при которой лопасти винта одной группы (В) расположены в первом или третьем диапазоне углов установки лопастей в то время, как лопасти винта другой группы (А) расположены во втором диапазоне углов установки лопастей и наоборот.

4. Устройство (9) регулировки по п.1, отличающееся тем, что устройство (9) регулировки имеет приводные устройства для регулировки угла установки лопасти в каждом случае одной лопасти винта, соединенные посредством сигнальной шины или шины передачи данных с исполнительным устройством для передачи команд приводному устройству и для регулировки лопастей винта.

5. Устройство (9) регулировки по п.1, отличающееся тем, что устройство (9) регулировки имеет по меньшей мере один регулировочный элемент (94), выполненный с возможностью регулировки посредством исполнительного устройства, и по меньшей мере промежуточный элемент (91, 92) для регулировки в каждом случае одной лопасти (1, 2, …) винта, который в каждом случае шарнирно соединен с одной стороны с регулировочным элементом (94) и с другой стороны - с соединительным устройством (95) соответствующей лопасти (1, 2, …) винта, с геометрической структурой, содержащей по меньшей мере один регулировочный элемент, по меньшей мере один промежуточный элемент и соединительное устройство (95, 195, 295), реализующей функцию передачи регулировки установки лопасти в качестве функции регулировки регулировочного элемента, для которой:
в первом диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента углы установки лопасти разных групп лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти и отличаются на максимальную величину в 10°,
во втором диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента углы установки плоскости первой группы лопастей винта находятся во втором диапазоне углов установки плоскости, а углы установки других групп (В) лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти,
в третьем диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента для осуществления рабочего режима обратной тяги углы установки плоскости первой группы лопастей винта находятся в третьем диапазоне углов установки лопасти, а углы установки плоскости других групп (В) лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти.

6. Устройство (9) регулировки по п.5, отличающееся тем, что
- с каждой лопастью винта вращательно закрепленным образом сопряжен кривошип (92, 192, 292), на котором предусмотрено в каждом случае одно соединительное устройство (95, 195, 295) для шарнирного закрепления промежуточного элемента, при этом соединительное устройство (95, 195, 295) расположено эксцентрически относительно оси винта,
- по меньшей мере один промежуточный элемент (91, 191, 291) для регулировки в каждом случае одной лопасти (1, 2, …) винта, который в каждом случае шарнирно соединен с одной стороны с регулирующим элементом (94) и с другой стороны - с соединительным устройством (95, 195, 295),
- устройство (9) регулировки имеет один или более регулировочных элементов для соединения выхода исполнительного устройства и промежуточных элементов.

7. Устройство (9) регулировки по п.5, отличающееся тем, что каждый регулировочный элемент направлен так, что он имеет возможность перемещения посредством направляющего устройства, который проходит вдоль оси (X) винта, при этом угол поворота регулировочного элемента во время его перемещения остается постоянным, при этом одно направляющее устройство может быть предусмотрено в каждом случае для одного регулировочного элемента и/или одно направляющее устройство может быть предусмотрено для нескольких регулировочных элементов.

8. Устройство (9) регулировки по п.7, отличающееся тем, что регулировочные элементы расположены на одном и том же направляющем устройстве или тем, что предусмотрено несколько направляющих устройств, при этом каждый регулировочный элемент, который соотнесен с одной группой лопастей винта, расположен на выделенном направляющем устройстве.

9. Устройство (9) регулировки по п.5, отличающееся тем, что устройство (9) регулировки имеет по меньшей мере один шпиндель, который проходит в продольном направлении оси (X) винта, и на котором при изменении угла поворота регулировочный элемент (94, 194) имеет возможность перемещения, при этом один шпиндель может быть предусмотрен в каждом случае для одного регулировочного элемента и/или один шпиндель может быть предусмотрен для нескольких регулировочных элементов.

10. Устройство (9) регулировки по п.5, отличающееся тем, что в каждом случае один регулировочный элемент (194, 294) предусмотрен для каждой группы лопастей винта.

11. Устройство (9) регулировки по п.10, отличающееся тем, что регулировочные элементы расположены на одном и том же шпинделе или что предусмотрено несколько шпинделей, при этом каждый регулировочный элемент, соотнесенный с одной группой лопастей винта, расположен на выделенном шпинделе.

