СИСТЕМА РАСКРУТКИ РОТОРА АВТОЖИРА

Предлагаемое техническое решение относится к авиационной технике, в частности, к системе раскрутки ротора автожира.
Известные системы раскрутки несущего винта относятся к раскруткам с гидравлическим (патенты РФ №37351, В64С 27/02, №70220, В64С 27/02), механическим (патент РФ №2360837) или пневматическим приводом несущего винта (патент РФ №2228285).
Известные системы раскрутки несущего винта имеют один общий недостаток - при усилии, направленном на вращение ротора в одну сторону возникает реактивный момент, который заставляет корпус автожира вращаться в другую сторону, что приводит к недостаточной управляемости машиной во время прыжка.
Известен реактивный воздушный винт по патенту РФ №63772, В64С 27/18, лопасти которого имеют продольные щели, внутри лопастей расположены каналы, связывающие полость в ступице винта, где имеется камера сгорания, с реактивными двигателями на концах лопастей, при этом камера сгорания связана с соплами на концах лопастей. Основным недостатком известного решения является то, что трудно изготовить безопасную лопасть автожира, чтобы она не вспучивалась от внутреннего давления газов, не перегорела от сгорания топлива в реактивных соплах, расположенных по всей длине лопасти, и не деформировалась от перемены температурных режимов, что привело бы к аэродинамической разбалансировке воздушного винта. Качественное выполнение лопасти требует высоких технологий изготовления, а значит и высокой стоимости.
В качестве ближайшего аналога по сходству конструктивных признаков выбран несущий винт с реактивным приводом для вертолета, по патенту РФ №2059536, В64С 27/18, содержащий лопасти с воздуховодами, соединенными с источником сжатого воздуха в виде компрессора, причем часть воздуховодов соединена с продольными щелями на передней и задней кромках лопасти для выдува воздуха и создания аэродинамических сил управления, а другая часть воздуховодов соединена с реактивными соплами, размещенными в концевых сечениях лопастей.
В случае использования несущего винта с реактивным двигателем в качестве несущего винта автожира недостатками известной конструкции будет использование вала компрессора для передачи вращения лопастям несущего винта, что ведет к усложнению конструкции. К тому же после предварительной раскрутки несущего винта для сообщения ему реактивной тяги используется топливная смесь с системой поджига, что создает дополнительное неудобство в обслуживании автожира из-за присутствия продуктов сгорания с высокой температурой.
Заявитель ставит задачей создание простой надежной конструкции несущего винта с реактивным приводом при прыжковом взлете автожира, пригодной для взлета с поверхности воды.
Техническим результатом является упрощение конструкции системы раскрутки несущего винта автожира.
Технический результат достигается тем, что, система раскрутки несущего винта автожира с реактивным приводом, содержит лопасти ротора с внутренними вохдуховодами и реактивными соплами в концевых сечениях лопастей, согласно предлагаемому решению, воздуховоды соединены с источником сжатого воздуха, который выполнен в виде шара-баллона, установленным над ротором соосно оси ротора, а воздуховоды выполнены в виде трубок, стенки которых выдерживают высокое давление.
Предлагаемая система раскрутки ротора автожира за счет выхода сжатого газа через сопла в концевых сечениях лопастей ротора не создает реактивного момента на валу ротора (ось вращения лопастей ротора) и, следовательно, не создает усилий, вращающих фюзеляж автожира в обратную сторону от вращения ротора. Это особенно важно для гидроавтожира, так как он находится на плаву и ему нечем противодействовать вращению вокруг своей оси во время предстартовой раскрутки ротора. Высокое давление газа в шаре-баллоне обеспечивает скорость вращения ротора, достаточную для прыжкового взлета автожира. Предлагаемый вариант реактивной раскрутки имеет простую конструкцию и, следовательно, невысокую себестоимость изготовления.
На фиг.1 представлен вид автожира сверху при вертикальном взлете. На фиг.2 - распределение сил при вертикальном взлете. На фиг.3 - вид автожира сбоку.
Система раскрутки несущего винта автожира состоит из источника газа в виде шара-баллона со сжатым воздухом 1, педалей пилота 2 для управления шагом лопастей толкающих воздушных винтов 3, лопастей ротора 4 с внутренними воздуховодами в виде трубок, стенки которых выдерживают высокое давление (например, из нержавеющей стали или титана), которые заканчиваются соплами 5 в концевых сечениях лопастей ротора 4. Шар-баллон 1 установлен в центре вращения лопастей ротора 4 и вращается вместе с лопастями. Воздуховодные трубки лопастей 4 соединены с шаром-баллоном 1 через управляемый клапан (на чертеже не показан).
Система раскрутки несущего винта автожира работает следующим образом.
Перед полетом шар-баллон 1 заправляется сжатым воздухом высокого давления от наземного баллона или от бортового компрессора. Перед взлетом пилот с помощью дистанционного управления открывает клапан, соединяющий шар-баллон 1 с воздуховодными трубками. Сжатый воздух с высокой скоростью выходит из сопел 5, образуя реактивную силу, вращающую лопасти ротора 4. Вращаясь, лопасти 4 создают подъемную силу, способную обеспечить вертикальное непродолжительное перемещение автожира вверх на небольшую высоту (10-30 м) пока в баллоне сохраняется достаточное давление, необходимое для вращения лопастей ротора в диапазоне оборотов, достаточных для вертикального подъема.
В момент вертикального подъема двигатель, установленный на автожире, вращая толкающий воздушный винт 3, сообщает автожиру горизонтальную скорость до того момента, как иссякнет давление в шаре-баллоне 1 и прекратится вертикальный подъем. Автожир переходит в режим горизонтального полета, в котором лопасти ротора вращаются в штатном режиме полета, т.е. от набегающего потока воздуха.