РЕДУКТОР ВЕРТОЛЁТА СООСНОЙ СХЕМЫ
COAXIAL-ROTOR HELICOPTER GEARBOX

Изобретение относится к области авиастроения и может быть использовано в трансмиссиях, преимущественно легких вертолетов соосной схемы.
Известен редуктор вертолета соосной схемы Ка-26, содержащий два концентрично расположенных вала, соединенных с цилиндрическими зубчатыми колесами внешнего и внутреннего зацеплений, кинематически, посредством конических зубчатых передач и муфт, связанных с двигателями вертолета (Вахитов А.В. Вертолет Ка-26. - М.: Транспорт, 1973, с.58…65).
Однако, не смотря на то, что наличие шестеренчатого маслонасоса обеспечивает надежную смазку элементов редуктора под высоким давлением, известный редуктор имеет сложную конструкцию, требующую сложные уплотнения, что существенно снижает надежность устройства в целом.
Известен главный редуктор несущего винта, содержащий корпус, частично заполненный смазочным материалом, ведущий вал с конической шестерней, зацепленной с колесом вала несущего винта, а также крыльчатку с лопатками и направляющий аппарат (Патент №2474514 RU. Опубл. 10.02.2013 г.).
Однако в известном главном редукторе отсутствуют осевые отверстия в крыльчатке между валом и лопатками, что создает условия для масляного голодания и тепловых потерь, а также не обеспечивается подача масла к удаленным подшипникам колонки винта вертолета.
Известен главный редуктор вертолета соосной схемы, содержащий коническую передачу с шестерней, зацепленной с двумя коническими колесами, размещенными соосно друг другу и связанными с двумя цилиндрическими передачами, колеса которых соединены с двумя коаксиально и вертикально установленными валами несущих винтов (Патент №2059535 RU. Опубл. 10.05.1996 г.).
Однако известное изобретение отличается сложностью, большой массой, наличием большого количества высоконагруженных элементов кинематических пар, смазка которых осуществляется маслонасосом высокого давления.
Задачей изобретения является создание редуктора вертолета соосной схемы, обеспечивающего надежную работу зацеплений и подшипников за счет применения простой и надежной системы смазки в условиях непрерывной работы на летательном аппарате, и результатом которого является учет требуемых скоростей истечения и количества подаваемого смазочного материала.
Поставленная задача решается тем, что в редукторе вертолета соосной схемы, содержащем корпус, внутри которого вертикально и коаксиально расположены валы верхнего и нижнего винтов, выполненные пустотелыми и связанные с ними, а также с коническими зубчатыми колесами, образующими зацепления с конической шестерней, соединенной с цилиндрическим зубчатым колесом, зацепленным с ведущей цилиндрической шестерней, причем указанные валы установлены с возможностью вращательного движения относительно корпуса посредством подшипников, на вертикально размещенном валу верхнего несущего винта установлено насосное колесо с лопатками, выполненными на его нижней поверхности под углом относительно его радиуса и осевыми отверстиями, расположенными между его осью и названными лопатками, а также маслосборник с аналогичными наклонными относительно его радиуса в противоположную направлению наклона лопаток упомянутого насосного колеса сторону, лопатками, обращенными в сторону камеры корпуса, заполненной смазочным материалом, соединенной каналом с зазорами и калиброванными отверстиями, сообщающими подшипники и элементы зацеплений зубчатых передач с указанной камерой, кроме того, внутри вала верхнего несущего винта размещена гильза, образующая зазор между внутренней поверхностью упомянутых вала и гильзы, образующих канал слива отработанного масла в корпус редуктора.
Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и чертежами, на которых:
Фиг.1 показывает разрез главного вида редуктор вертолета соосной схемы вертикальной плоскостью, согласно изобретению;
Фиг.2 иллюстрирует разрез редуктора плоскостью А-А (частично).
Двигатель 1 посредством муфты 2 соединен с валом и ведущей шестерней 3 (Фиг.1, 2). Ведущая шестерня 3 имеет возможность зацепления с зубчатым колесом 4, связанным с конической шестерней 5, размещенной на общем для нее и колеса 4 валу 6. Указанная коническая шестерня 5 образует зацепления с двумя коническими колесами 7, связанными, соответственно, с валом нижнего несущего винта (ННВ) 8 и валом верхнего несущего винта (ВНВ) 9. Валы ННВ 8 и ВНВ 9 имеют возможность опоры на подшипники 10, 11, 12, 13, 14 и 15, установленные в корпусе 16. В нижней части корпуса 16 размещен маслосборник 17 с лопатками, а на валу ВНВ 9 - связанное с ним насосное колесо 18 с отверстиями Б и лопатками, обращенными книзу (по чертежу). Лопатки маслосборника 17 и насосного колеса 18 имеют наклоны относительно радиуса на углы, соответственно, α и β. Под лопатками маслосборника 17 в корпусе 16 выполнена камера В. Камера В посредством канала Г гидравлически соединена с зазором Д через калиброванное отверстие Е с зазором Ж и, через калиброванное отверстие И, с полостью К, образованной между осевым отверстием вала ВНВ 9 и гильзой 19, причем названная полость посредством отверстия Л сообщается с внутренней полостью корпуса 16. Последний снабжен патрубком 20 с калиброванными отверстиями М, ориентированными вертикально. Корпус 16 редуктора заполнен смазочным маслом до уровня Н. Уплотнения 21, 22 и 23 предназначены для изоляции полостей и зазоров. Величины зазоров Д и К, а также диаметры калиброванных отверстий Е, И и Л установлены с учетом требуемых скоростей истечения Vi и количества подаваемого смазочного материала, при этом должно соблюдаться условие, охарактеризованное математическим выражением
G=1000 Ci Ai Vi,
где G - секундная производительность насосного колеса, л/с;
Ci - коэффициент гидравлического сопротивления конкретного участка;
2
Ai - сечение на срезе калиброванного отверстия (мм);
Vi - скорость истечения (м/с);
Z - количество калиброванных отверстий.
Работает редуктор вертолета соосной схемы следующим образом.
Вращение вала двигателя 1 через муфту 2 передается коническим колесам 7 посредством шестерни 3, колеса 4 и конической шестерни 5.
Конические колеса 7 приводят в движение валы ННВ 8 и ВНВ 9 и связанное с валом ВНВ 9 насосное колесо 18. Масло, поступающее к его лопаткам через отверстия Б, поступает через лопатки маслосборника 17 в полость В под избыточным давлением, которое достаточно для перемещения масла по каналам Г к отверстиям М патрубка 20, к подшипнику 13 и далее через отверстие Е к подшипнику 15 и через отверстие И к полости К и далее, через отверстие Л сливается в корпус. Часть масла через зазор между корпусом 16 и валом ННВ 8 поступает к подшипнику 12.
Предложенная конструкция редуктора вертолета соосной схемы позволяет обеспечивать надежную работу зацеплений и подшипников за счет применения простой и надежной системы смазки в условиях непрерывной работы на летательном аппарате.
В предложенной конструкции все подшипники, обслуживающие вращательное движение валов ННВ и ВНВ, надежно их смазывают и охлаждают маслом, содержащимся в корпусе редуктора, что повышает надежность редуктора вертолета.
Кроме того, предложенное изобретение позволяет учитывать требуемые скорости истечения и количество подаваемого смазочного материала. Количество масла, подаваемого к подшипникам и в зону зацепления конических зубчатых передач, определяются величинами сечений зазоров Д и К и диаметрами отверстий Е, И и Л, подобранными в соответствии с требованиями.