СТАБИЛИЗАТОР ВЕРТОЛЕТА
HELICOPTER STABILIZER

Изобретение относится к области авиастроения, и может найти применение в конструкции вертолетов для обеспечения необходимой устойчивости и управляемости.
Известен авиационный люк (патент RU 2482996, В64С 1/14, публ. 10.02.2012 г.), и крышка для отверстия доступа летательного аппарата (патент RU 2469908, В64С 1/14, публ. 10.08.2011 г.), которые используется в стабилизаторах и крыльях летательного аппарата. Крышка люка для отверстия доступа в конструкции летательного аппарата из композиционного материала содержит следующие элементы: наружную и внутреннюю крышку; регулировочную шайбу между внутренней крышкой и обшивкой; уплотнительные профили между внутренней крышкой и регулировочной шайбой и между наружной крышкой и обшивкой; пластину между обшивкой и наружной крышкой. Технический результат заключается в улучшении крепления крышки для отверстия доступа летательного аппарата.
Вышеописанная конструкция крышки разработана специально для размещения в стабилизаторах и крыльях, изготовленных из композиционных материалов, при этом углеродное волокно является трудным для механической обработки.
Известна конструкция стабилизатора вертолета (Данилов В.А. Вертолет Ми-8: - М.: Транспорт, 1988, с. 24-25, рис. 2.13.), который состоит из двух половин, расположенных симметрично на хвостовой балке, каждая из которых включает лонжерон, нервюры, хвостовой стрингер, диафрагму, лобовой обтекатель из дюралюминиевого листа, съемный концевой обтекатель из стеклоткани и обшивку стабилизатора с дренажным отверстием.
Недостатком данного аналога, принятого за прототип, является недолговечность полотняной обшивки, изготовленной из полотна, вследствие низкой стойкости к климатическим и биологическим воздействиям, особенно на вертолетах, эксплуатирующихся в условиях морского или тропического климата.
Известна конструкция стабилизатора вертолета, наиболее близкая к заявляемому техническому решению (патент RU 2220882, В64С 1/00, публ. 10.01.2004 г.), который состоит из двух половин, расположенных симметрично на хвостовой балке, каждая из которых включает два лонжерона, нервюры, хвостовой стрингер, диафрагму, лобовой обтекатель из дюралюминиевого листа, съемный концевой обтекатель из стеклоткани и обшивку стабилизатора, по крайней мере, с одним дренажным отверстием, при этом обшивка стабилизатора выполнена из металлического листа и соединена с полками лонжерона, нервюр и хвостовым стрингером посредством заклепок встык с лобовым и концевым обтекателями, а дренажные отверстия выполнены в каждом отсеке, образованном между нервюрами стабилизатора.
Недостатком данной конструкции является наличие двух лонжеронов, что повышает вес агрегата, при этом площадь стабилизатора небольшая, что ухудшает устойчивость и управляемость вертолета, ограничивает его применение на новых моделях вертолетов с повышенной грузоподъемностью. В процессе замены осей навески стабилизатора, при выработке, требуется полностью расклепать одну из обшивок для получения доступа к демонтажу осей, что повышает нагрузку на персонал, увеличиваются трудозатраты. Так же в данной конструкции отсутствует возможность осмотра внутреннего силового набора стабилизатора при эксплуатации.
Техническая проблема, не решенная в известном устройстве, решение которой обеспечивается заявляемым изобретением, заключается в создании стабилизатора увеличенной площади для улучшения управляемости и устойчивости вертолета во время полета, с возможностью внутреннего доступа с целью осмотра и ремонта.
Технический результат заключается в улучшении управляемости, снижении массы, повышении технологичности агрегата, снижении нагрузки на персонал в процессе ремонта.
Технический результат достигается за счет того, что в стабилизаторе вертолета, содержащем две консоли, симметрично расположенные на хвостовой балке, каждая из которых включает лонжерон, нервюры, хвостовой стрингер, диафрагму, обтекатель, в соответствии с заявляемым изобретением, - на нижних и верхних обшивках выполнены рифты, а на нижней обшивке установлен люк, кроме того, каждая консоль снабжена пластиной с отверстиями.
Также на нижней обшивке закреплены окантовки в местах выреза под размещение люков.
Причем в конструкции установлен один лонжерон.
Выполнение обшивки с рифтами направлено на снижении массы, повышении технологичности агрегата, т.к. позволяет исключить из конструкции второй лонжерон или дополнительные нервюры.
Наличие люка на нижней обшивке позволяет производить осмотр, ремонт и замену осей навески без демонтажа обшивки, что в целом повышает технологичность стабилизатора и снижает нагрузку на персонал в процессе эксплуатации и ремонта.
Конструкция стабилизатора вертолета поясняется чертежами:
на фиг. 1 - стабилизатор, вид сверху;
на фиг. 2 - вид А, стыковка консолей стабилизатора;
на фиг. 3 - сечение Б-Б фиг. 1, вид на 1-ю нервюру;
на фиг. 4 - люк, сечение В-В фиг. 1;
на фиг. 5 - рифт, сечение Г-Г фиг. 1.
Для обеспечения необходимой устойчивости и управляемости на вертолете установлен стабилизатор, угол установки которого изменяется на земле.
Стабилизатор имеет симметричный профиль NACA-0012 и состоит из правой 1 и левой 2 консолей трапециевидной формы в плане, симметрично расположенных относительно хвостовой балки.
Каждая консоль стабилизатора - клепанной конструкции, состоит, из одного лонжерона 3, восьми нервюр 4, стальных лент 5, диафрагм 6, 7, 8, лобовой дюралюминиевой обшивки 9, хвостового стрингера 10, съемного концевого обтекателя 11, верхней рифтованой дюралюминиевой обшивки 12, нижней рифтованой дюралюминиевой обшивки 13 с люком 14, фитингов с осями 15, 16, фитингов 17, 18 для крепления двух консолей стабилизатора (фиг. 1, 2).
Носовая часть стабилизатора, верхняя 12 и нижняя 13 обшивки приклепаны к лонжерону 3, диафрагмам и нервюрам с помощью заклепок. Два люка 14 круглой формы небольшого размера на нижних 13 обшивках установлены с помощью винтов 19 и гаек. Для обеспечения жесткости конструкции в местах выреза нижних обшивок 13 под люки 14 выполнены окантовки 20, которые установлены на обшивках 13 с помощью потайных заклепок. Посредством люков 14 обеспечивается доступ к демонтажу осей навески стабилизатора. Так же через эти лючки можно производить осмотр внутреннего силового набора стабилизатора. Такая конструкция позволяет производить осмотр, ремонт и замену осей навески без демонтажа обшивки, что в целом повышает технологичность стабилизатора и снижает нагрузку на персонал в процессе эксплуатации и ремонта.
Для проветривания конструкции изнутри и слива конденсата на нижних обшивках выполнены дренажные отверстия в количестве 7 штук на каждой (не показаны).
Лонжерон 3 - балочного типа, клепаной конструкции. Верхний и нижний пояса его выполнены из дюралюминиевых уголковых профилей. На лонжероне около нервюры №1 установлены фитинги с металлическими осями 15, 16 для навески стабилизатора на хвостовую балку. Стыковка правой 1 и левой 2 консолей стабилизатора производится болтами при помощи фитингов 17, 18.
На носке нервюры №1 каждой консоли стабилизатора приклепана пластина 21, с помощью которой можно изменять на земле углы установки стабилизатора от +9° до -9. В пластине 21 выполнены отверстия 22, предназначенные для крепления стабилизатора к хвостовой балки. Крепление стабилизатора посредством отверстий 22 изменяет угол его установки. Дополнительно применяют специальный переходник (не показан), позволяющий добиться точности в установке заданного угла.
На нижних 13 и верхних 12 обшивках выполнены рифты 23 (фиг. 5), которые располагаются между нервюрами 4. Рифты 23 обеспечивают жесткость конструкции в поперечном направлении, что позволяет отказаться от второго лонжерона в конструкции, в результате обеспечивается снижение веса. Также рифты 23 снимают продольную нагрузку с обшивки стабилизатора, что препятствует ее деформированию при наличии аэродинамических нагрузок (образованию хлопунов). Таким образом, благодаря выполнению рифтов 23 снижается вес конструкции и повышается технологичность.
По результатам статических, динамических и летных испытаний установлено, что увеличенная площадь стабилизатора положительно влияет на устойчивость и управляемость вертолета при полете.
Разработанная конструкция является универсальной и может быть установлена на вертолетах различных модификаций.