Несучий гвинт вертольота

Реферат: Несучий гвинт вертольота, що включає вертикальний вал, призначений для з'єднання з рушієм, на якому горизонтально закріплені, щонайменше дві лопаті, направлені у протилежні відносно осі валу сторони з можливістю їх синхронного повороту відносно горизонтальної площини, а також механізм управління перекосом гвинта, крім того кожна лопать забезпечена, щонайменше одним регульованим крилом, встановленим з боку нижньої поверхні лопаті та перпендикулярно до неї з можливістю його повороту у вертикальній площині та механізмом управління їх синхронним поворотом, а регульовані крила встановлені на лопатях на однаковій відстані від осі вертикального валу несучого гвинта. UA 79259 U (12) UA 79259 U UA 79259 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пропонована корисна модель належить до авіації, а більш конкретно - до конструкції несучого гвинта вертольота. Сучасний вертоліт (гелікоптер) створює підйомну та рухому сили шляхом зміни кута атаки лопатей несучого гвинта - зміни напрямку вектору тяги. Це суттєво ускладнює управління, обмежує швидкість польоту і зменшує точність маневрування. Найбільш близьким до пропонованого за кількістю суттєвих ознак є несучий гвинт вертольота, що включає вертикальний вал, призначений для з'єднання з рушієм, на якому горизонтально закріплені щонайменше дві лопаті направлені у протилежні відносно осі валу сторони з можливістю їх синхронного повороту відносно горизонтальної площини, а також механізм управління перекосом гвинта [Патент № 2351505 РФ, МПК В64С27/08, В64С27/22 (2006.01), Опубл. 10.04.2009]. Згаданий несучий гвинт є конструктивним елементом багатогвинтового вертольота, в якому для підвищення швидкості горизонтального польоту застосована конструкція із системи несучих гвинтів. Але, підвищення швидкості горизонтального польоту згаданого вертольота не полегшило управління вертольотом, зокрема під час маневрування. У основу пропонованої корисної моделі поставлена задача створення несучого гвинта вертольота такої конструкції, яка б дозволила полегшити управління вертольотом під час маневрування за рахунок створення умов для генерації несучим гвинтом додаткового горизонтального вектора тяги. Пропонований, як і відомий несучий гвинт вертольота, включає вертикальний вал, призначений для з'єднання з рушієм, на якому горизонтально закріплені щонайменше дві лопаті, направлені у протилежні відносно осі валу сторони з можливістю їх синхронного повороту відносно горизонтальної площини, а також механізм управління перекосом гвинта, а, відповідно до пропонованої корисної моделі, кожна лопать забезпечена щонайменше одним регульованим крилом, встановленим з боку нижньої поверхні лопаті та перпендикулярно до неї з можливістю його повороту у вертикальній площині та механізмом управління їх синхронним поворотом, а регульовані крила встановлені на лопатях на однаковій відстані від осі вертикального валу несучого гвинта. Особливістю пропонованого несучого гвинта вертольота є і те, що механізм управління поворотом регульованих крил виконаний у вигляді кільця, в якому розташований диск, площини якого перпендикулярні до осі вертикального валу, внутрішня циліндрична поверхня кільця фрикційно зв'язана із боковою циліндричною поверхнею диску, діаметрально протилежні ділянки зовнішньої циліндричної поверхні кільця з'єднані тягами з відповідними регульованими крилами, а диск кінематично з'єднаний з важелем управління, встановленим у кабіні пілота вертольота, і розташований у кільці з можливістю синхронного обертання разом з вертикальним валом несучого гвинта та пересування по горизонтальній площині у межах кільця за допомогою важеля управління. Пропонована конструкція несучого гвинта доповнена додатковими поверхнями, змонтованими на лопатях, які дозволяють створити додатковий, керований пілотом через важіль управління, горизонтальний вектор тяги, що суттєво полегшило маневрування вертольотом. Суть конструкції пропонованого несучого гвинта вертольота показана на схематичних кресленнях. На фіг. 1 - загальний вигляд пропонованого несучого гвинта вертольота. На фіг. 2, 3 принцип роботи пропонованого несучого гвинта вертольота при різних значеннях кута повороту регульованих крил. Пропонований несучий гвинт вертольота включає вертикальний вал 1, призначений для з'єднання з рушієм /не показано/. На вертикальному валу 1 горизонтально закріплені дві лопаті 2, направлені у протилежні відносно осі валу 1 сторони. Лопаті 2 закріплені з можливістю їх синхронного повороту відносно горизонтальної площини. Несучий гвинт вертольота забезпечений також механізмом управління перекосом гвинта - синхронним поворотом лопатей 2 відносно горизонтальної площини /не показано/. Кожна лопать 2 забезпечена регульованим крилом 3, шарнірно прикріпленим до нижньої