Автожирный винт с креплением на тросе привязного аэростата

Изобретение относится к воздухоплаванию, в частности к устройствам тросовых систем привязных аэростатов. Автожирный винт с креплением на тросе (1) привязного аэростата имеет две лопасти (2), втулку винта с общим горизонтальным шарниром и подшипниковым узлом (4). Ось подшипникового узла (4) втулки винта выполнена полой, с диаметром отверстия достаточным для свободного пропускания в нем троса (1) аэростата, причем нижний торец отверстия оси подшипникового узла имеет резьбу с возможностью ввинчивания в нее резьбового участка верхнего торца штанги жесткости (5). Штанга жесткости (5) состоит из двух половин и приспособлена для совмещения половин друг с другом по поверхностям стыка после охвата троса (1) и обеспечивает фиксацию автожирного винта на тросе (1) при помощи зажимного замка (6), выполненного со стороны нижнего торца штанги жесткости (5). Достигается упрощение конструкции, уменьшение времени монтажных операций, сохранение режима авторотации при изменении интенсивности набегающего воздушного потока. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к авиации, в частности к воздухоплаванию, а именно к устройству тросовых систем привязных аэростатов.

Автожирный винт с креплением на тросе привязного аэростата включают две лопасти, втулку винта и средства крепления оси вращения к элементам, воспринимающим подъемную силу. Двухлопастные автожирные винты, как правило, имеют жестко соединенные между собой лопасти и простую качающуюся втулку с общим горизонтальным шарниром, вынесенным вверх на уровень центров тяжести лопастей, т.к. при работе винта под нагрузкой образуется небольшой конус с отклонением лопасти от горизонтали примерно на 4-6 градусов. Втулка винта содержит подшипниковый узел, неподвижная ось которого соединяется с элементами конструкции летательного аппарата, воспринимающими подъемную силу.

Известны автожирные винты, в которых рукав комля лопасти переходит в конструктивные элементы горизонтальных и вертикальных шарниров, обеспечивающих маховое движение лопастей и управление наклоном вектора тяги ротора автожирного винта при помощи автомата перекоса (Н.И. Камов. Винтовые летательные аппараты, 1948 г., с. 39, фиг. 26, с. 40, фиг. 27) такая конструкция не применима для автожирного винта, закрепляемого на тросе, т.к. у последнего не предусматривается отдельная система управления наклоном площади ометаемого диска винта. Кроме того, оси горизонтальных шарниров в схеме известной конструкции ротора автожирного винта лежат в плоскости ометаемого диска винта и не способны обеспечить автоматическое управление углом его атаки.

Известны автожирные винты, у которых пара лопастей имеет общий горизонтальный шарнир для обеспечения их махового движения в процессе вращения, а для изменения направления вектора подъемной силы тяги используются непосредственный наклон оси вращения винта. (О.Н. Сохань. Конструирование втулок несущих винтов вертолетов. Учебное пособие, 1981 г., стр. 5, рис. 3; И.П. Братухин. Автожиры. Теория и расчет, 1934 г., §2, фиг. 47). Такие втулки автожирных винтов применяются практически на всех современных серийных автожирах и автожирах любительской постройки. Однако они не подходят для установки на тросе привязного аэростата, т.к. точка центра наклона оси втулки винта располагается слишком близко к плоскости его вращения и набегающий воздушный поток из-за отсутствия разности в жесткости троса над и под винтом будет случайным образом отклонять плоскость винта либо вверх, либо вниз, создавая неопределенность в возможности сохранения устойчивости режима авторотации и необходимого пространственного положении вектора подъемной силы тяги.

По технической сущности в качестве наиболее близкого прототипа принята схема втулки винта с общим горизонтальным шарниром лопастей и точкой центра наклона оси вращения, располагаемой под втулкой винта вблизи плоскости его вращения (О.Н. Сохань. Конструирование втулок несущих винтов вертолетов. Учебное пособие, 1981 г., стр. 5, рис. 3).

Основными недостатками прототипа являются:

- излишняя сложность и затрудненная собираемость конструкции;

- близость точки центра наклона оси втулки к плоскости вращения винта;

- отсутствие разницы в жесткости несущего троса над и под винтом;

- наличие неопределенности в сохранении устойчивости режима авторотации при изменениях в интенсивности набегающего воздушного потока;

- невозможность использования подвижности профиля провисания троса аэростата для управления углом атаки диска винта;

- наличие неопределенности в пространственном положении вектора тяги.

Задачей изобретения является нахождение технического решения, позволяющего создавать простые легкосборные конструкции автожирного винта и обеспечивать его автоматическое приспособление к условиям обтекания воздушным потоком при одновременном изменении линии профиля провисания троса, а также устранение или ослабление перечисленных недостатков прототипа.