12. Устройство (9) регулировки по п.10, отличающееся тем, что регулировочные элементы (194, 294) для разных групп лопастей винта механически соединены, при этом соединительные устройства (95) на комлевых частях (93) лопасти винта первой группы (А) лопастей винта в каждом случае рассогласованы по отношению друг к другу при рассмотрении в направлении вращения вокруг оси винта относительно соединительных устройств (95) на комлевых частях (93) лопастей винта по меньшей мере одной другой группы (В).

13. Устройство (9) регулировки по п.1, отличающееся тем, что каждый регулировочный элемент (194, 294) регулирует одну группу лопастей винта, и что каждый регулировочный элемент приводится в действие независимо посредством исполнительного устройства и приводного устройства.

14. Устройство (9) регулировки по п.5, отличающееся тем, что устройство регулировки имеет регулировочный элемент (294), выполненный с возможностью регулировки посредством исполнительного устройства, и который имеет возможность поворота вокруг оси (X) винта, а также в каждом случае один промежуточный элемент, шарнирно закрепленный на регулировочном элементе и соответствующем соединительном устройстве соответствующей лопасти винта.

15. Устройство (9) регулировки по п.14, отличающееся тем, что устройство (9) регулировки имеет шпиндель, который проходит в продольном направлении оси (X) винта, и на котором при изменении угла поворота регулировочный элемент (94,194) имеет возможность перемещения.

16. Устройство (9) регулировки по п.14, отличающееся тем, что каждый регулировочный элемент направлен таким образом, что он имеет возможность перемещения посредством направляющего устройства, которое проходит вдоль оси (X) винта, при этом угол поворота регулировочного элемента во время его перемещения остается постоянным, и при этом одно направляющее устройство может быть предусмотрено в каждом случае для одного регулировочного элемента и/или одно направляющее устройство может быть предусмотрено для нескольких регулировочных элементов.

17. Устройство (9) регулировки по п.1, отличающееся тем, что устройство регулировки предназначено для соединения с четным количеством комлевых частей (93) лопасти, при этом лопасти винта первой группы (А) лопастей винта расположены попеременно с лопастями винта второй группы (В) лопастей винта при рассмотрении в направлении вращения вокруг оси (X) винта.

18. Устройство (9) регулировки по п.1, отличающееся тем, что устройство регулировки предназначено для соединения со всеми из четырех лопастей винта, из которых две лопасти винта, противоположные относительно оси (X), принадлежат к первой группе лопастей винта.

19. Устройство (9) регулировки по п.1, отличающееся тем, что устройство регулировки соединено со всеми из шести или восьми лопастей винта, из которых две лопасти винта, противоположные относительно оси (X), принадлежат к первой группе лопастей винта.

20. Устройство (9) регулировки по п.1, отличающееся тем, что устройство регулировки соединено со всеми из девяти лопастями, три из которых принадлежат к первой группе лопастей винта, при этом две лопасти винта второй группы лопастей винта расположены между двумя соседними лопастями (95) винта первой группы лопастей винта при рассмотрении в направлении вращения вокруг оси (X) винта.

21. Устройство (9) регулировки по п.1, отличающееся тем, что предусмотрено несколько первых групп (А) лопастей винта.

22. Винт изменяемого шага с устройством (9) регулировки по п.6, при этом винт изменяемого шага имеет вал воздушного винта и несколько комлевых частей лопастей, сопряженных с ним вдоль направления его окружности, и каждая из которых имеет опорное устройство для установки в каждом случае одной лопасти винта, при этом одна лопасть (1, 2, …) винта установлена на соответствующем опорном устройстве так, что она имеет возможность вращения вокруг оси (Y) лопасти, которая простирается под углом, и в частности радиально, относительно оси (X) винта.

23. Винт изменяемого шага с устройством (9) регулировки по п.22, отличающийся тем, что предусмотрено четное количество комлевых частей (93) лопастей с точками (95) приложения силы, при этом комлевые части (93) лопастей первой группы (А) лопастей винта расположены попеременно с комлевыми частями (93) лопастей второй группы (А) лопастей винта при рассмотрении в направлении вращения вокруг оси (X) винта.

