Соосные несущие винты

Авторы патента:

B64C27/10 - размещенными коаксиально

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.

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

Аэроподъемник // 2374168

Изобретение относится к подъемным устройствам. .

Осевой вентилятор-движитель // 2354582

Изобретение относится к вентиляторостроению. .

Соосная несущая система // 2307766

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

Двухступенчатый аэродинамический подъемно-тянущий движитель и летательный аппарат вертикального взлета и посадки с двухступенчатым аэродинамическим подъемно-тянущим движителем // 2267445

Изобретение относится к области авиационной техники. .

Мускулолет горшковой // 2253595

Изобретение относится к летательным аппаратам с мускульным приводом. .

Летательный аппарат // 2226480

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. .

Выхлопная система турбовинтового двигателя // 2216487

Изобретение относится к выхлопным самолетным системам турбовинтовых двигателей. .

Колонка вертолета // 2156208

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

Воздушный движитель // 2505457

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.

Одноместный вертолет // 2507120

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.

Двигательная и передающая движение сборка, в частности, для винтокрылых летательных аппаратов // 2568154

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.

Система управления соосным вертолетом // 2613136

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к системе управления соосным вертолетом. Система управления соосным вертолетом содержит автомат перекоса нижнего несущего винта, суммирующий механизм управления общим и дифференциальным шагом лопастей несущих винтов, подвижную тягу, смонтированную внутри полости вала верхнего несущего винта. Суммирующий механизм выполнен их трех двуплечих рычагов, шарнирно смонтированных на корпусе редуктора. Первый рычаг расположен под автоматом перекоса нижнего несущего винта и кинематически соединен с ним, второй рычаг - на донной части редуктора, третий рычаг - между двумя упомянутыми. На одном плече третьего рычага закреплена трехплечая качалка, а другим плечом третий рычаг кинематически соединен с органами управления общим шагом лопастей обоих несущих винтов. Трехплечая качалка диаметрально расположенными плечами соответственно соединена с первым двуплечим рычагом и со вторым двуплечим рычагом. Средним плечом упомянутая трехплечая качалка кинематически соединена с органами управления дифференциальным шагом лопастей обоих несущих винтов. Обеспечивается снижение вредного сопротивления соосного вертолета, затрат на профильное и индуктивное сопротивление лопастей. 4 ил.

Вертолет // 2629731

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Вертолет содержит корпус, двигатель, трансмиссию, несущие винты с автоматами перекоса, основание. На основании с телескопическими цилиндрами зафиксирован цилиндрический корпус, который может иметь несколько модулей. На каждом модуле снаружи установлены два двигателя, трансмиссия с приводом на два соосных несущих винта, автоматы перекоса. Достигается возможность изменения параметров грузовой площадки и грузоподъемности летательного аппарата. 10 ил.

Способ приведения во вращение несущего винта и соответствующее устройство // 2641382

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям и способам управления двухвинтовыми несущими системами. Способ приведения во вращение несущего винта включает прием команды на управление полетом, получение текущих вращательных состояний первых двигателей, соответствующих первым исполнительным механизмам, и текущих вращательных состояний вторых двигателей, соответствующих вторым исполнительным механизмам. Далее определяют требуемые первые вращательные состояния первых двигателей в соответствии с командой на управление полетом и текущими вращательными состояниями первых двигателей. Определяют требуемые вторые вращательные состояния вторых двигателей в соответствии с командой на управление полетом и текущими вращательными состояниями вторых двигателей. Управляют первым двигателем с обеспечением его вращения в соответствующем первом вращательном состоянии так, чтобы закручивать зажимные элементы первой лопасти относительно втулки нижнего несущего винта. Осуществляют управление вторым двигателем с обеспечением его вращения в соответствующем втором вращательном состоянии так, чтобы закручивать зажимные элементы второй лопасти относительно втулки верхнего несущего винта. Обеспечивается управление по курсу соосного вертолета. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

Приводная система несущих винтов // 2641396

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям винтокрылых летательных аппаратов соосной схемы. Приводная система несущих винтов содержит три первых исполнительных механизма, выполненных с возможность обеспечения наклона стационарной тарелки автомата перекоса нижнего несущего винта. При этом вращающаяся тарелка автомата перекоса нижнего несущего винта, нижние тяговые штанги наклонного рычага и наклонные рычаги зажима лопасти нижнего несущего винта находятся в движении, обеспечивая кручение первых зажимных элементов лопасти относительно втулки нижнего несущего винта. Три вторых исполнительных механизма выполнены с возможность обеспечения наклона стационарной тарелки автомата перекоса верхнего несущего винта так, что вращающаяся тарелка автомата перекоса, L-образные рычаги рулевой тяги, нижние рулевые тяги, тяговые штанги, верхние рулевые тяги, верхние тяговые штанги наклонного рычага и наклонные рычаги зажима лопасти верхнего несущего винта находятся в движении, обеспечивая кручение вторых зажимных элементов лопасти верхнего несущего винта. Обеспечивается упрощение конструкции, что позволяет решить проблемы, связанные с низкой эффективностью процесса и неудобством при проведении испытаний и технического обслуживания. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Винтокрылый летательный аппарат // 2648502

Винтокрылый летательный аппарат содержит корпус, содержащий продолговатый трубчатый остов или каркасную трубу, и систему соосных несущих винтов противоположного направления вращения. Каждый несущий винт имеет отдельный двигатель для приведения во вращение винтов вокруг общей оси вращения несущих винтов. Система несущих винтов содержит первое и второе устройства управления шагом, расположенные между плоскостью вращения первого несущего винта и плоскостью вращения второго несущего винта, для управления шагом лопастей соответствующих несущих винтов изменяемого шага. Устройства управления шагом вращаются вокруг оси вращения несущих винтов, повернутые на такой угол один относительно другого, что первые звенья управления шагом и вторые звенья управления шагом размещены вокруг невращающегося остова, чередуясь друг с другом, и поочередно присоединены к первому устройству управления шагом и второму устройству управления шагом. Обеспечивается компактность конструкции и снижение аэродинамического сопротивления при полете на высокой скорости. 4 н. и 36 з.п. ф-лы, 54 ил.