Несущий винт вертолета
HELICOPTER ROTOR

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения ветроколеса, и может быть использовано в вертолетостроении в качестве несущего винта вертолетов различного назначения и взлетной массы (конструкции Камова, Миля и др.).
Известен воздушный винт вертолета, содержащий вертикальный вал, закрепленное на нем многолопастное колесо (несущий винт). Недостатком данного колеса является то, что в нем недостаточная площадь лопастей в периферийной зоне и низкая парусность.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение парусности вертолета за счет увеличения количества лопастей, их площади и геометрического заполнения ометаемой площади несущего винта для снижения тяжести последствий при аварийных падениях вертолета.
Настоящая техническая сущность достигается тем, что несущий винт вертолета, содержащий вертикальный вал, закрепленное на нем многолопастное дисковое колесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены лопасти с возрастающим углом атаки воздушному потоку, выполненные из плоскости диска методом вырезания их контуров по линиям радиусов и окружностей наружной и внутренней обечаек с последующим отгибом навстречу воздушному потоку при вращении колеса, в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, при этом на плоскости диска между лопастями закреплены ребра жесткости, а лопасти связаны блокирующим кольцом.
Приведенные конструктивные особенности несущего винта вертолета с многолопастным дисковым колесом по сравнению с существующими позволяют при прочих равных условиях значительно повысить геометрическое заполнение ометаемой площади несущего винта и парусность вертолета.
На фиг. 1 дан вид сверху на несущий винт вертолета (конусный направитель воздушного потока центральной зоны не показан);
На фиг. 2 показан разрез по А-А;
На фиг. 3 дана часть развертки окружного сечения по блокирующему кольцу.
Несущий винт вертолета состоит (фиг. 1, 2) из многолопастного дискового ветроколеса 1 с наружной 7 и внутренней 8 обечайками, закрепленного на вертикальном валу 2 (фиг. 2) с помощью ступицы 3, фланца 4 и болтового соединения 6. Лопасти 5 с возрастающим углом атаки воздушному потоку (фиг. 1, 3) выполнены из плоскости диска толщиной 2…4 мм методом вырезания их контуров по линиям радиусов и окружностей наружной и внутренней обечаек (по или против часовой стрелки) с последующим отгибом по линиям 13 вверх (фиг. 2) навстречу воздушному потоку при механическом вращении колеса (против или по часовой стрелке). Количество лопастей 5 равно длине наружной обечайки 7 в метрах. Лопасти 5 связаны блокирующим кольцом 10 (фиг. 1), а их концы с наружной 7 и внутренней 8 обечайками. Блокирующее кольцо 10 расположено на расстоянии трети длины лопастей 5 от наружной обечайки 7. В центральной зоне к внутренней обечайке 8 крепится съемный конический направитель воздушного потока 11 (фиг. 2). Ребра жесткости 9 (фиг. 3) обеспечивают повышенную прочность несущего винта вертолета.
Устройство работает следующим образом. При вращении вертикального вала 2 с дисковым многолопастным колесом 1 (фиг. 2) от силовой установки (двигателя) вертолета набегающий воздушный поток с большой скоростью воздействует на криволинейные лопасти 5, создавая подъемную силу. Наружная обечайка 7, задерживая сходящий воздушный поток с лопастей 5, направляет его в подлопастные окна 12 (фиг. 3), что обеспечивает дополнительную реактивную подъемную силу.
Основной особенностью многолопастного дискового колеса является высокое геометрическое заполнение ометаемой площади лопастями, что значительно повышает его парусность и вертолета в целом при вынужденной аварийной посадке. В такой ситуации дисковый несущий винт выполняет частично роль парашюта для вертолета, который снижаясь с пониженной скоростью в режиме авторотации при вращении дискового колеса за счет энергии набегающего воздушного потока предотвращает его «жесткое» падение и уменьшает тяжесть аварийных последствий, кроме того, возникает возможность катапультироваться экипажу.