Задача изобретения решается тем, что предложена легкосборная конструкция автожирного винта с возможностью установки ее на тросе аэростата через штангу жесткости, смещающую вниз узел крепления к тросу на значительное расстояние от плоскости вращения винта, чем вводится более высокая жесткость области под винтом, позволяющая оси вращения винта автоматически отклоняться в сторону увеличения угла атаки диска винта под действием набегающего воздушного потока и изменений в линии профиля провисания троса аэростата.

Полученный результат характеризуется следующими существенными признаками:

- ось подшипникового узла втулки винта выполнена полой с диаметром отверстия достаточным для свободного пропускания в нем троса аэростата, причем нижний торец отверстия оси подшипникового узла имеет резьбу с возможностью ввинчивания в нее резьбового участка верхнего торца штанги жесткости, которая состоит из двух половин и приспособлена для совмещения половин друг с другом по поверхностям стыка после охвата троса, а также снабжена способностью фиксировать конструкцию автожирного винта на тросе при помощи зажимного замка, выполненного со стороны нижнего торца штанги жесткости;

- конструкция автожирного винта снабжена легкособираемыми разъемами лопастей и быстросъемными болтами;

- центральный подшипниковый узел втулки винта снабжен встроенной упорной муфтой предотвращения обратного хода.

На Фиг. 1 показана конструкция автожирного винта в сборе, установленная на тросе аэростата.

На Фиг. 2 показана конструкция автожирного винта в разобранном состоянии и отдельно трос аэростата.

Устройство автожирного винта по Фиг. 1 и Фиг. 2 включает:

Трос аэростата (1), лопасти винта (2), проушины (3) навески лопастей на общий горизонтальный шарнир, подшипниковый узел втулки винта (4), штангу жесткости (5), состоящую из двух совмещаемых половин, обжимной штанговый замок (6) и монтажные отверстия (7) с быстросъемными болтами.

Устройство автожирного винта работает следующим образом (Фиг. 1, Фиг. 2):

У комплекта автожирного винта, подготовленного для установки на трос, проушины (3) предварительно закреплены на рукавах лопастей (2). Сборка и установка винта осуществляется поэлементно. Перед закреплением троса (1) в узле привязи аэростата на него свободно надеваются центральные подшипниковые узлы (4) по количеству устанавливаемых на тросе винтов.

Во время сдавания троса с лебедки при подъеме аэростата узлы (4) скользят по тросу, оставаясь на уровне лебедки. После достижения точки установки первого винта на тросе оператор совмещает две половины штанги жесткости (5) с охватом троса (1) и ввинчивает по резьбе ее верхний торец в ось центрального подшипникового узла (4), а нижний торец штанги жесткости защелкивает обжимным штанговым замком (6), обеспечивая надежную фиксацию положения винта на тросе.

После закрепления штанги жесткости (5) проушины (3), предварительно смонтированные на лопасти (2), навешиваются на полуоси центрального подшипникового узла (4), а лопасти (2) соединяются между собой быстросъемными болтами по монтажным отверстиям (7).

Для обеспечения свободы вращения лопастей только в прямом направлении центральный подшипниковый узел (4) снабжен встроенной упорной муфтой предотвращения обратного хода.

Во время вращения винта штанга жесткости (5) создает небольшую разницу между жесткостью троса (1) над винтом и под ним. Внизу жесткость оказывается выше. Этого достаточно, чтобы усиление набегающего воздушного потока всегда приводило к увеличению угла атаки винта и росту его подъемной тяги.

При некоторых навыках в работе полное время установки автожирного винта на тросе занимает не более 3 минут. Аналогичные операции выполняются при установке остальных винтов.

По мере сдавания троса аэростата с лебедки установленные на нем винты под воздействием набегающего потока раскручивается до рабочих оборотов и начинают непрерывно создавать подъемную силу тяги.

При выбирании троса аэростата лебедкой операции последовательного демонтажа автожирных винтов производятся в обратном порядке после остановки вращения лопастей.

Предложенное устройство автожирного винта позволило:

- упростить конструкцию, повысить ее надежность и уменьшить время монтажных операций;

- отвести вниз от плоскости вращения винта узел его крепления на тросе и, следовательно, центр наклона оси вращения винта;

- обеспечить наличие разницы в жесткости несущего троса над и под винтом;

- устранить неопределенность в сохранении режима авторотации при изменениях интенсивности набегающего воздушного потока;

- снять ограничения в использовании подвижности профиля провисания троса аэростата для управления углом атаки диска винта;

- устранить неопределенность в пространственном положении вектора подъемной силы тяги.

1. Автожирный винт с креплением на тросе привязного аэростата, имеющий две лопасти, втулку винта с общим горизонтальным шарниром и подшипниковым узлом, отличающийся тем, что с целью обеспечения условий монтажа и возможности автоматической управляемости, ось подшипникового узла втулки винта выполнена полой с диаметром отверстия достаточным для свободного пропускания в нем троса аэростата, причем нижний торец отверстия оси подшипникового узла имеет резьбу с возможностью ввинчивания в нее резьбового участка верхнего торца штанги жесткости, которая состоит из двух половин и приспособлена для совмещения половин друг с другом по поверхностям стыка после охвата троса, а также снабжена способностью фиксировать конструкцию автожирного винта на тросе при помощи зажимного замка, выполненного со стороны нижнего торца штанги жесткости.

2. Винт по п. 1, отличающийся тем, что с целью сокращения времени установки на тросе привязного аэростата конструкция автожирного винта снабжена легкособираемыми разъемами лопастей и быстросъемными болтами.

3. Винт по п. 1, отличающийся тем, что с целью обеспечения свободы вращения лопастей только в прямом направлении, центральный подшипниковый узел втулки винта снабжен встроенной упорной муфтой предотвращения обратного хода.



 

Похожие патенты:

Устройство для извлечения пресной воды из атмосферного воздуха содержит емкость для сбора влаги, выполненную из легкого материала (полипропилена) в виде поверхности вращения, аэростат, поднимающий емкость.

Группа изобретений относится к тренажерам для тренировки парашютистов. Каждый аттракцион-тренажер содержит парашют и аэростат, соединенный блоком с тросом.

Аэростатное грузоподъемное устройство содержит блок основной платформы, аэростатный купольный блок (20), заполненный более легким, чем воздух, газом, который имеет достаточную подъемную силу для удержания собственного веса и веса присоединенных бортовых кабелей (30).

Изобретение относится к оборонительным сооружениям. Способ противодействия выполнению задач беспилотным летательным аппаратом характеризуется использованием системы из аэростатов, закрепленных тросами к земной поверхности, проволочных заграждений - путанок, которые растягивают между аэростатами на каркасах, средств радиолокационного и оптического обзора пространства, которые соединяют с пунктом обработки информации и управления с помощью проводных линий передачи.

Изобретение относится к системам энергоснабжения наземных потребителей из космоса. .

Изобретение относится к способу и устройству для транспортировки длинномерных громоздких грузов с подъемным телом на направляющих тросах. .

Изобретение относится к области разработки и применения привязных аэростатов. .

Изобретение относится к подъемным устройствам для транспортировки длинномерных крупногабаритных грузов, в частности лопастей ветряных электростанций. .

Изобретение относится к области воздухоплавания. .
Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха. .
Изобретение относится к летательным аппаратам легче воздуха. Привязной летательный аппарат с всепогодной комплексной ветровой и солнечной электростанцией выполнен с возможностью использовать горячий пар для создания подъемной силы и получения электроэнергии. Он состоит из ветровой части, которая расположена в сквозном ветровом канале внутри корпуса, состоящего: из входного и выходного сопел, соединительных рукавов и секций, состоящих из электростанций, каждая из которых включает ветровое колесо, шкивы с осями, соединенные гибкими связями, которые передают вращательное движение от ветрового колеса генераторам электрического тока; и солнечной части, гибкие фотоэлементы которой расположены на внешней защитной обшивке мягкого корпуса. Корпус собран из сегментов с теплоизоляцией наружной стороны. Ветровое колесо выполнено с возможностью привода во вращение ветровым потоком, который возникает при прохождении его через корпус, представляющий цилиндр, вертикально прикрепленный к земле с помощью электролебедок. Сегменты корпуса теплоизолированы с атмосферной стороны и обеспечивают нагрев воздуха в нем и создание ветрового потока, скорость которого регулируют подбором площади сечения входного сопла и площади сечения соединительного рукава. Изобретение направлено на улучшение экологии.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Система для полива сельскохозяйственных угодий содержит дирижабль (1), на борту которого размещена штанга опрыскивателя (4), соединенного шлангом (5) с моторизованной тележкой (6) для перемещения буксировкой по земле шланга (5), сматываемого с барабана (7) наземного устройства для изменения длины шланга, который гидравлически соединен через полую ось барабана (7) с рукавом (8) с выходным патрубком (9) насоса (10). К входному патрубку (11) насоса (10) подключается источник воды (14). Дирижабль (1) осуществляет способ полива из штанги опрыскивателя (4), разматывая шланг ( 5) для подачи воды с барабана (7) наземного устройства. Моторизованная тележка (6) движется по земле от барабана (7), увлекая за собой шланг (5), к внешней стороне которого она прикреплена. При движении дирижабля (1) в обратном направлении - вращением барабана (7) наземного устройства осуществляют намотку шланга (5) на барабан (7). Шланг (5) гидравлически соединен через полую ось барабана (7) рукавом 8 с выходным патрубком (9) насоса (1), который нагнетает воду в штангу опрыскивателя (4). Группа изобретений направлена на упрощение полива. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к воздухоплаванию. Привязной аэростат имеет корпус мягкой конструкции, такелаж, узел привязи троса и хвостовое оперение. В узле привязи троса подвешен автожирный винт, ось вращения которого закреплена неподвижно относительно корпуса аэростата под углом, обеспечивающим получение угла атаки диска винта относительно набегающего воздушного потока. Изобретение направлено на повышение высоты стоянки аэростата на динамическом потолке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к воздухоплаванию. Привязной аэростат имеет корпус мягкой конструкции, такелаж, узел привязи троса и хвостовое оперение. По длине троса распределены и закреплены автожирные винты с возможностью синхронного управления углом атаки диска винтов, которая обеспечена способностью линии провисания троса изменять свой профиль и значения углов наклона примыкающих к винтам участков по мере изменения высоты подъема аэростата. Изобретение направлено на повышение динамического потолка. 1 ил.

Изобретение относится к воздухоплаванию. Привязной аэростат имеет корпус мягкой конструкции, такелаж, узел привязи троса и хвостовое оперение. Боковые стабилизаторы хвостового оперения образованы автожирным винтом, ось вращения которого закреплена на вершине вертикального стабилизатора под постоянным углом к строительной горизонтали. Изобретение направлено на упрощение конструкции и уменьшение взлетного веса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил..

Изобретение относится к средствам воздушного запуска в космос ракет, спутников, орбитальных самолетов и других объектов. Стратосферная платформа содержит корпус в виде нескольких соединённых в кольцевую структуру шаров с оболочками из ультратонкой плёнки, заполняемыми гелием. К корпусу на множестве равномерно распределённых строп подвешена титановая кольцевая труба. С трубой соединены стропы с замками для удержания запускаемого объекта, например ракеты-носителя. Платформа снабжена системой очистки гелия в виде труб отбора газа из шаров и труб накачки шаров гелием. Трубы подключены к станции очистки на поверхности планеты и поддерживаются на весу более мелкими шарами, также подключенными к системе очистки гелия. Платформа связана электропроводными тросами с поверхностью планеты. Путём регулирования подъёмной силы шаров производятся многократные подъем в стратосферу и спуск платформы на поверхность планеты. С помощью платформы могут проводиться круглосуточное наблюдение за атмосферой и другие геофизические и технологические исследования. Техническим результатом изобретения является создание универсального воздушного средства для экономичного многоразового запуска космических объектов большой стартовой массы. 30 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области воздухоплавательных аппаратов легче воздуха. Привязной тепловой аэростат содержит оболочку с теплоизолирующим слоем, нагреватель с вентилятором, датчиками температуры, электрически управляемый клапан сброса теплого воздуха в верхней части оболочки и систему электропитания, состоящую из наземного высоковольтного, высокочастотного генератора, низковольтного бортового преобразователя, соединенных посредством кабеля-троса. Низковольтный бортовой преобразователь соединен электрическим кабелем с нагревателем. Изобретение направлено на увеличение времени нахождения теплового аэростата в поднятом положении. 1 ил.

Изобретение относится к воздухоплаванию, в частности к устройствам тросовых систем привязных аэростатов. Автожирный винт с креплением на тросе привязного аэростата имеет две лопасти, втулку винта с общим горизонтальным шарниром и подшипниковым узлом. Ось подшипникового узла втулки винта выполнена полой, с диаметром отверстия достаточным для свободного пропускания в нем троса аэростата, причем нижний торец отверстия оси подшипникового узла имеет резьбу с возможностью ввинчивания в нее резьбового участка верхнего торца штанги жесткости. Штанга жесткости состоит из двух половин и приспособлена для совмещения половин друг с другом по поверхностям стыка после охвата троса и обеспечивает фиксацию автожирного винта на тросе при помощи зажимного замка, выполненного со стороны нижнего торца штанги жесткости. Достигается упрощение конструкции, уменьшение времени монтажных операций, сохранение режима авторотации при изменении интенсивности набегающего воздушного потока. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх