Лопасть несущего винта вертолета

Авторы патента:

B64C27/473 - конструктивные характеристики

ЛОПАСТЬ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА, содержащая стальной трубчатый лонжерон переменного поперечного сечения со стыковочными проушинами, , по длине, которого смонтирована носовая и хвостовая части лопасти, o^т - л. и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения ресурса и сни*ения веса, лопасГти за счет оптимального изменения формы поперечного сечений лонжерона по радиусу лопасти, на участке от ?= 0,95-1,0 до г =0,45-0,55 от оси вращения винта лонжерон имеет каплевидную форму с постоянной толщиной стенки» на участке от Е = 0,45-0,55 до ; г =* 0,2-0,23 выполнен плавный переход с каплевидной формы на круглую цилиндрическую с постоянным наруж- 'ным периметром и плавным увеличением толщины стенки на 25-30%, на участке от г = 0,2-0,23 до г = 0,17-0,19 выполнен в форме кругового цилиндра с плавным .увеличением толщины стенкн„.. на2_р-25% научастке от? = 0,17-0,19 до г =0,15-0,16 в форме кругового усеченного конуса с увеличением диаметра к оси вращ*енкя винта конусностью 1:45-1:55 и с плавным уменьшением толщины стенки на 10-15%, на учас-^ ткеот f = 0,15-0,16 до г = 0,135-0,145 в форме кругового усеченного конуса с увеличением диаметра к оси вращения винта с конусностью 1:5-1:6 и с постоянной толщиной стенки, на участке от г =' 0,135-0,145 до г = 0,1 -0,12 '^ лонжерон выполнен в форме перехода с круга на прямоугольник с плавным увеличением наружного периметра в 1,5-2 раза и плавным увеличением толщины стенки в 7-9 раз с дальнейшим переходом от замкнутого прямоугольного поперечного сечения к двум раздельным щекам с четырьмя плоскими проушияами, имеющими отверстия для стыковочных болтов. »и^""-'-' . ': : • • г . '..'"^(Л00сг>& СПО1

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„, 811655 (5D 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Ф, с 3) (,;/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2861589/40-23 (22) 29.12.79 (46) 07.10.86.Бюл. N - 37 (72) Б.С.Сиротинск; й, Ю.А.Медников, В.Г.Зимовец, А.И.Кирюхин, В.Н.Колкин и В.Я.осадчий (53) 629.7.035.5(088,8) (56) Патент США М- 3103977, кл. 416-145, 1963.

Авторское свидетельство СССР й- 163896, кл. В 64 С 11!26, 1964. (54) (57) ЛОПАСТЬ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА, содержащая стальной трубчатый лонжерон переменного поперечного сечения со стыковочными проушинами, по длине которого смонтирована носовая и хвостовая части лопасти, о тл. и ч а ю щ а я с я тем, что, .с це"лью повьппения ресурса и.снижения веса .лопасти за счет оптимального изменения формы поперечного сечения лонжерона по радиусу лопасти, на участке от r = 0,95-1,0 до r = .0,45-0,55 от оси вращения винта лонжерон имеет каплевидную .форму с постоянной толщиной стенки на участке от r 0,45-О,55 до. т 0,2-0,23 выполнен плавный .переход с каплевидной формы на круглую цилиндрическую с постоянным наруж ным периметром и плавным увеличением . толщины стенки на 25-30Х на участке от г = 0,2-0,23 до r = О, 17-0 19 выполнен в форме кругового цилиндра с плавным увеличением толщины стенки на 20-25Х на участке от r = 0,17-0,19 цо < -= -0,15-0,16 в форме кругового усеченного .конуса с увеличением диаметра к оси вращения винта конусностью 1:45-1:55 и с плавным уменьшением толщины стенки на 10-15Ж, на участке от г = 0,15-0,16 до r = 0,135-0, 145 в форме кругового усеченного конуса с увеличением диаметра к оси враще- Я. ния винта с конусностью 1:5-1:6 и с постоянной толщиной стенки, на участке от r = О, 135-0, 145 до r = О, 1-0,12 лонжерон выполнен в форме перехода с круга на прямоугольник. с плавным уве- р личением наружного периметра в 1,5.-2 раза и плавным увеличением толщины 90 стенки в. 7-9 раз с дальнейшим пере- в® ходом от замкнутого прямоугольного ма п поперечного сечения к двум раздель- фф ним щекам с четырьмя плоскими про- ф ушинами, имеющими отверстия для стыковочных болтов.

1 81

-- Изобретение относится к авиационной технике, а именно к конструкции лопасти несущего винта вертолета.

Известна лопасть винта вертолета, имеющая единичный полый металлический лонжерон с постоянным поперечным сечением и постепенно уменьшающейся .толщиной стенки, наполнитель лопасти, удельный вес которого меньше удельного веса лонжерона, а также переднюю кромку, соединенную с наполнителем. Лонжерон имеет форму трапеции с большими сторонами, проходящими в направлении хорды лопасти. Лонжерон расположен так., что-. бы центр тяжести лопасти сосредотачивался ближе к передней кромке лопасти.

Известна .также лопасть. несущего . винта вертолета со стальным трубчатым лонжероном переменного поперечного сечения, по длине которого смонтирован каркас, образующий аэродина= мический профиль лопасти и состоящий из носовой и хвостовых частей, выпол"ненных в виде. контуров из стеклопластика с заполнителем. Для защиты лонжерона лопасти от коррозии он покрыт по всей наружной поверхности оболочкой из стеклопластика.

При большой длине лопастей несуще1 о винта (большом диаметре винта) изменение формы поперечного сечения лонжерона (а значит его площади, момента инерции,,момента сопротивления изгибу т.п.) по длине лопасти определяется в основном донустимымн напряжениями растяжения и лонжероне от центробежной силы, напряжениями изгиба при свесе лопасти на стоянке, допустимой величиной свеса на стоянке, резонансными характеристиками лопа.стей и технологическими возможностями изготовления труб переменного сечения.

Указанные выше лопасти обладают существенньви недостатком, заключао" щимся в том, что форма поперечного сечения-лонжерона и изменение ее.по длине лопасти при достаточно больших длинах лопасти (диаметр винта более;

20-25 м) не обеспечивает оптимального сочетания перечисленных .выше характеристик.

Целью изобретения является повышение ресурса и снижение веса лопасти большой (более 25 м) длины за счет оптимального изменения формы

1655

55. А-А Фиг.1: на Фиг.3 вЂ” лонжерон в плане, .на фиг.4 вЂ .сечение Б-В фнг.3 ;. на фиг.5 - сечение В-В фиг.3; на фнг.6 вЂ” сечение Г-Г фиг..3; на фиг.7 -

1О I5

35 поперечного сечения лонжерона по .

Ф радиусу лопасти.

Цель достигается благодаря тому, что в лопасти, содержащей трубчатый лонжерон переменного поперечного сечения со стыковочными проушинами,, по длине которого смонтирована носовая и хвостовая части лопасти на участке от г = 0 95-1,0 до г = 0,45-0,55 от оси вращения винта лонжерон имеет каплевидную форму с постоянной толщиной стенки, на участке от r = 0,45-0,55 до r = 0,2-0,23 выполнен плавный переход с каплевидной формы на круглую цилиндрическую с постоянным наружным периметром и плавным увеличением толщины стейки на 25-ЗМ на участке от r=0,2-0,23 до r 0,17-0,19 выполнен в форме кругового цилиндра с плавным увеличением толщины стенки на 20-25Х, на участке от r = О, 17-0, 19 до г = О, 150,16 в форме кругового усеченного конуса с увеличением диаметра к оси вращения винта с конусностью 1:451:55 и с плавным уменьшением толщины стенки на 10-15Х на участке от

r = 0,15-0,16 до r 0,135-0,145 в форме кругового усеченного конуса с увеличением диаметра и оси вращения винта с конусностью 1:5-1:6.и с постоянной толщиной стенки, на участке от r = 0,135-0,145 до i 0,1-0,12 лонжерон выполнен в форме перехода с круд;а на прямоугольник с плавный увеличением наружного периметра в 1,5-2 раза н плавным увеличением толщины стенки в 7-9. раз с дальнейшим переходом.от замкнутого прямоугольного поперечного сечения к двум раздельным щекам с четырьмя плоскими проушинами, имеющими отверстия для стыковочных болтов.

Выполнение. такой конструкции позволяет получить допустимый уровень напряжений растяжения от центробеж- ной силы н напряжений прн свесе в лонжероне, умеренную величину свеса лопасти, благоприятные частоты собственных колебаний, высокие устало-„ стную прочность, ресурс и технологичность изготовления.

На фиг. 1 изображена предлагаемая лойасть, план; на фиг.2 вЂ” сечение . з 811655 4

-сечение Д-Д фиг.3; на фиг.8 вЂ” сече- Плавным уменьшением. толщины стенки ние Е-Е фиг.3; на фиг.9, вЂ” вид по на 10-157. по длине участка. стрелке К фиг.3. Участок от r = 0,15-0,16 до . Лопасть несущего винта вертолета r = 0,135-0,145 (фиг.3) круговой усеимеет основной силовой элемент вЂ” лон- 5 ченный конус с меньшим диаметром на керон 1 (фиг.1, 2), носовую часть 2 г = 0,15-0,16 (фиг.6) большим диаме иэ композиционных материалов, непо- ром на r = 0,135-0,145 (фиг.7) с средственно скрепленную с лонжероном, конусностью 1:5-1:6 с постоянной толи хвостовую часть 3, прикрепленную к щиной стенки. носовой части 2. Лонжерон 1 (фиг.3) 10 Участок от r = 0, 135-0, 145 до представляет из себя стальную трубу r = 0,1-0,12 (фиг.3) вЂ” переход с крупеременного сечения. Участок лонже-. га (фиг.7) на прямоугольник (фиг.8) рона от г = 0,95-1 до r = 0,45-0,55 с главным увеличением наружного пеимеет каплевидный наружный контур и риметра в 1,5-2 раза и главным увелипостоянную тоюпцину стенки (фиг.4). 5 чейием толщины стенки в 7-9 раэ с поУчасток от г 0,45-0 55 до следующим переходом к двум раздельным г = 0,2-0,23 (фиг.3) переходный с щекам 4 (фиг.3} с четырьмя плоскими каплевидной формы (фиг.4) на круг- проушинами 5 (фиг.9) имеющими отверлую цилиндрическую (фиг.5) с посто-- стия 6 для стыковочных болтов. явным наружным периметром по всей 20 Указанная конструкция позволяет длине переходного участка при плав- получить лонжерон с допустимым уровном увеличении толщины стенки на нем напряжений растяжения от.центро- .

25-30Х на этой же длине. бежной силы, напряжений при свесе в

Участок от r =- 0,2-0.,23 до лонжероне, малую величину свеса лопаг 0,17-0,19 (фиг.3) круговой ци-, 25 сти, благоприятные частоты собственлиндрической с плавным увеличением . ных колебаний, высокие усталостную толщины стенки на 20-257. . прочность и технологичность изготовУчасток от r = 0,17-0,19 до ления.

r = О, 15 "О, 16. Сравнительные расчеты данной лопаКруговой усеченный конус с мень-. 30 сти с известной показали, что весовые шим диаметром (фиг.5) на r =0,17-0,19 характеристикилопасти улучшенына 40Х и большим диаметром (фиг.6) на . при.сохранении уровйя переменных наг = 0,15-0,16 с конусностью 1:45-1:55. пряжений, а значит и ресурса.

А-4

ФрРф1&ф1б

Дф Я в Ц Щб Яб

der" б

Фий.< pue.7

E-Е

Составитель А.Розенфельд

Техред И.Попович Корректор О.Луговая

Редактор О.Юркова

Тираж 403 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская -наб., д.4/5