поверхні лопаті 2 та перпендикулярно до неї з можливістю його повороту у вертикальній площині. Несучий гвинт вертольота забезпечений також механізмом управління синхронним поворотом регульованих крил 3, встановлених на протилежних лопатях. Регульовані крила 3 встановлені на лопатях 2 на однаковій відстані від осі вертикального валу 1 несучого гвинта. Механізм управління поворотом регульованих крил виконаний у вигляді кільця 4, в якому розташований диск 5. Площини диска 5 перпендикулярні до осі вертикального валу 1, внутрішня циліндрична поверхня кільця 4 фрикційно зв'язана із боковою циліндричною поверхнею диску 5, а 1 UA 79259 U 5 10 15 20 25 30 діаметрально протилежні ділянки зовнішньої циліндричної поверхні з'єднані тягами 6 з відповідними регульованими крилами 3. Кільце 4 з центром 7 кінематично з'єднаний з важелем управління, встановленим у кабіні пілота вертольота /не показано/, і утримує диск 5 з можливістю його синхронного обертання разом з вертикальним валом 1 несучого гвинта та пересування по горизонтальній площині у межах кільця 4 під дією важеля управління. Осі шарнірів, на яких встановлені регульовані крила 3, обертаються разом з лопатями 2 і описують при цьому коло 8. Кожна лопать 2, з метою оптимального розподілення навантаження, може бути забезпечена одним або кількома паралельно встановленими у вихідному положенні крилами 3. Крила 3 розташовують лише на нижніх поверхнях лопаті 2. Пропонований несучий гвинт вертольота працює так. Лопаті 2 несучого гвинта під дією рушія вертольота обертаються у горизонтальній площині на валу 1 і створюють основний вектор тяги вертольота, напрямок якого задають механізмом управління перекосом гвинта. При цьому диск 5 механізму управління поворотом регульованих крил обертається синхронно з валом 1. Кожна тяга 6 з'єднує диск 5 з відповідним крилом 3 таким чином, що при співпаданні осі обертання диску 5 з центром 7 валу 1, вертикальні поверхні крил 3 встановлюються дотично до кола 8, що описують осі шарнірів, на яких встановлені регульовані крила 3, а тому останні не створюють вектору тяги. При зміщенні ж під дією важеля управління центру диска 5 відносно осі валу 1 зміщується і центр 7 диску 5 (положення 9 на фіг. 2), який взаємодіє з внутрішньою циліндричною поверхнею кільця 4 і переводить лопаті 3 у положення, при якому їх вертикальні поверхні встановлюються під певним кутом до дотичної кола 8 і створюють вектор тяги 10 у напрямку, що співпадає з лінією зміщення. При цьому у напрямку, перпендикулярному до лінії зміщення, крила 3 встановлюються дотично до кола 8 і не створюють вектору тяги (фіг. 3). Завдяки керованим крилам 3, які створюють додатковий горизонтальний вектор тяги, полегшено управління вертольотом під час маневрування, а вектор тяги від крил 3 практично не впливає на напрямок і значення основного вектора тяги, створеного обертанням лопатей 2 несучого гвинта. Окрім сказаного, пропонована конструкція несучого гвинта вертольота у сукупності з механізмом управління перекосом гвинта дає можливість збільшити крейсерську швидкість вертольота без зниження його вантажопідйомності, оскільки для управління застосовують керовані крила 3, площа яких принаймні на порядок менша за площу поверхонь лопатей 2. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 1. Несучий гвинт вертольота, що включає вертикальний вал, призначений для з'єднання з рушієм, на якому горизонтально закріплені щонайменше дві лопаті, направлені у протилежні відносно осі валу сторони з можливістю їх синхронного повороту відносно горизонтальної площини, а також механізм управління перекосом гвинта, який відрізняється тим, що кожна лопать забезпечена щонайменше одним регульованим крилом, встановленим з боку нижньої поверхні лопаті та перпендикулярно до неї з можливістю його повороту у вертикальній площині та механізмом управління їх синхронним поворотом, а регульовані крила встановлені на лопатях на однаковій відстані від осі вертикального валу несучого гвинта. 2. Несучий гвинт вертольота за п. 1, який відрізняється тим, що механізм управління поворотом регульованих крил виконаний у вигляді кільця, в якому розташований диск, площини якого перпендикулярні до осі вертикального валу, внутрішня циліндрична поверхня кільця фрикційно зв'язана із боковою циліндричною поверхнею диска, діаметрально протилежні ділянки зовнішньої циліндричної поверхні кільця з'єднані тягами з відповідними регульованими крилами, а диск кінематично з'єднаний з важелем управління, встановленим у кабіні пілота вертольота, і розташований у кільці з можливістю синхронного обертання разом з вертикальним валом несучого гвинта та пересування по горизонтальній площині у межах кільця за допомогою важеля управління. 2 UA 79259 U 3 UA 79259 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4