КОЛОНКА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА
HELICOPTER ROTOR COLUMN

Изобретение относится к области авиастроения и может быть использовано в вертолетах.
Известен редуктор вертолета Ка-26 и конструкция его колонки, имеющей на втулках верхнего и нижнего несущих винтов стопоры лопастей, снабженные рычагами, пружинами и центробежными грузиками, работающими независимо друг от друга (http://www.aimar.ru/enc/uh/ka26.html).
Недостатком этого устройства является возможность несинхронного срабатывания стопоров, что может привести к отклонению одной из лопастей от нейтрального положения в период неустановившегося движения. Это явление приводит к появлению циркулирующей вертикальной разнице в подъемных силах лопастей и к вибрациям в предполетной ситуации.
Известна соосная несущая система, содержащая два коаксиально расположенных вала со ступицами верхнего и нижнего несущих винтов, шарнирно связанных с их лопастями, снабженными поводками для взаимодействия посредством тяг с автоматами перекоса (Патент RU №2412081 С1).
Однако известное устройство не содержит синхронизированных стопоров лопастей, фиксирующих их углы атаки (нулевые или отрицательные), что может вызвать появление вибраций вертолета циркулирующей вертикально направленной разницей подъемных сил лопастей, расположенных симметрично относительно осей вращения несущих винтов.
Это наиболее близкое решение выбрано в качестве прототипа.
Задачей изобретения является создание колонки несущего винта вертолета, результатом которой является обеспечение надежной работы и снижение вибраций несущего винта и корпуса (фюзеляжа) вертолета в периоды неустановившихся режимов эксплуатации - запуска двигателя и его остановки.
Данная задача решается применением колонки несущего винта вертолета, содержащей редуктор, выходной полый вал которого установлен вертикально и связан с втулкой винта, соединенной с комелью каждой лопасти несущего винта, комели жестко крепятся к поводкам и шарнирно к тягам, расположенным во внутреннем отверстии выходного вала, причем противоположные концы тяг шарнирно соединены с коромыслами, средней частью опирающимися на выходной вал, а противоположно расположенными концами связаны с тягами ротора автомата перекоса, установленного в подшипнике якоря автомата перекоса, размещенного на сферической опоре ползуна с возможностью осевого перемещения относительно выходного вала за счет кинематической связи названного ползуна с двуплечим рычагом, опирающимся на промежуточное звено и связанного с тягой управления шагом винта, кроме того, упомянутый якорь поводками и тягами связан с тягами управления дифференциальным шагом лопастей, в которой комели лопастей снабжены пазами с возможностью взаимодействия со стопорами, установленными на вертикальных валах, размещенных в отверстиях подшипников корпуса и снабженных двуплечими рычагами, один конец которых жестко связан с центробежным грузом, а противоположный, посредством промежуточных звеньев, - с шарнирами центрального диска, установленного с возможностью вращательного движения относительно оси выходного вала, причем упомянутые двуплечие рычаги упруго соединены пружинами с втулкой винта.
Целесообразно, для повышения уровня снижения вибраций, комели лопастей разместить с удалением осей поворота от оси вращения выходного вала редуктора с возможностью вращения в горизонтальной плоскости.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и чертежами, на которых;
Фиг. 1 изображает колонку несущего винта вертолета, согласно изобретению;
Фиг. 2 характеризует вид слева колонки несущего винта вертолета, то же, что и на фиг. 1;
Фиг. 3 - вид сверху колонки несущего винта вертолета, то же, что и на фиг. 1;
Фиг. 4 - разрез А-А элемента конструкции диска, то же, что и на фиг. 3, согласно изобретению;
Фиг. 5 - вид Б характеризует соединение нижнего конца вала несущего винта с корпусом вертолета, то же, что и на фиг. 2, согласно изобретению;
Фиг. 6 - вид В характеризует соединение верхнего конца вала несущего винта вертолета с лопастями, то же, что и на фиг. 1, согласно изобретению.
