Воздушный винт



Воздушный винт
Воздушный винт
Воздушный винт
Воздушный винт
Воздушный винт
Воздушный винт
Воздушный винт
Воздушный винт
Воздушный винт
Воздушный винт

 


Владельцы патента RU 2544442:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "МОСКОВСКИЙ ВЕРТОЛЕТНЫЙ ЗАВОД ИМ. М.Л. МИЛЯ" (RU)

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям воздушных винтов изменяемого шага. Воздушный винт содержит лопасти, втулку, включающую ступицу с фланцем, кардан с траверсой, расположенные в корпусе втулки, ползун, соединенный при помощи наружных шлицов со ступицей втулки, поводок с рычагами, запрессованный на ползун, тяги поворота лопастей, соединенные с рычагами поводка. В комлевой части каждой лопасти размещен осевой шарнир, который выполнен в виде цапфы, снабженной двумя проушинами на гребенке для крепления к ответным проушинам, выполненным на корпусе втулки, и установленной с помощью двух подшипников в комлевой части лонжерона лопасти. Торсион установлен внутри цапфы и закреплен с помощью пальцев одной петлей в комлевом участке лонжерона, а другой петлей в основании гребенки цапфы. На комлевой части лонжерона каждой лопасти закреплен рычаг поворота лопасти, плечо которого шарнирно соединено с тягой поворота лопасти соответствующего рычага поводка. В кардане втулки размещены эластомерные подшипники. Достигаются упрощение и уменьшение веса конструкции, увеличение ресурса и повышение надежности воздушного винта. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к воздушным винтам с изменяемым шагом лопастей.

Известно устройство несущего винта вертолета (патент РФ №2272750), включающее осевой шарнир, состоящий из цапфы, корпуса, стакана, лопасти. Цапфа и корпус осевого шарнира, взаимодействуя друг с другом через подшипники качения, соединены между собой торсионной лентой, зафиксированной правой своей петлей в корпусе осевого шарнира, а левой петлей - во вкладыше. Вкладыш снабжен опорным фланцем, на случай разрушения которого в конструкции предусмотрен уловитель вкладыша. Стакан присоединен к корпусу осевого шарнира болтами. Цапфа имеет две проушины для соединения с вертикальным шарниром.

Недостатком известной конструкции является наличие дополнительных деталей и узлов соединений, таких как соединение комлевой части лопасти со стаканом, сам стакан, соединяющий лопасть с осевым шарниром, и осевой шарнир, представляющий собой отдельный узел, который, в свою очередь, соединен с вертикальным шарниром втулки винта, что приводит к утяжелению и усложнению конструкции.

Известен воздушный винт (патент РФ №2349504), состоящий из вала, являющегося одновременно корпусом втулки, и лопастей, соединенных с валом при помощи торсионов. Каждый торсион выполнен в виде балки, состоящей из набора продольно расположенных силовых элементов открытого профиля, соединенных между собой эластичным заполнителем. В указанной конструкции шарниры заменены торсионами, которые воспринимают действующие на лопасти центробежные силы и позволяют лопастям отклоняться в плоскости взмаха и в плоскости вращения.

Недостатком указанного устройства является то, что при больших статических изгибающих нагрузках возможно разрушение или повреждение силовых элементов торсиона. Конструкция относится к жестким, бесшарнирным винтам с упрощенной втулкой, где торсион является конструктивным элементом втулки, что усложняет его замену в случае повреждения. Кроме того, отсутствие горизонтального и вертикального шарниров приводит к передаче действующих на лопасти изгибающих моментов на вал воздушного винта и, следовательно, оказывают влияние на баланс нагрузок вертолета в целом.

Наиболее близким по своей конструкции к заявляемому изобретению является рулевой винт вертолета Ми-8 (cnit.ssau.ru/vertolet/mi8/index.htm), состоящий из трех лопастей и втулки, включающей ступицу с фланцем, кардан с траверсой, размещенные в корпусе втулки, узел поводка, состоящий из ползуна, поводка и тяг поворота лопасти. В корпусе кардана установлены роликовые подшипники. Корпус втулки рулевого винта имеет три цапфы, которые совместно с корпусами осевых шарниров образуют осевые шарниры втулки. На корпусе осевого шарнира расположена гребенка для крепления лопасти. В расточке корпуса осевого шарнира на подшипниках установлен валик поворота лопасти. Тяги поворота лопасти, в свою очередь, соединены с валиком поворота лопасти. Лопасть рулевого винта состоит из лонжерона, хвостовой части и комлевого наконечника с вкладышем, предназначенным для навески лопасти к корпусу осевого шарнира.

Недостатком конструкции рулевого винта прототипа является наличие у втулки трех осевых шарниров с роликовыми подшипниками, требующими установки на них масляных бачков с контрольными стаканами и пресс-масленок. Конструкция сложна, имеет значительный вес и ограниченный ресурс, а также требует дополнительного технического обслуживания по замене смазки подшипников.

Задачей настоящего изобретения является упрощение и уменьшение веса конструкции, увеличение ресурса и повышение надежности воздушного винта, а также упрощение производства деталей и разбора конструкции в случае поломки.

Поставленная задача решена благодаря тому, что воздушный винт, содержащий лопасти, втулку, включающую ступицу с фланцем, кардан с траверсой, расположенные в корпусе втулки, ползун, соединенный при помощи наружных шлицов со ступицей втулки, поводок с рычагами, запрессованный на ползун, тяги поворота лопастей, соединенные с рычагами поводка, дополнительно содержит в комлевой части каждой лопасти осевой шарнир, который выполнен в виде цапфы, снабженной двумя проушинами на гребенке для крепления к ответным проушинам, выполненным на корпусе втулки, и установленной с помощью двух подшипников в комлевой части лонжерона лопасти, и торсиона, установленного внутри цапфы и закрепленного с помощью пальцев одной петлей - в комлевом участке лонжерона, а другой петлей - в основании гребенки цапфы, причем на комлевой части лонжерона каждой лопасти закреплен рычаг поворота лопасти, плечо которого шарнирно соединено с тягой поворота лопасти, от соответствующего рычага поводка. При этом в кардане втулки размещены эластомерные подшипники.

Изобретение позволяет значительно уменьшить вес конструкции за счет размещения осевого шарнира в виде торсиона в комлевой части лопасти, а также повысить ресурс воздушного винта. Простота узлов и деталей упрощает техническое производство воздушного винта и обеспечивает ремонтопригодность конструкции. Узел крепления лопасти позволяет легко перейти к производству воздушного винта с другим количеством лопастей, выполнив соответствующее количество гребенок на корпусе. За счет использования в кардане (а в определенных вариантах конструкции - также и в осевом шарнире) эластомерных подшипников, не требующих смазывания, дополнительно повышается ресурс, упрощается техническое обслуживание и повышается надежность воздушного винта.

Изобретение поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1, 2, 3 - воздушный винт в трехлопастной конфигурации;

на фиг.4 - вид сбоку на втулку воздушного винта;

на фиг.5 - поперечное сечение втулки воздушного винта и продольное сечение рычага поворота лопасти и цапфы;

на фиг.6 - вид сверху на втулку воздушного винта;

на фиг.7 - продольное сечение втулки воздушного винта;

на фиг.8 - поперечное сечение втулки воздушного винта;

на фиг.9 - лопасть воздушного винта;

на фиг.10 - продольное сечение комлевой части лопасти.

Воздушный винт, в частности рулевой винт вертолета (фиг.1, 2, 3), включает в себя втулку 1 (фиг.4…8) и лопасти 2 (фиг.9), в комлевых частях которых размещены осевые шарниры 3 (фиг.10).

Втулка 1 рулевого винта имеет корпус 4 (фиг.4…8) и содержит ступицу 5 (фиг.4, 5, 7, 8), кардан 6 (фиг.7, 8) с корпусом 7 (фиг.4…8), поводок 8 (фиг.4…7) с ползуном 9 (фиг.4, 5, 7, 8) и тяги 10 поворота лопасти 2.

Ступица 5 изготовлена за одно целое с фланцем, которым она при помощи болтов крепится к фланцу ведомого вала хвостового редуктора (на фиг. не показан).

На ступице 5 установлены ограничитель взмаха 11 со втулкой 12 (фиг.7). Внутренними шлицами на ступицу 5 установлена траверса 13 кардана 6 (фиг.8), затянутая гайкой 14 (фиг.7), которая, в свою очередь, фиксируется контровочной шайбой 15 (фиг.7). В гайку 14 вмонтирована пресс-масленка (на фиг. не показана) для смазки внутренних шлицов ступицы 5.

На двух цапфах траверсы 13 смонтированы внутренние опоры эластомерных подшипников 16 и регулировочные кольца 17, стянутые гайками 18. Стопорение гаек 18 относительно цапфы траверсы 13 осуществляется с помощью установленной на гайку 18 муфты 19. Внешние опоры эластомерных подшипников 16 запрессованы в расточки корпуса 7 кардана 6. На двух стержнях 20 и 20а с помощью шлицевого соединения смонтированы внутренние опоры эластомерных подшипников 21. Внешние опоры эластомерных подшипников 21 запрессованы в расточки корпуса 7 кардана 6. Стержни 20 и 20а крепятся к корпусу 4 втулки 1 рулевого винта при помощи болтов 22. Корпус 4 втулки 1 имеет три гребенки 23 (фиг.6, 8) с проушинами для крепления лопастей 2.

Поводок 8 своей ступицей запрессован на ползун 9 и затянут гайкой 24 (фиг.4), которая фиксируется контровочной шайбой 25 (фиг.4). Поводок 8 имеет рычаги, которые заканчиваются вилками для соединения с тягами 10 поворота лопасти 2.

Ползун 9 выполнен в виде пустотелого валика с наружными шлицами, соединяющими его со ступицей 5 втулки 1. Направляющими ползуна 9 являются нижняя 26 (фиг.7) и верхняя 27 (фиг.7) втулки, запрессованные в расточку ступицы 5. В расточку головки ползуна 9 в собственном корпусе установлены резиновая армированная манжета 28 и двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник 29 (фиг.7). Наружное кольцо подшипника 29 совместно с буртиком корпуса манжеты 28 зафиксировано крышкой 30 с клапаном 31. Во внутреннее кольцо подшипника 29 установлена стальная втулка (на фиг. не показана), которая монтируется на шток (на фиг. не показан) механизма изменения шага рулевого винта и совместно со стопорным кольцом (на фиг. не показан) затягивается на носке штока гайкой (на фиг. не показана). На ступице поводка 8 установлена пресс-масленка (на фиг. не показана) для набивки смазки в полость подшипника 29. Манжета 28 предотвращает утечку смазки из рабочей полости подшипника 29. Выступающая из ступицы 5 часть ползуна 9 между поводком 8 и ступицей 5 закрыта защитным резиновым чехлом 32 с ограничителем 33 (фиг.4, 7).

Тяги 10 поворота лопасти 2 регулируются по длине. Каждая тяга 10 состоит из верхнего ушкового наконечника 34, стержня 35 и нижнего ушкового наконечника 36. Стержень 35 тяги 10 имеет в средней части буртик с лысками под ключ и заканчивается шлицевыми участками с обоих концов. На стержень 35 насажены верхний ушковый наконечник 34 и нижний ушковый наконечник 36, фиксирующиеся гайками 37 и 37а со стопорными шайбами 38 и 38а. Верхний ушковый наконечник 34 соединен цилиндрическим пальцем 39 с одним из трех рычагов поводка 8. Цилиндрический палец 39 затянут гайкой 40, которая удерживается от проворачивания шплинтом 41. Нижний ушковый наконечник 36 соединен болтом 42 с плечом рычага 43 (фиг.9) поворота лопасти 2. Болт 42 затянут гайкой 44, которая удерживается шплинтом 45. Соединения верхнего ушкового наконечника 34 с рычагом поводка 8 и нижнего ушкового наконечника 36 с плечом рычага 43 поворота лопасти 2 осуществляются с помощью установленных в отверстия ушковых наконечников 34 и 36 соответственно верхнего сферического подшипника 46 и нижнего сферического подшипника 47.

Лопасти 2 рулевого винта изготовлены из композиционных материалов. Каждая лопасть 2 состоит (фиг.9) из лонжерона 48 с обтекателем 49, хвостового отсека 50 с концевым обтекателем 51 и осевого шарнира 3 (фиг.10), размещенного в комлевой части лопасти 2.

На комлевом участке корпуса лонжерона 48 размещен рычаг 43 поворота лопасти 2. Рычаг 43 поворота лопасти 2 скреплен со втулкой 52 (фиг.5, 10) расположенной с внутренней стороны комлевого участка корпуса лонжерона 48 при помощи болтов 53.

Осевой шарнир 3 состоит из цапфы 54 (фиг.5, 10), подшипников скольжения 55 и 55а (фиг.10) и торсиона 56 (фиг.5, 10).

Цапфа 54 имеет гребенку 57 с проушинами для крепления при помощи болтов 58 (фиг.4) к ответным проушинам, расположенным на гребенке 23 корпуса 4 втулки 1. Между основанием гребенки 57 цапфы 54 и рычагом 43 поворота лопасти 2 расположена манжета 59. Внутренние кольца подшипников скольжения 55 и 55а размещены на цапфе 54.

Торсион 56 представляет собой мотаную конструкцию из проволоки и ткани с концевыми петлями. Одна петля торсиона 56 вложена в коуш 60, который соединен с сухарем 61 при помощи двух болтов 62, другая петля вложена в коуш 60а, который соединен с сухарем 61а при помощи двух болтов 62а. С помощью пальца 63 торсион 56 одной петлей крепится в основании гребенки 57 цапфы 54, а с помощью пальца 63а торсион 56 другой петлей крепится в комлевом участке лонжерона 48 лопасти 2.

Воздушный винт работает следующим образом.

В режиме работы воздушного винта центробежная сила, возникающая на лопасти 2 при вращении воздушного винта вокруг своей оси, воспринимается корпусом 4 втулки 1, на которую она передается последовательно через палец 63а, торсион 56, палец 63, гребенку 57 цапфы 54, болты 58 и гребенку 23 корпуса 4. Изменение шага рулевого винта происходит за счет того, что ползун 9, перемещаясь в осевом направлении во втулках 26 и 27, запрессованных в расточку ступицы 5, и вращаясь вместе со ступицей 5, посредством поводка 8 и тяг 10, поворачивает лопасти на определенный установочный угол.

Технический эффект изобретения заключается в уменьшении веса, упрощении конструкции и технического производства, снижении затрат на техническое обслуживание, увеличении ресурса и повышении надежности воздушного винта.

1. Воздушный винт, содержащий лопасти, втулку, включающую ступицу с фланцем, кардан с траверсой, расположенные в корпусе втулки, ползун, соединенный при помощи наружных шлицов со ступицей втулки, поводок с рычагами, запрессованный на ползун, тяги поворота лопастей, соединенные с рычагами поводка, отличающийся тем, что в комлевой части каждой лопасти размещен осевой шарнир, который выполнен в виде цапфы, снабженной двумя проушинами на гребенке для крепления к ответным проушинам, выполненным на корпусе втулки, и установленной с помощью двух подшипников в комлевой части лонжерона лопасти, и торсиона, установленного внутри цапфы и закрепленного с помощью пальцев одной петлей - в комлевом участке лонжерона, а другой петлей - в основании гребенки цапфы, причем на комлевой части лонжерона каждой лопасти закреплен рычаг поворота лопасти, плечо которого шарнирно соединено с тягой поворота лопасти от соответствующего рычага поводка.

2. Воздушный винт по п.1, отличающийся тем, что в кардане втулки размещены эластомерные подшипники.



 

Похожие патенты:

Турбомашина содержит, по меньшей мере, один винт без обтекателя с лопатками с изменяемым углом установки. Эти лопатки удерживаются цилиндрическими пластинами, установленными вращающимися вокруг их осей (В) в радиальных пазах кольцевого роторного элемента и соединенными их радиально внутренними концами с регулировочным кольцом.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к многолопастным несущим, рулевым или тяговым винтам винтокрылого летательного аппарата. Несущий винт винтокрылого летательного аппарата, смонтированный на вале винта, включает лопасти, втулку с рукавами, радиальные подшипники качения, вал осевого шарнира, промежуточную деталь, выполненную в виде трубы, имеющей буртик, отверстие, рычаг, торсион, закрепленный штырем через отверстие в промежуточной детали, и поводок управления лопастью, находящийся внутри вала винта.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям воздушных винтов. Воздушный винт без обтекателя с лопастями с переменным углом установки для турбомашины содержит лопасти, которые монтируются с возможностью вращения вокруг своих осей в радиальных гнездах (136) кольцевого роторного элемента (134).

Изобретение относится к устройствам для крепления лопастей с изменяемым углом установки. Устройство для крепления лопасти содержит кольцо (28), устанавливаемое вокруг наружного фланца (23) поворотной платформы (15) для лопасти (27) и выполненное с возможностью поворота на угол, достаточный, чтобы фиксаторы (30, 31) закрыли концы паза поворотной платформы и удерживали в них корневую часть лопасти (27), и подвижные клинья, выполненные с возможностью удерживания корневой части лопасти в пазу.

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к турбовинтовому двигателю, имеющему винт с лопастями с изменяемым шагом. .

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к втулкам воздушного винта изменяемого шага с механизмом автоматического флюгирования лопастей. .

Изобретение относится к области авиации и касается узла лопасти воздушного винта для изменяющих шаг вдоль осевого направления лопастей воздушных винтов (2) самолетов.

Изобретение относится к вертолетостроению, а именно к способам изготовления несущих винтов вертолетов. .

Изобретение относится к вертолетостроению, а именно к несущим винтам вертолетов. .

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям турбовинтовых двигателей. Турбомашина содержит, по меньшей мере, один открытый воздушный винт, имеющий лопасти с регулируемым углом установки, замки которых заходят снаружи в радиальное гнездо кольцевого элемента ротора и направляются при повороте вокруг своих осей двумя подшипниками (76, 94) качения. Первый подшипник (76) установлен на кольцевом бортике (78) радиально внутреннего конца гнезда. Второй подшипник (94) установлен на кольцевом сегменте (54) с цилиндрической юбкой (56), установленной в канавке (50) цилиндрического тела (40), и на стопорной гайке (64), завинчиваемой на цилиндрической юбке (56) сегмента и образующей опорную распорку на первом подшипнике (76). При этом второй подшипник (94) покрыт снаружи кольцом (100), окружающим цилиндрическое тело (40) замка лопасти и содержащим наружные кулачковые зубцы (108), взаимодействующие с внутренними кулачковыми зубцами (112) гнезда для осевого удержания кольца (100) в гнезде. Между кулачковыми зубцами (112) гнезда и кулачковыми зубцами (108) кольца (100) вставлены средства (114) блокировки, чтобы препятствовать повороту кольца (100) и его осевому выходу из гнезда. Достигается снижение трудоемкости при установке лопастей и предотвращение попадания загрязнения в подшипники. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Ступица винта с лопастями с изменяемым углом установки для турбомашины содержит многоугольное кольцо для удержания лопастей и соединительное средство, связывающее многоугольное кольцо с элементом ротора турбины турбомашины. Многоугольное кольцо выполнено концентрично продольной оси турбомашины и содержит две торцевые кольцевые кромки. Кольцевые кромки разнесены параллельно одна другой и диаметрально жестко соединены зонами закрепления, выходящими из упомянутых торцевых кольцевых кромок, с кольцами с цилиндрическими радиальными гнездами для размещения лопастей. Кольца расположены на равномерном угловом расстоянии по боковой периферии многоугольного кольца и отделены одни от других промежуточными зонами. Промежуточные зоны размещены между двумя последовательными кольцами и торцевыми кольцевыми кромками и содержат усилительные элементы колец, установленные радиально и/или тангенциально и жестко соединенные с боковыми стенками двух последовательных колец. Другое изобретение группы относится к турбомашине с открытым вентилятором, содержащей указанную выше ступицу винта вентилятора. Группа изобретений позволяет исключить деформацию цилиндрических гнезд для лопастей вентилятора. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх