Соосные несущие винты


 


Владельцы патента RU 2496681:

Шевченко Иван Петрович (RU)

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкции вертолетов с соосными винтами. Соосные несущие винты вертолета включают в себя верхний и нижний винты, диаметр одного из несущих винтов в 1,8-2,2 раза меньше другого, при этом обороты вращения винта меньшего диаметра в 1,8-2,2 раза больше оборотов вращения винта большего диаметра. Лопасти винта большого диаметра от комля до середины лонжерона не имеют отсеков. Повышается эффективность работы вертолета в режиме висения у земли. 1 ил.

 

Изобретение относится к области вертолетостроения, а конкретно к несущим винтам, размещенным коаксиально. Это изобретение предназначено для вертолетов, применяемых для поисково-спасательных работ в горах на больших высотах.

Известен вертолет Ми-8, построенный по одновинтовой схеме. Недостатком такой схемы, кроме рулевого винта, парирующего реактивный момент несущего винта, является еще и различная индуктивная скорость отбрасывания воздуха по радиусу вращения несущего винта.

Наиболее близким прототипом к заявляемому типу вертолета по максимальному количеству сходных признаков, относятся вертолеты (см. RU, патент 2364550, МПК В64С 27/04) и КА-25. Это применение соосных несущих винтов, фюзеляжа с хвостовым оперением и шасси. Недостатком такой схемы также является различная индуктивная скорость отбрасывания воздуха. Это объясняется различной окружной скоростью по радиусу при вращении лопасти. В результате ближе к оси вращения винта индуктивная скорость отбрасывания воздуха будет уменьшаться и имеет меньшую величину, чем во внешней части поверхности, ометаемой несущим винтом при вращении (см. автор A.M.Загордан «Элементарная теория вертолета», глава 2, вопрос 5. Индуктивная скорость потока. (Интернет)). Поджатие воздуха к оси вращения винта будет уменьшаться на режиме висения вертолета у земли, соответственно эффект влияния «воздушной подушки» будет уменьшаться, тем более после прохождения плоскости вращения винта воздух отбрасывается вниз и закручивается в сторону вращения винта. Т.о., воздух, отбрасываемый винтом, образует конус, что не позволяет достичь большей плотности воздуха, а значит, и большей эффективности «воздушной подушки».

В основу изобретения заложен принцип разности отношений диаметров верхнего и нижнего несущих винтов, а также их угловой скорости вращения. Например, диаметр нижнего несущего винта будет меньше примерно в 2 раза, чем диаметр верхнего винта, а обороты нижнего винта будут примерно в 2 раза больше верхнего винта. Для более точного уравновешивания реактивных моментов между винтами это соотношение можно принять как 2,2…1,8:1 по диаметрам, и по оборотам 1:1,8…2,2. Т.к. обороты нижнего винта возрастут, то и возрастет индуктивная скорость отбрасывания воздуха, что увеличит поджатие воздуха ближе к оси вращения винта на режиме висения вертолета у земли, эффект влияния «воздушной подушки» возрастет. Это позволит использовать вертолет для проведения поисково-спасательных работ на бóльших высотах в горах, чем обычные вертолеты.

На чертеже показан общий вид вертолета: 1 - фюзеляж; 2 - верхний несущий винт; 3 - нижний несущий винт; 4 - двигатели с пылезащитными устройствами (ПЗУ); 5 - хвостовое оперение; 6 - шасси.

Изобретение осуществляется следующим образом. Диаметр одного из несущих винтов примерно в два раза меньше, чем диаметр другого винта. На чертеже в качестве примера показан нижний несущий винт с меньшим диаметром. Лопасти верхнего винта от комля и до середины лонжерона не имеют отсеков, т.е. лонжерон «голый». Это объясняется тем, что индуктивная скорость отбрасывания воздуха на этом участке будет сравнительно небольшой, поэтому нет необходимости на это затрачивать мощность двигателей. Диаметр нижнего винта примерно в два раза меньше, чем диаметр верхнего, но зато обороты будут больше примерно в два раза. При работе двигателей нижний несущий винт будет иметь обороты в 1,8…2,2 раза больше, чем верхний винт. Индуктивная скорость отбрасывания воздуха ближе к оси вращения винтов увеличится, поджатие воздуха на режиме висения вертолета у земли увеличивается, эффективность «воздушной подушки» возрастает, что уменьшает потребную мощность на этом режиме, что позволит выполнять этот режим в горах на больших высотах. Т.к. индуктивная скорость отбрасывания воздуха ближе к оси вращения винтов будет большая, есть целесообразность использовать поджатие воздуха перед ПЗУ, что повысит мощность двигателей на больших высотах за счет повышения плотности воздуха на входе в двигатели. Для этого необходимо изменить конструкцию ПЗУ. При таком соотношении диаметров и оборотов несущих винтов есть возможность увеличить крейсерскую скорость полета вертолета в два раза, т.к. зона обратного обтекания лопастей воздухом на этих скоростях будет отсутствовать. Уравновешивание реактивных моментов между винтами осуществляется несколькими способами:

- соотношение по диаметрам винтов как 2,2…1,8:1 и по оборотам 1:1,8…2,2 (применительно к данному чертежу);

- изменение площади лопастей;

- изменение количества лопастей в несущем винте.

При большой индуктивной скорости отбрасывания воздуха у сопел двигателей повысит эффективность работы «ушей» (на чертеже не показаны). Это специальные устройства, предназначенные для уменьшения температуры выхлопных газов двигателей, что затрудняет их захват тепловыми ловушками.

Соосные несущие винты вертолета включают в себя верхний и нижний винты, отличаются тем, что диаметр одного из несущих винтов в 1,8…2,2 раза меньше другого, обороты винта малого диаметра при работе больше другого в 1,8…2,2 раза, лопасти большего винта от комля до середины лонжерона не имеют отсеков.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к авиаприборостроению, в частности к системам контроля работы газотурбинного двигателя летательного аппарата (ЛА). .

Изобретение относится к подъемным устройствам. .

Изобретение относится к вентиляторостроению. .

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в вертолетостроении. .

Изобретение относится к летательным аппаратам с мускульным приводом. .

Изобретение относится к авиации, в частности к беспилотным привязным летательным аппаратам (ЛА), предназначенным для инструментальных удаленных измерений земной поверхности и недр с помощью аппаратуры, размещенной на борту.

Вертолёт // 2222474
Изобретение относится к области авиации, в частности к вертолетам, и может быть использовано при их конструировании. .

Изобретение относится к выхлопным самолетным системам турбовинтовых двигателей. .

Изобретение относится к области летательных аппаратов, в частности к винтокрылым летательным аппаратам вертикального взлета и посадки - вертолетам. .

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для создания несущих винтов вертолета, а также как движитель для ветрогенераторов и как водяной движитель. Воздушный движитель содержит основной и дополнительный верхние несущие винты, а также основной и дополнительный нижние несущие винты, лопасти которых прикреплены к сплошному и полому валам. Лопасти основных и дополнительных несущих винтов выполнены спаренными и установлены под углом 10-30° по отношению к оси валов с возможностью изменения шага винта. Концы спаренных лопастей соединены между собой общим кольцом. Приводной механизм движителя установлен на полом валу с возможностью перемещения. Воздушный движитель обеспечивает увеличение подъемной силы и исключает перехлест лопастей. 1 ил.

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкциям легких вертолетов. Одноместный вертолет содержит трубчатый каркас, в нижней части которого располагается силовая установка с узлами и механизмами, необходимыми для передачи и распределения крутящего момента через валы на пару соосных воздушных несущих винтов противоположного направления вращения, расположенных в верхней части вертолета. Над винтами располагается кабина пилота, соединенная с каркасом, с органами управления и контроля. Вертикальные габариты вертолета превышают диаметр несущих винтов более чем в полтора раза, а его центр тяжести, смещенный книзу, находится при полной загрузке аппарата не выше трети его вертикального размера. Достигается повышение безопасности пилотирования, улучшение маневренности вертолета. 5 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям приводов винтов винтокрылых летательных аппаратов. Двигательная и передающая движение сборка (1) для винтокрылого летательного аппарата содержит первую сборку (2) мотор-редуктора и вторую сборку (4) мотор-редуктора, в которой первая и вторая сборки (2, 4) мотор-редуктора предназначены для приведения во вращение по меньшей мере одного ротора винтокрылого летательного аппарата. Каждая из первой и второй сборок (2, 4) мотор-редуктора содержит механический дифференциал (6, 24), содержащий первый входной вал (8, 26), второй входной вал (10, 28) и выходной вал (12, 30) и первый электродвигатель (14, 32) и второй электродвигатель (16, 34), соединенные соответственно с первым и вторым входными валами (8, 10, 26, 28). Выходной вал (12, 30) каждой сборки (2, 4) мотор-редуктора расположен для соединения с возможностью вращения с ротором (23, 41) винтокрылого летательного аппарата. Достигается снижение веса и упрощение конструкции, сохранение функциональности после отказа. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх