НЕСУЩИЙ ВИНТ ВЕРТОЛЕТА

Несущий винт вертолета
Полезная модель относится к авиации, а именно, к конструкции несущего винта вертолета, обеспечивающего вертолету возможность перемещения в воздушном пространстве.
Известна конструкция несущего винта российского вертолета Ка-26 (см. кн. К.Н. Лалетин «Практическая аэродинамика вертолета Ка-26, Москва, «Транспорт, 1974 г., стр. 22, рис. 9), в которой трапециевидные лопасти соединены с рукавами втулки винта так, что передняя кромка перовой части лопасти относительно оси осевого шарнира втулки расположена на расстоянии 25 % текущего значения хорды лопасти по всей ее длине.
Известна конструкция несущих винтов других вертолетов (О.Н.Сохань «Конструкции и характеристики вертолетов, Москва, МАИ, 1974 г., стр. 29, рис. 9 - см. приложение: рис. 1), а также конструкция несущего винта российского вертолета Ми-24, являющаяся ближайшим аналогом заявляемой (журнал «Авиация и время, № 3, 1996 г., вкладка - см. приложение: рис. 2), в которой несущий винт содержит втулку винта с корпусом и рукавами, каждый из которых имеет осевой шарнир и прямоугольные лопасти, соединенные с рукавами. Каждый рукав и лопасть взаиморасположены так, что передняя кромка перовой части лопасти относительно оси осевого шарнира втулки расположена на расстоянии 24,1 % значения хорды лопасти по всей длине перовой части.
Применение современных аэродинамических профилей с высокими тяговыми характеристиками часто приводит к большим шарнирным моментам - моментам аэродинамических и инерционных сил относительно осевого шарнира и, как следствие, к увеличению массы системы управления и всего вертолета.
Технической задачей, решаемой настоящей полезной моделью является: снижение шарнирных моментов, приходящих с лопастей в систему управления, что для вертолетов с бустерной системой управления приводит к снижению ее массы; а также снижение шарнирных моментов до значений, позволяющих перейти от сложной и тяжелой бустерной системы управления с дублированной гидросистемой - к простой и легкой - механической.
Для этого в несущем винте, содержащем втулку винта с корпусом и рукавами, каждый из которых имеет осевой шарнир, и лопасти, соединенные с рукавами, во взаиморасположении рукава и лопасти есть угловое смещение, такое, что передняя кромка перовой части лопасти на относительном радиусе винта г 0,3...0,35 расположена относительно оси осевого шарнира на расстоянии 26...40 % текущего значения хорды лопасти, а на относительном радиусе г  0,85...0,9 - на расстоянии, равном 10...26 % хорды.
Угловое смещение лопасти относительно рукава втулки:
выносит комлевой участок перовой части лопасти вперед, обеспечивая плечо между аэродинамическими силами и осью осевого шарнира, что создает кабрирующий момент, позволяющий компенсировать большой пикирующий момент, характерный для винтов, для которых запас до флаттера обеспечивается низким значением эффективной центровки лопасти;
сохраняет традиционное расположение передней кромки лопасти относительно оси осевого шарнира - 22...26 % хорды на основных несущих радиусах/ 0,6...0,8 винта;
относит концевой участок перовой части лопасти назад, что способствует стабилизации движения лопасти.
Полезная модель поясняется рисунками и фигурами, на которых изображены: рис. 1Несущий винт вертолета. Схема аналогов,
рис. 2Несущий винт вертолета. Ближайший аналог.
фиг. 1Несущий винт вертолета с классической трехшарнирной втулкой винта
и с лопастями прямоугольной формы в плане.
фиг. 2Несущий винт вертолета с полужесткой втулкой винта и с лопастями
трапециевидной формы в плане.
Несущий винт вертолета содержит втулку винта 1 (см. фиг. 1) с корпусом 2 и рукавами 3, каждый из которых имеет осевой шарнир 4 с поводком 5, и лопасти 6.
Лопасть 6 соединена с рукавом 3 и имеет перовую часть 7 с аэродинамическими профилями 8 в поперечных сечениях и переднюю кромку 9.
Ось 10 осевого шарнира является осью поворота лопасти 6 и осевого шарнира 4 с поводком 5.
Лопасти 6 относительно рукавов 3 установлены с угловым смещением а так, что передняя кромка 9 перовой части лопасти 6 на относительном радиусе винта г 0,3...0,35
(г , где г - текущее значение радиуса винта, R - радиус винта) расположена относите
тельно оси 10 осевого шарнира на расстоянии а  26...40 % текущего значения хорды лоа  .
пасти (а , где а - расстояние между передней кромкой перовой части лопасти и осью
Устройство работает следующим образом: лопасти 6 приводятся во вращение втулкой винта 1, с рукавами 3 которой они соединены. Управление несущим винтом осуществляется за счет поворота поводка 5, а вместе с ним осевого шарнира 4 и лопастей 6 относительно оси 10 осевого шарнира. На лопасть 6 при ее вращении действуют аэродинамические и инерционные силы, часть которых передается через втулку винта 1 на вертолет, часть замыкается на втулке, а моменты этих сил относительно оси 10 - шарнирные моменты - через осевой шарнир 4 и поводок 5 идут и замыкаются на систему управления вертолетом.
Шарнирные моменты определяются аэродинамической и упруго-массовой компоновкой лопасти 6, а также расположением передней кромки 9 перовой части лопасти относительно оси 10 осевого шарнира.
На фиг. 2 изображен несущий винт вертолета с полужесткой втулкой винта и трапециевидными лопастями 6, в котором во взаиморасположении передней кромки 9 перовой
части лопасти и оси 10 осевого шарнира есть угловое смещение а такое, что на 0,3
«  31,5 % хорды, а на   0,9   20,8 % хорды).
Предложенная конструкция несущего винта вертолета позволяет снизить шарнирные моменты, приходящие с лопастей в систему управления и может быть рекомендована для использования в первую очередь на легких вертолетах с безбустерной системой управления.