Лопасть несущего винта для скоростного вертолета

Полезная модель относится к области авиации, в частности к конструкции лопасти несущего винта винтокрылого летательного аппарата.
Известно устройство по патенту RU 2374137 C1, представляющее собой несущий винт вертолета, включающий втулку и лопасти, состоящие из лонжерона, хвостового отсека, наконечника, противовесов и обтекателя, и снабженный высокоскоростным устройством, состоящим из устройства забора воздуха и сдува пограничного слоя, трубопровода подачи сжатого воздуха и гибкого шланга, расположенных в каждой лопасти, кольцевой емкости на втулке несущего винта и электронно-импульсного механизма управления заслонками.
Недостатком данного изобретения является то, что не решается проблема высокого сопротивления и наличия отрицательной подъемной силы в области обратного обтекания на отступающей лопасти винта, эффективность данного метода снижается при увеличении скорости полета, и наличие длинной трубчатого канала для прохождения воздуха малой площадью поперечного сечения не позволит получить высокие скорости выдуваемой струи.
Известно изобретение по патенту RU 2408499 C2, представляющее собой лопасть несущего винта для высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата, имеющую несколько геометрических характеристик, в том числе форму в плане (хорду) лопасти, толщину, аэродинамический профиль и распределения круток, конструкция которой является результатом оптимизации рабочих параметров несущего винта и эффективности высокоскоростного полета при одновременном удовлетворении конструктивных и аэродинамических требований по всему предполагаемому диапазону режимов полета высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата.
В данном изобретении решаются задачи минимизации эффектов сжимаемости на наступающей стороне посредством выбора аэродинамических профилей, распределения толщин, крутки, стреловидности лопастей и задания скоростей вращения несущего винта в зависимости от скорости полета, минимизации сопротивления в обратном потоке отступающих лопастей путем перераспределения хорды лопасти от внутренних областей к внешним вдоль, за счет управления крутками и внедрения конкретных аэродинамических профилей, предназначенных для минимизации сопротивления в условиях обратного потока, но сохраняются недостатки, заключающиеся в том, что лопасти данного типа пригодны только для вертолетов соосных аэродинамических схем, так как отступающая лопасть на высокой скорости полета оказывает малый вклад в общую тягу винта, а балансировка вертолета осуществляется наличием двух соосно расположенных противоположно вращающихся винтов, и в том, что у прототипа в области обратного обтекания лопасти винта формируется отрицательная подъемная сила.
Задачей представленной полезной модели является создание положительной подъемной силы лопасти на режиме обратного обтекания.
Указанный технический результат достигается тем, что лопасть несущего винта для высокоскоростного вертолета содержащая корневую, основную и концевую части, имеющая неравномерно распределенную хорду вдоль размаха, прямую стреловидность в концевой части, эллиптический аэродинамический профиль в корневой части, отличающаяся тем, что корневая часть лопасти выполнена в виде отдельного отсека и содержит лонжерон, устанавливаемый соосно на лонжерон основной части лопасти через подшипники, стопор, ограничивающий перемещение относительно оси лонжерона основной части лопасти в диапазоне -10° до +10° относительно нейтрального положения.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображены основные области лопасти несущего винта вертолета и распределение хорды вдоль лопасти несущего винта вертолета; на фиг. 2 изображено сечение корневой части лопасти несущего винта вертолета; на фиг. 3 изображено сечение корневой части лопасти несущего винта вертолета при прямом обтекании; на фиг. 4 изображено сечение корневой части лопасти несущего винта вертолета при обратном обтекании.
В корневой части лопасти 1 используется узкая хорда, постепенно увеличивающаяся в основной части 2 и уменьшающаяся к концевой части лопасти 3, имеющую прямую стреловидность 4, причем корневая часть 1 выполнена в виде отдельного отсека на базе эллиптического профиля и содержит лонжерон корневой части 5, устанавливаемый на оси вращения 6, соосно с лонжероном основной части лопасти 7 через подшипники, стопор 8, ограничивающий перемещение относительно оси вращения 6 лонжерона основной части лопасти 7 в диапазоне -10 до +10 градусов относительно нейтрального положения, вызванное смещением центра давления 9 аэродинамических сил 10, зависимое от направления относительного потока 11.
Предлагаемая конструкция лопасти несущего винта позволяет создать положительную подъемную силу в корневой части лопасти и при прямом и при обратном обтекании, благодаря смещению центра давления относительно центра вращения в зависимости от направления потока, ввиду несимметричности эллиптического профиля, при этом наличие эксцентриситета центра давления и центра вращения приводит к появлению момента, удерживающего корневую часть в крайнем положении, и может быть применима для скоростного вертолета одновинтовой аэродинамической схемы.