Колонка несущего винта вертолета содержит корпус редуктора 1, в котором размещены зубчатое колесо 2 и шестерня 3 конической передачи, вал которой 4 связан с валом двигателя 5 вертолета (Фиг. 1-2). Колесо 2 соединено с валом несущего винта и имеет отверстие, в котором установлен толкатель 6 и толкатель 7, шарнирами соединенные с двумя коромыслами 8, опирающимися на кронштейны 9, связанные с валом 10 несущего винта. Коромысла 8 шарнирами и тягами 11 соединены с ротором 12 автомата перекоса, который кинематически связан с якорем 14, снабженный двумя поводками 15 и при помощи сферического ползуна 16 контактирует с двуплечим рычагом 17, опирающимся на корпус вертолета посредством серьги 18. В верхней (по чертежу) части толкатели 6 и 7 шарнирно связаны с поводками 19 и 20, которые закреплены на оси 21 каждой комели лопастей 22 и 23, установленных в корпусе 24 с возможностью поворота относительно осей 21. На комелях лопастей 22 и 23 имеются пластины 25 с пазами, в которые входят выступы стопоров 26, связанных с валами 27, установленных в соответствующих отверстиях втулки винта 24, причем верхние части валов 27 соединены жестко с двуплечими рычагами 28, которые шарнирами связаны с тягами 29, подпружиненными одним концом относительно втулки винта 24 пружинами 30, а на другом - размещены грузы 31. Кроме того, рычаги 28, посредством шарнирных соединений, связаны со звеньями 32 и 33 и с диском 34, размещенном во втулке винта 24 соосно по отношению к валу 10. Звенья 35 и 36 образуют кинематическую связь между якорем 14 и валом 10. Двуплечий рычаг 28, звенья 32 и диск 34 расположены на разных уровнях, что обеспечивается колонками 37 и 38.
Работает колонка несущего винта следующим образом.
При отсутствии вращения выходного вала 10 стопоры 26 входят в пазы пластин 25 и удерживаются в этом положении пружинами 30, воздействующими на звенья 32 и 33 и на двуплечие рычаги 28, связанные валами 27 с упомянутыми стопорами 26. Вращение выходного вала 10 возникает действующая на центробежные грузы 31 центробежная сила, пропорциональная частоте вращения вала. До определенного значения частоты вращения стопоры остаются в пазах пластин 25, что обеспечивает надежную фиксацию лопастей 22 и 23 в необходимом для этого режиме положении, например во время прогрева двигателя 5.
При достижении валом 10 необходимого значения частоты вращения, двуплечие рычаги 28 преодолевают сопротивление пружин 30, и стопоры 26 выходят из пазов пластин 25, оси 21 комелей лопастей 22 и 23, освобождаются и управление шагом лопастей и дифференциальное управление шагами лопастей становится возможным за счет воздействия пилота на тяги 39, 40 и 41, связанные с якорем автомата перекоса и с его ползуном 16.
Синхронность срабатывания стопоров обеспечивается за счет связи двуплечих рычагов 28 посредством промежуточных звеньев 32 и 33 с диском 34, который имеет возможность поворота относительно втулки винта 24.
В режиме полета стопоры 26 остаются в указанном положении, поскольку частота вращения выхода вала при этом значительно больше, нежели в периоды пуска и остановки двигателя вертолета.
Предложенное изобретение позволяет повысить и обеспечить надежность работы и снижение вибраций несущего винта и корпуса (фюзеляжа) вертолета в периоды неустановившихся режимов его эксплуатации.
Кроме того, предлагаемая колонка несущего винта вертолета предупреждает возможность несинхронного срабатывания стопоров, отклонение одной из лопастей от нейтрального положения в период неустановившегося движения, появление циркулирующей вертикальной разницы в подъемных силах лопастей, расположенных симметрично относительно осей вращения несущих винтов, и вибраций в предполетной ситуации.