Узел крепления втулки и ступицы несущего винта автожира к пилону с непосредственным управлением наклоном оси вращения для управления автожиром

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции несущих винтов. Узел крепления втулки и ступицы несущего винта к пилону автожира содержит вал ротора, выполненный с возможностью осуществления вращения вокруг него ступицы ротора с помощью привода. Ступица шарнирно соединена со втулкой с прикрепленными к ней лопастями. Вал ротора закреплен с помощью шарнирного узла на пилоне автожира, а шарнирный узел содержит шарнир управления по крену и шарнир управления по тангажу. Оси шарниров управления перпендикулярны оси вала ротора и между собой. Ось шарнира втулки перпендикулярна оси вала ротора и расположена на расстоянии от осей шарниров управления по тангажу и крену, выбранном из диапазона от 0 до 50 мм. К ступице присоединены тяги управления, выполненные с возможностью поворота оси вала ротора на угол до 10 градусов в любом направлении относительно вертикальной оси пилона. Обеспечивается уменьшение нагрузки на ручку управления пилота в плоскости вращения несущего винта, в том числе вибрационные. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции узла крепления втулки и ступицы несущего винта автожира к пилону автожира.

Применяемые на автожирах двухлопастные роторы подвержены большим вибрационным нагрузкам в плоскости вращения ротора из-за ассиметричного обтекания лопастей при горизонтальном полете.

Известна головка ротора автожира, содержащая узел втулки ротора, связанный с шарниром качания втулки по авторскому свидетельству СССР №1064594, опубликовано 10.02.2000 г.

Известно также техническое решение по патенту РФ на изобретение №2263047 (опубликован 27.10.2005 г.), в котором головка ротора автожира, содержащая узел втулки ротора, связанный с шарниром качания втулки. Управление осью ротора производится пилотом посредством изменения положения ручки управления, соединенной системой тяг и качалок с кронштейном ступицы ротора, которая соединена с пилоном автожира посредством шарнирного узла с двумя степенями свободы (по тангажу и по крену). При этом ось горизонтального шарнира крепления лопастей имеет вынос вверх относительно шарнирного узла управления ротором, а тяги управления установлены на плече относительно шарнирного узла управления ротором.

Недостатком технических решения является наличие больших вибрационных нагрузок в плоскости вращения винта из-за ассиметричного обтекания лопастей при горизонтальном полете. Эти нагрузки передаются через систему тяг на ручку управления, создавая дискомфорт пилоту.

Техническим результатом, на получение которого направлено изобретение, является создание устройства узла крепления втулки и ступицы несущего винта автожира, в котором нагрузки в плоскости вращения несущего винта передаются непосредственно на пилон за счет максимального сближения горизонтального шарнира втулки и шарнирного узла управления, при этом нагрузки на ручку управления пилота в плоскости вращения несущего винта, в том числе вибрационные, уменьшаются.

Технический результат достигается в устройстве узла крепления втулки и ступицы несущего винта автожира, содержащем вал ротора, выполненный с возможностью осуществления вращения вокруг него ступицы ротора с помощью привода, которая шарнирно соединена со втулкой, выполненной с прикрепленными к ней лопастями несущего винта автожира, при этом вал ротора закреплен с помощью шарнирного узла на пилоне автожира, а шарнирный узел содержит шарнир управления по крену и шарнир управления по тангажу, причем оси шарниров управления перпендикулярны оси вала ротора и между собой, и, кроме того, ось шарнира втулки перпендикулярна оси вала ротора, на расстоянии от осей шарниров управления по тангажу и крену, выбранном из диапазона от 0 до 50 мм, а к ступице присоединены тяги управления, соединенные с ручкой управления автожиром, и выполненные с возможностью поворота оси вала ротора на угол до 10 градусов в любом направлении относительно вертикальной оси пилона автожира.

Предпочтительно выполнение устройства вращения ступицы от привода с использованием редуктора.

Предпочтительно выполнение крепления лопастей несущего винта автожира ко втулке жестким, или разъемным.

