СООСНАЯ НЕСУЩАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к авиационной технике, а именно к системам несущих винтов летательных аппаратов, и может быть использована в вертолетостроении.
Известна соосная несущая система, содержащая редуктор с двумя валами противоположного вращения, на которых смонтированы несущие винты, два соединенных тягами между собой и подвижных в осевом направлении автомата перекоса, кинематически связанных с поводками лопастей и с суммирующей рычажной системой управления общим и дифференциальным шагом, причем рычаги суммирующей системы управления соединены соответственно с нижним автоматом перекоса и внутренней тягой, при этом управление верхним несущим винтом выполнено посредством ползушки, смонтированной на валу верхнего несущего винта подвижно вдоль его оси и кинематически связанной с внутренней тягой, верхним автоматом перекоса и поводками лопастей. Внутренняя тяга выполнена удлиненной и снабжена коромыслом, расположенным на ее свободном конце и кинематически связанным с ползушкой, выполненной в виде скользящей втулки, соединенной с валом верхнего несущего винта, на оси которой с возможностью качания установлена рамка, несущая рычаг-серьги, соединенный с возможностью качания относительно последней, причем направление осей качания рамки и рычагов взаимно перпендикулярно (патент РФ №120627, опубл. 27.09.2012 г.).
Недостатком известного решения является сложность конструкции из-за большого количества шарнирных соединений, связывающих ползушку, расположенную под верхним винтом, с верхним автоматом перекоса и поводками лопастей верхнего винта, а также из-за наличия сложного суммирующего механизма для управления общим и дифференциальным шагом, имеющего большое количество рычагов. Наличие большого количества кинематически взаимодействующих элементов снижает надежность системы и увеличивает ее вес.
Наиболее близкой заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является соосная несущая система, содержащая редуктор с двумя валами противоположного вращения, на которых смонтированы втулки несущих винтов, два соединенных между собой и подвижных в осевом направлении автомата перекоса, кинематически связанных с поводками лопастей и суммирующей рычажной системой общего и дифференциального шага. Втулки несущих винтов выполнены двухлопастными с общими горизонтальными шарнирами, поводки лопастей втулки нижнего винта связаны с нижним автоматом перекоса через качалки, смонтированные на расположенной под втулкой нижнего винта ползушке, а поводки лопастей втулки верхнего винта соединены тягами непосредственно с верхним автоматом перекоса, при этом радиусы поводков на втулке верхнего винта выполнены большими, чем на втулке нижнего винта, а нижний автомат перекоса и ползушка кинематически связаны с системой управления общим и дифференциальным шагом через суммирующую рычажную систему, в которой один рычаг связан одним плечом с управлением дифференциальным шагом, а вторым - с ползушкой, а второй рычаг, шарнирно закрепленный на первом, соединен своими плечами с управлением общим шагом и с ползуном нижнего автомата перекоса (патент РФ №2307766, опубл. 10.10.2007 г.).
Недостатком этой системы является ее невысокая надежность, обусловленная сложностью конструкции, так как суммирующая рычажная система, объединенная с ползушкой и нижним автоматом перекоса, перенасыщена шарнирно-сочлененными звеньями с подшипниковыми узлами, смонтированными в ограниченном кинематическом пространстве на взаимоподвижных ползунах. Кроме того, наличие большого количества кинематически взаимодействующих элементов увеличивает ее вес.
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности соосной несущей системы и снижение ее веса.
Поставленная задача решается тем, что соосная несущая система содержит редуктор с двумя валами противоположного вращения, на которых смонтированы втулки несущих винтов, два соединенных между собой и подвижных в осевом направлении автомата перекоса, кинематически связанных с поводками лопастей, при этом поводки лопастей втулки верхнего винта связаны с верхним автоматом перекоса через качалки, смонтированные на ползушке, расположенной над втулкой верхнего винта, поводки лопастей втулки нижнего винта соединены тягами непосредственно с нижним автоматом перекоса, радиусы поводков на втулке верхнего винта выполнены меньшими, чем на втулке нижнего винта, нижний автомат перекоса связан с системами управления общим и циклическим шагом посредством трех тяг, а ползушка связана с системой управления дифференциальным шагом верхнего винта посредством тяги, расположенной внутри вала верхнего винта.
Управление дифференциальным шагом только верхнего винта и управление циклическим и общим шагом с помощью трех тяг позволяет исключить рычажно-суммирующий механизм общего и дифференциального шага, уменьшить количество рычагов и, соответственно, шарнирных элементов, необходимых для управления соосными винтами, что позволяет упростить конструкцию несущей системы и тем самым повысить ее надежность, а также снизить ее вес.
Полезная модель поясняется чертежом, где схематически изображена предлагаемая соосная несущая система.
Соосная несущая система содержит редуктор 1 с двумя валами 2 и 3 противоположного вращения, на которых смонтированы втулки нижнего 4 и верхнего 5 несущих винтов, на которые устанавливаются лопасти.
Втулки несущих винтов 4 и 5 выполнены двухлопастными с общими горизонтальными шарнирами 6 и 7, которые не нагружены центробежной силой.
Система управления несущими винтами 4 и 5 содержит два соединенных между собой тягами 8 и подвижных в осевом направлении автомата перекоса - верхний 9 и нижний 10.
Поводки лопастей 11 втулки верхнего винта 5 связаны с верхним автоматом перекоса 9 тягами 12, 13 и тягами 14 через качалки 15, смонтированные на ползушке 16, установленной над втулкой верхнего винта 5.
Поводки лопастей 17 втулки нижнего винта 4 соединены тягами 18 непосредственно с нижним автоматом перекоса 10.
Одинаковые величины передаточных отношений между осевыми шарнирами 19 и 20 втулок несущих винтов 4 и 5 и автоматами перекоса 9 и 10 обеспечиваются выполнением радиусов поводков 11 на втулке верхнего винта 5 меньшими, чем на поводках 17 на втулке нижнего винта 4. Это значит, что кинематика системы управления подбирается таким образом, чтобы при даче общего или циклического шага изменение углов установки на верхнем 5 и на нижнем винте 4 происходило на одинаковые величины.
Ползушка 16 связана тягой 21, находящейся внутри вала 3 верхнего винта 5, с системой управления дифференциальным шагом верхнего винта 22, Нижний автомат перекоса 10 связан посредством трех тяг 23 с системой управления общим 24 и системой управления циклическим шагом 25.
Предлагаемая соосная несущая система работает следующим образом.
При работе валы 2 и 3 редуктора 1 с установленными на них нижним 4 и верхним 5 несущими винтами вращаются в разные стороны.
При этом поводки лопастей 11 втулки верхнего винта 5, имеющей горизонтальный шарнир 6, связанные с верхним автоматом перекоса 9 тягами 12, 13 через качалки 15, смонтированные на ползушке 16, вращаются с верхним винтом 5 в одну сторону, например, против часовой стрелки, а поводки лопастей 17 втулки нижнего винта 4, имеющей горизонтальный шарнир 7, соединенные тягами 18 непосредственно с нижним автоматом перекоса 10, вращаются с нижним несущим винтом 4 в противоположную сторону, т.е. по часовой стрелке.
Управление циклическим шагом осуществляется путем наклона автоматов перекоса тремя тягами 23 от системы управления циклическим шагом 25, при этом циклическое изменение углов установки лопастей верхнего винта 5 производится тягами 12, 13 и тягами 14 через качалки 15 от автомата перекоса 9, а изменение углов установки на нижнем винте 4 от автомата перекоса 10 осуществляется непосредственно тягами 18. Так как величины передаточных отношений между осевыми шарнирами 19 и 20 втулок несущих винтов и автоматами перекоса 9 и 10 выбраны одинаковыми, то циклические изменения углов установки на одинаковых азимутах обоих винтов будут одинаковыми.
Управление общим шагом осуществляется посредством воздействия трех тяг 23 от системы управления общим шагом 24 на нижний автомат перекоса 10, и оба автомата перекоса 9, 10, связанные друг с другом соединительными тягами 8, одновременно перемещаются на одну и ту же величину. Так как передаточные отношения между автоматами перекоса и осевыми шарнирами подобраны одинаковыми, то при осевом перемещении автоматов перекоса происходит одновременное увеличение или уменьшение углов установки на лопастях верхнего и нижнего винтов на одинаковую величину.
Управление дифференциальным шагом осуществляется изменением углов установки (шага) лопастей только верхнего винта 5 следующим образом.
Перемещением тяги 21 от системы управления дифференциальным шагом верхнего винта 22 перемещается ползушка 16 с качалками 15, что приводит к изменению угла установки верхнего винта 5.
Таким образом, предлагаемая соосная несущая система обеспечивает повышение надежности и снижение ее веса за счет уменьшения количества кинематических элементов.