24. Винт изменяемого шага с устройством (9) регулировки по п.22, отличающийся тем, что все четыре точки (95) приложения силы предусмотрены и расположены в каждом случае на одной комлевой части (93), из которых две точки (95) приложения силы, противоположные относительно оси (X), принадлежат к первой группе лопастей винта.

25. Винт изменяемого шага с устройством (9) регулировки по п.22, отличающийся тем, что все шесть или восемь точек (95) приложения силы предусмотрены и расположены в каждом случае на одной комлевой части (93), из которых две точки (95) приложения силы, противоположные относительно оси (X), принадлежат к первой группе лопастей винта.

26. Винт изменяемого шага с устройством (9) регулировки по п.22, отличающийся тем, что все девять комлевых точек (95) действия силы лопасти предусмотрены и расположены в каждом случае на одной комлевой части (93), из которых три точки (95) приложения силы расположены таким образом, что принадлежат к первой группе лопастей винта, и что две точки (95) приложения силы второй группы лопастей винта расположены между двумя соседними точками (95) приложения силы для первой группы лопастей винта при рассмотрении в направлении вращения вокруг оси (X) винта.

27. Способ регулировки угла установки лопастей (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) винта изменяемого шага
- в первом диапазоне углов установки лопасти с положительными углами установки, при которых лопасти винта (10) создают тягу,
- во втором диапазоне углов установки лопасти,
- в третьем диапазоне углов установки лопасти с отрицательными углами установки, при которых лопасти винта создают обратную тягу при вращении винта в том же направлении,
при этом второй диапазон углов установки лопасти представляет собой промежуточный диапазон углов установки, расположенный между первым и вторым диапазоном углов установки лопасти, и включает в себя такой диапазон углов установки, при которых лобовое сопротивление лопасти минимально, а также диапазон положительных углов установки с низкой тягой и диапазон отрицательных углов установки с низкой обратной тягой, отличающийся тем,
- что способ предусматривает режим крейсерского полета, в котором углы установки лопасти различных групп находятся в первом диапазоне углов установки лопасти,
- что способ предусматривает режим обратной тяги, в котором
- в первом диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента углы установки лопасти разных групп лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти,
- во втором диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента углы установки лопасти первой группы лопастей винта находятся во втором диапазоне критических углов установки лопасти, а углы установки других групп (В) лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти,
- в третьем диапазоне регулировки по меньшей мере одного регулировочного элемента для обеспечения режима обратной тяги углы установки первой группы лопастей винта находятся в третьем диапазоне углов установки лопасти, а углы установки других групп (В) лопастей винта находятся в первом диапазоне углов установки лопасти.

28. Способ регулировки угла установки лопастей (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) винта изменяемого шага по п.27, отличающийся тем, что в рабочем режиме обратной тяги только лопасти винта в по меньшей мере одной группы (В) могут быть повернуты через второй диапазон критических углов установки лопасти в третий диапазон углов установки лопасти, при этом при нахождении винта изменяемого шага в положении обратной тяги обратная тяга, создаваемая лопастями (В) винта, которые были повернуты через диапазон критических углов установки лопасти, больше тяги, создаваемой другими лопастями (А) винта.

29. Способ регулировки угла установки лопастей (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) винта изменяемого шага по п.27, отличающийся тем, что в рабочем режиме обратной тяги каждая из по меньшей мере двух групп (А, В) лопастей винта поворачивается с взаимным рассогласованием по времени из первого диапазона регулировки через второй диапазон критических углов установки лопасти в третий диапазон так, что возможно обеспечение установки лопасти винта, при которой лопасти винта одной группы (В) расположены в первом или третьем диапазоне углов установки лопасти в то время, как лопасти винта другой группы (А) находятся во втором диапазоне критических углов установки лопасти и наоборот.

30. Устройство управления для приведения в действие устройства (9) регулировки по одному из пп.1-21, выполненное с возможностью посылки, на основании сигнала, задающего режим обратной тяги винта изменяемого шага, управляющих сигналов в исполнительное устройство, подключенное перед устройством (9) регулировки, для регулировки угла установки лопастей винта в соответствии со способом по одному из пп.27-29.

31. Вычислительное устройство, содержащее программу управления углом установки лопастей винта изменяемого шага и посредством этой программы производящее управляющие воздействия для управления устройством регулировки по одному из пп.1-21 в соответствии со способом по одному из пп.27-29.