Предпочтительно расположение шарнира управления по крену над или под шарниром управления по тангажу.

В одном из вариантов исполнения оси шарнира управления по крену, и шарнира управления по тангажу расположены на минимальном расстоянии между собой.

В одном из вариантов исполнения шарнир управления по крену, и шарнир управления по тангажу выполнены в виде единого блока ШРУС.

Предпочтительно расположение оси шарниров втулки в вертикальном направлении между осями шарнира управления по тангажу и шарнира управления по крену, или на одном уровне с одной из этих осей.

Предпочтительно выполнение втулки в составе двух боковых пластин, двух распорок, двух подшипниковых узлов, двух переходников лопастей, причем боковые пластины закреплены параллельно друг другу с помощью распорок, а между боковыми пластинами закреплены переходники лопастей, выполненные с возможностью закрепления в них лопастей, при этом горизонтальный шарнир втулки образован за счет закрепления подшипниковых узлов в отверстиях боковых пластин и на боковых цапфах, выполненных на ступице.

Предпочтительно выполнение подшипниковых узлов в составе радиально-упорных подшипников и крепежно-регулировочных деталей, фиксирующих положение подшипников внутри отверстий боковых пластин втулки.

Частный случай выполнения узла крепления втулки и ступицы несущего винта автожира продемонстрирован на следующих фигурах.

Фиг.1 - общий вид узла втулки и ступицы несущего винта автожира.

Фиг.2 - поперечный разрез узла втулки и ступицы несущего винта автожира

Заявляемый узел крепления втулки и ступицы несущего винта автожира содержит вал ротора 1, выполненный с возможностью осуществления вращения вокруг него ступицы 2 с помощью привода 3, которая с помощью шарниров 4 соединена с втулкой 5, выполненной с прикрепленными к ней лопастями 6 несущего винта автожира, при этом вал ротора 1 закреплен с помощью шарнирного узла 7 на пилоне 8 автожира, а шарнирный узел 7 содержит шарнир управления по крену 9 и шарнир управления по тангажу 10, причем оси шарниров управления 9 и 10 перпендикулярны оси вала ротора 1 и между собой, и, кроме того, оси шарниров 4 перпендикулярны оси вала ротора 1, а к ступице 2 присоединены тяги управления 11, соединенные с ручкой управления автожиром, и выполненные с возможностью поворота оси вала ротора 1 на угол до 10 градусов в любом направлении относительно вертикальной оси пилона 8 автожира. Привод ступицы выполнен с использованием редуктора 12 передающего вращение от привода 3. Крепление лопастей 6 несущего винта автожира ко втулке 5 выполнение жестким. Шарнир управления по крену 9 расположен под шарниром управления по тангажу 10. Оси шарниров 4 втулки 5 и ось шарнира управления по тангажу 10 расположены в одной плоскости. Втулка 5 выполнена в составе двух боковых пластин 13, двух распорных втулок 14, двух подшипниковых узлов 15, двух переходников 16 лопастей 6, причем боковые пластины 13 закреплены параллельно друг другу с помощью распорных втулок 14, а между боковыми пластинами 13 закреплены переходники 16 лопастей 6, выполненные с возможностью закрепления в них лопастей 6, при этом шарниры 4 втулки 5 образованы за счет закрепления подшипниковых узлов 15 в отверстиях боковых пластин 13 и на боковых цапфах 17, выполненных на ступице 2.

Заявляемый узел крепления втулки и ступицы несущего винта автожира к пилону работает следующим образом. Предварительно собирают втулку 5 соединяя параллельно боковые пластины 13 с помощью распорных втулок 14 и закрепляя между пластинами переходники 16, в которых жестко закрепляют лопасти 6, а в отверстиях боковых пластин 13 устанавливают подшипниковые узлы 15, которые перед этим закрепляют на боковых цапфах 17, ступицы 2. После этого ступицу 2 закрепляют на вал ротора 1, а к ней через редуктор 12 подключают привод 3, а вал ротора 1 закрепляют с помощью шарнирного узла 7 на пилоне 8 автожира, а к ступице 2 присоединяют тяги управления 11, которые соединяют с ручкой управления автожиром. После установки устройства на автожире запускают привод, который осуществляет на старте предварительную раскрутку несущего винта автожира, которая после раскрутки отключается посредством обгонной муфты при разбеге автожира. В полете пилот с помощью тяг управления 11 поворачивает вал ротора 1 на угол до 10 градусов относительно вертикальной оси пилона 8 автожира в выбранном пилотом направлении, и, таким образом, осуществляет управление автожиром. При этом, поскольку оси шарнира управления по тангажу 10 и шарнира 4 втулки 5 расположены в одной плоскости, все нагрузки в плоскости вращения несущего винта, передаются непосредственно на пилон 8, а на ручку управления пилота нагрузки в плоскости вращения несущего винта, в том числе вибрационные, уменьшаются, за исключением нагрузок от сил и моментов трения в подвижных соединениях системы управления.

Таким образом, достигается технический результат в виде создания устройства узла крепления втулки и ступицы несущего винта автожира, в котором нагрузки в плоскости вращения несущего винта, в том числе вибрационные, передаются непосредственно на пилон, а эти же нагрузки на ручку управления пилота уменьшаются.

1. Узел крепления втулки и ступицы несущего винта автожира к пилону автожира, содержащий вал ротора, выполненный с возможностью осуществления вращения вокруг него ступицы с помощью привода, которая соединена со втулкой, выполненной с прикрепленными к ней лопастями несущего винта автожира, причем вал ротора закреплен с помощью шарнирного узла на пилоне автожира, а шарнирный узел содержит шарнир управления по крену и шарнир управления по тангажу, отличающийся тем, что ступица соединена со втулкой шарнирно, оси шарниров управления по тангажу и крену перпендикулярны между собой и оси вала ротора, а ось шарнира втулки перпендикулярна оси вала ротора и расположена на расстоянии от осей шарниров управления по тангажу и крену, выбранном из диапазона от 0 до 50 мм, при этом к ступице присоединены тяги управления, соединенные с ручкой управления автожиром, а ступица выполнена с возможностью поворота оси вала ротора на угол до 10 градусов в любом направлении относительно вертикальной оси пилона автожира.

2. Узел крепления втулки и ступицы несущего винта автожира к пилону автожира по п.1, отличающийся тем, что устройство вращения ступицы от привода выполнено с использованием редуктора.

3. Узел крепления втулки и ступицы несущего винта автожира к пилону автожира по п.1, отличающийся тем, что крепление лопастей несущего винта автожира ко втулке выполнено жестким или разъемным.

4. Узел крепления втулки и ступицы несущего винта автожира к пилону автожира по п.1, отличающийся тем, что шарнир управления по крену расположен над или под шарниром управления по тангажу.

5. Узел крепления втулки и ступицы несущего винта автожира к пилону автожира по п.1, отличающийся тем, что втулка выполнена в составе двух боковых пластин, двух распорных втулок, двух подшипниковых узлов, двух переходников лопастей, причем боковые пластины закреплены параллельно друг другу с помощью распорных втулок, а между боковыми пластинами закреплены переходники лопастей, выполненные с возможностью закрепления в них лопастей, при этом горизонтальный шарнир втулки образован за счет закрепления подшипниковых узлов в отверстиях боковых пластин и на боковых цапфах, выполненных на ступице.

6. Узел крепления втулки и ступицы несущего винта автожира к пилону автожира по п.5, отличающийся тем, что подшипниковые узлы выполнены в составе радиально-упорных подшипников и крепежно-регулировочных деталей, фиксирующих положение подшипников внутри отверстий боковых пластин втулки.

7. Узел крепления втулки и ступицы несущего винта автожира к пилону автожира по п.1, отличающийся тем, что шарнир управления по крену и шарнир управления по тангажу выполнены в виде единого блока ШРУС.