Двухвинтовой легкий вертолет с высокоэффективными несущими винтами и стабилизаторной системой путевого управления

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям вертолетов. Двухвинтовой легкий вертолет содержит фюзеляж с хвостовой балкой, несущие винты, стабилизаторную систему путевого управления. Несущие винты расположены в одной плоскости и связаны между собой кинематически. При этом коэффициент заполнения несущих винтов составляет 25÷30%. Лопасти несущих винтов выполнены с малым удлинением, составляющим величину от 5 до 7 единиц. Стабилизаторы путевого управления расположены за центром масс вертолета по бокам фюзеляжа в периферийной зоне вращения переднего несущего винта. Достигается увеличение весовой отдачи при снижении потребной мощности силовой установки и существенном снижении потребления топлива. 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертолетостроению.

Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является американский вертолет «Чинук», оснащенный двумя несущими винтами, выполненный по продольной схеме таким образом, что задний несущий винт возвышается над передним на некоторую высоту и силовая установка, состоящая из двух двигателей, расположена на пилонах в задней части фюзеляжа непосредственно под задним несущим винтом. Недостатком этой конструкции по отношению к заявляемому вертолету является то, что оба несущих винта обладают сравнительно низким коэффициентом подъемной силы(0,8 ч÷0,95 ед.). И во время полета происходит «затенение» верхним винтом нижнего, что ведет к снижению подъемной силы нижнего винта. Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение этих недостатков. Для этого предлагаемый вертолет имеет хвостовую балку, на которой установлен задний несущий винт, вращающийся в противоположную сторону относительно переднего несущего винта. Лопасти несущих винтов имеют малое удлинение и составляют величину 5÷7 ед. Коэффициент заполнения несущих винтов составляет величину 25÷30%. Для путевого управления вертолета на нем установлены стабилизаторы, расположенные за центром масс вертолета по бокам фюзеляжа в периферийной зоне вращения переднего несущего винта. На фигурах 1, 2, 3 представлен заявляемый вертолет: вид сбоку, сверху и спереди соответственно, на фигуре 4 представлен поперечный разрез лопасти с закрылком, установленным относительно хорды лопасти под углом от 10 до 30°. При этом длина хорды лопасти составляет от 25 до 30% длины хорды лопасти. Установка этих закрылков на лопастях приводит к тому, что подъемная сила этих лопастей возрастает в 3,5 раза при той же окружной скорости вращения, во столько же раз увеличится подъемная сила этих винтов. Поэтому, чтобы поднять такой же груз, потребуется меньшая до трех раз потребная мощность силовой установки. Помимо этого у предлагаемого вертолета несущие винты установлены в одной горизонтальной плоскости, и оси их вращения максимально приближены друг к другу. Трансмиссия этого вертолета выполнена так, что когда лопасти одного из винтов находятся продольно фюзеляжу, то продольная ось лопастей другого винта находится под углом 90° относительно продольной оси лопастей другого (фиг. 1, фиг. 2). Таким образом, в данной конструкции нет затенения переднего несущего винта и вертолет становится очень компактным. Винты предлагаемого вертолета, имея коэффициент заполнения 25% и высоконесущий профиль Fx63-137 при диаметре каждого из винтов всего 4 м и окружной скорости вращения концов лопастей 150 м/с, создадут тягу 5,5 т при потребной мощности силовой установки 900 кВт (1220 л.с). При тяге 800 кГс потребная мощность уменьшится до 65 л.с. Таким образом, нагрузка на мощность у предлагаемого вертолета составит 13,3 кг/л.с. Это очень хороший показатель, у современных вертолетов он составляет 2,5÷5 кг/л.с. Предлагается оснастить предлагаемый вертолет двигателем мощностью 150÷180 л.с., что приведет к дополнительному улучшению летной безопасности.

Предлагаемая конструкция вертолета работает следующим образом.

Крутящий момент от двигателя 1 через обгонную муфту 2, центральный редуктор 3, раздаточную коробку 4 приводит во вращение передний и задний несущие винты через передний 5 и задний 6 редукторы. Продольное управление осуществляется с помощью ручки продольного управления 12 и тяг 7 и 8 переднего и заднего НВ. При воздействии на качалки 9 передний и задний НВ имеют возможность с помощью радиальных подшипников 10 и карданов 11 отклоняться от вертикальной оси вперед или назад. Путевое управление осуществляется при помощи педалей путевого управления 13 стабилизаторами 16 (фиг. 2, фиг. 3). Изменение тяги винтов производится с помощью ручки 14 воздействием на двигатель 1. Для фиксации осей несущих винтов в вертикальном положении в проводку продольного управления введен пружинный механизм загрузки 15 (фиг. 1).

Двухвинтовой легкий вертолет с высокоэффективными несущими винтами и стабилизаторной системой путевого управления, отличающийся тем, что фюзеляж предлагаемого двухвинтового вертолета имеет хвостовую балку, несущие винты находятся в одной плоскости и связаны между собой кинематически, коэффициент заполнения несущих винтов составляет 25÷30%, лопасти имеют малое удлинение, составляющее величину от 5 до 7 единиц, стабилизаторы путевого управления расположены за центром масс вертолета по бокам фюзеляжа в периферийной зоне вращения переднего несущего винта.