CZ19798A3 - Způsob ovládání odchylování se ze směru helikoptery - Google Patents

Description

Oblast techniky

Tento vynález se týká provozu helikoptéry. Konkrétněji se týká způsobu ovládání odchylování se ze směru či kursu helikoptéry. Dále se týká odchylovacího zařízení (dále pouze deflektoru) pro helikoptéru a helikoptéry.

Dosavadní stav techniky

Z patentu Spojených států 4 948 068, například, je známo jak čelit hnacímu točivému momentu přenášenému do hlavního rotoru helikoptéry a jak ovládat odchylování ze směru prostřednictvím řízení cirkulace proudu vzduchu okolo ramene ocasu a řízení vzduchu vyháněného laterálně skrze deflektor ze strany anebo stran zadního zakončení ramene ocasu helikoptéry.

Žadatel věří, že systémy celkově odpovídající systému patentu Spojených států 4 948 068 jsou energeticky náročné a vyžadují k provozu více energie než srovnatelný tradiční ocasní rotor.

Podstata vynálezu

V souladu s prvním aspektem tohoto vynálezu, je v helikoptéře obsahující hlavní rotor, rameno ocasu mající •··· ·· ···· ·« • · · · · «· ···· « • · · ···· ··· ·»··· · · ·· · fc ··

- 2 protilehlé strany a zadní koncovou část, podélnou štěrbinu řízení cirkulace podél předem určené jedné strany ramene ocasu, a deflektor umístěný v zadní části ramene ocasu, zajištěn způsob provozu deflektoru k řízení odchylování helikoptéry ze směru, tento způsob obsahuje:

směrování toku vzduchu podélně podél ramene ocasu směrem k odchylujícím lopatkám deflektoru, tyto odchylující lopatky jsou uspořádány tak, že odchylují podélný tok vzduchu laterálně směrem k protilehlým stranám helikoptéry a směrem k otevřením ve stranách zadní části ramene ocasu; a nastavení, se zřetelem ke každému otevření, rozměru výšky otevření, tento rozměr výšky je celkově kolmý jak k podélnému, tak k laterálnímu směru, celkově symetricky od protilehlých nejzazších částí daného otevření tak, že geometrický střed tohoto otevření zůstává v podstatě statickým (stálým) bez ohledu na stav nastavení příslušného otevření.

Tudíž, pří použití středová linie toku vzduchu ven z daného otevření zůstane statickou ve vztahu k helikoptéře, bez ohledu na stav nastavení příslušného otevření.

Nastavení určitého otevření může být prostřednictvím pohybování párem záklopek od krajních poloh otevření volitelně směrem k sobě navzájem a pryč od sebe.

Přednostně, když bude rameno ocasu zaoblené, tyto záklopky mohou být doplňkově částečně zaoblené, a pohyb záklopek může být prostřednictvím otáčení těchto záklopek okolo osy ramene ocasu. Nejpřednostněji může být rameno ocasu oble cylindrické a záklopky mohou být doplňkově částečně oble cylindrické.

Záklopky mohou být výhodně spojeny (například mechanicky spojeny) tak, aby byly otočné simultánně v protilehlých směrech a ve stejných úhlových poměrech. Nejvýhodněji může být pár záklopek takové velikosti, tvaru a uspořádání, aby sloužil oběma otevřením simultánně.

···· ·· ···· ·· • · ··· ···· • ··« · ·· · · · · · ··· ···· ··· • » · · · * · · · · · ··

- 3 a nastavení záklopek ke zvětšení jednoho otevření může být takové, aby simultánně redukovalo velikost druhého otevření.

V souladu s druhým aspektem se tento vynález rovněž týká deflektoru pro helikoptéru, která obsahuje hlavní rotor, rameno ocasu mající protilehlé strany a zadní koncovou část přizpůsobenou k umístění deflektoru, a podélnou štěrbinu řízení cirkulace podél předem určené jedné strany ramene ocasu, tento deflektor obsahuje:

odchylovací lopatky, jež jsou uspořádány tak, že při provozu odchylují proud toku vzduchu tekoucího podélně podél ramene ocasu laterálně směrem k (do) protilehlým stranám helikoptéry;

otevření v příslušných stranách zadní koncové části pro průchod laterálně odchýlených částí proudu toku vzduchu při provozu;

montáž záklopek uspořádanou se zřetelem ke každému otevření k nastavování rozměru výšky, tento rozměr výšky bude celkově kolmý jak k podélnému, tak k laterálnímu směru, celkově symetricky od protilehlých nejzazších poloh každého otevření tak, že geometrický střed každého otevření zůstává v podstatě statický (stálý), bez ohledu na stav nastavení příslušného otevření.

V přednostním ztvárnění může montáž záklopek obsahovat pár záklopek, jež jsou spojeny (například mechanicky spojeny) tak, aby byly pohybovatelné symetricky směrem k sobě navzájem a pryč od sebe, v protilehlých směrech, ve stejných úhlových poměrech.

Přednostně může být rameno ocasu zaoblené, dané záklopky mohou být doplňkově částečně zaoblené, a mohou být otočné okolo osy ramene ocasu. Nejpřednostněji může být rameno ocasu oble cylindrické a záklopky mohou být doplňkově částečně oble cylindrické.

V nejpřednostnějším ztvárnění může být poskytnut pár záklopek s velikostí, tvarem a uspořádáním takovým, aby • ··· · · · · · · · · ·· • * · · · · · · • · · · ·· ···· · • · · · · · ··· ·· 4 » ·· · · e · sloužil oběma otevřením simultánně tak, že pohybováni jimi ke zvětšení jednoho otevření simultánně redukuje velikost druhého otevření.

Se zřetelem k třetímu aspektu se tento vynález týká helikoptéry, která obsahuje hlavní rotor, rameno ocasu mající protilehlé strany a zadní koncovou část, podélnou štěrbinu řízení cirkulace podél předem určené jedné strany ramene ocasu, a deflektor v souladu s druhým aspektem tohoto vynálezu, namontovaný v zadní koncové části ramene ocasu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je nyní dále podrobně popsán pomocí odkazů na příslušné doprovodné schematické výkresy, v nichž:

Obr. 1 - znázorňuje v bočním pohledu helikoptéru v souladu s tímto vynálezem.

Obr. 2 - znázorňuje, ve zvětšeném měřítku, částečný půdorysný pohled, na mechanismus deflektoru v souladu s tímto vynálezem a formujícím část helikoptéry na Obr. 1.

Obr. 3 - znázorňuje rozložený pohled na komponenty mechanismu deflektoru na Obr. 2.

Obr. 4 a 5 - znázorňují boční pohledy na mechanismus deflektoru na Obr. 2 a 3, ve dvou různě nastavených stavech.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 výkresů znázorňuje helikoptéru v souladu s tímto vynálezem, obecně označenou referenčním číslem 10. Tato obsahuje těleso 12 pilotní kabiny, a prostor pro pasažéry a náklad a rovněž oddíl motoru helikoptéry.

- 5 Helikoptéra 10 má hlavní rotor 14 celkově nad tělesem 12. Ze zadní části tělesa 12 se protahuje směrem ven rameno ocasu a v tomto ztvárnění zaoblené (kulaté) rameno ocasu, celkově označené referenční číslicí 16. V zadní části ramena ocasu 16 helikoptéry, jak je obecně označeno referenční číslicí 18, je umístěn mechanismus deflektoru v souladu s tímto vynálezem. Podél předem určené jedné strany ramena ocasu 16 je zajištěna štěrbina řízení cirkulace 20.

Za provozu je vzduch pod tlakem směrován laterálně směrem ven ze štěrbiny řízení cirkulace 20, kterýžto laterálně odchýlený vzduch spolupracuje se srázem hlavního rotoru 14 a generuje točivý moment čelící točivému momentu spojenému s pohonem hlavního rotoru 14.

K řízení odchylování helikoptéry 10 ze směru je v zadní koncové části 18 poskytnut mechanismus deflektoru. Tento mechanismus a jeho fungování jsou podrobněji popsány níže.

Odkazuje na Obr. 2 až 5, mechanismus deflektoru je umístěn v zadní části 18. Tento je symetricky uspořádán okolo středové linie 21 ramena ocasu 16.

Mechanismus deflektoru zahrnuje přední prstencovou přírubu 22, která je připojena způsobem hrdlového spoje, celkově označeným referenční číslicí 24, k ramenu ocasu 16 prostřednictvím šroubů, nýtů a podobně. Částečně zaoblený, cylindrický díl 26 stěny je na tuho a koaxiálně připevněn k přední přírubě 22 podél spodku zadní koncové části 18. Podobně tak částečně zaoblený, cylindrický díl 28 stěny je na tuho a koaxiálně připevněn k přední přírubě 22 a protahuje se podél vršku zadní části 18. Tyto části stěny 26, 28, na tuho a koaxiálně nesou zadní prstencovou přírubu 34 na svých zadních zakončeních. Takto je mezi přední přírubou 22 a zadní přírubou 34 definován podélně cylindrický objem a obvodově mezi dolní částí stěny .26 a horní částí stěny 28.

Zadní koncová část 18 je zezadu uzavřena prostřednic• · · · · · · • ··· * ·«···· • · · · · · · ·· ····· «0 ·· ··

- 6 tvím způsobem hrdlového spoje talířového zadního uzávěru 36, jak je to znázorněno referenční číslicí 38 na zadní přírubě 34.

Mezi částmi stěn 26, 28, jsou namontovány dva soubory odchylujících lopatek, každý soubor v tomto ztvárnění obsahuje čtyři lopatky. Tyto soubory lopatek jsou upevněny symetricky k obou stranám svislé roviny, koincidující se středovou linií 21 a tyto lopatky jsou příslušně svými zrcadlovými obrazy. Každý soubor lopatek obsahuje zadní lopatku 30.1, 32.1, jež v půdorysném pohledu jako je na Obr. 2, je ve formě kvadrantu, jehož poloměr odpovídá poloměru zadní koncové části 18. Každá lopatka 30.1, 32.1, je uspořádána okolo středové linie, jež se protahuje vertikálně a koinciduje s laterálním nejzazším zakončením zadní koncové části 18.

Rozmístěna dopředu od každé z lopatek 30.1, 32.1, je zajištěna druhá lopatka 30.2, 32.2, také v podobě kruhového kvadrantu při půdorysném pohledu, ale mající menší poloměr a uspořádanou tak, že její laterální nejzazší zakončení končí na obvodě zadní koncové části 18, a její vnitřní zakončení je rozmístěno laterálně od středové linie 21.

Další páry lopatek 30.3, 32.3; 30.4, 32.4, jsou zajištěny v postupně menším formátu.

Lopatky jsou uspořádány tak, že při pohledu podélně od předku ramene ocasu 16, jeden soubor lopatek je umístěn na jedné straně zadní koncové části a druhý soubor lopatek je umístěn na druhé straně zadní koncové části 18. Dále, vnitřní přední zakončení lopatek jsou směrována tangenciálně podélně směrem dopředu a vnější zadní zakončení těchto lopatek jsou směrována tangenciálně laterálně směrem ven.

Navíc, příhodně, každá z nejmenších, předních lopatek 30.4, 32.4, je vystavena plášti toku vzduchu předem určené průřezové plochy toku. Rozsah, do něhož se každá z druhých nejpřednějších lopatek 30.3, 32.3, protahuje směrem dovnitř za nejzazší konce nejpřednější lopatky 30.4, 32,4, při * · · « · · · ··· • · * · · Β « · · « · « «

- Ί pohledu v podélné projekci, odpovídá druhému plášti toku průřezové plochy toku odpovídající průřezové ploše toku prvního pláště toku.

Podobně tak každá z druhých nejzadnějších lopatek 30.2, 32.2, je uspořádána tak, že je vystavena plášti toku stejné průřezové plochy toku a každá z nejzadnějších lopatek 30.1, 32,1, je vystavena plášti toku stejné průřezové plochy toku. Tedy, každá lopatka v každé polovině zadní koncové části je uspořádána nominálně k odchylování jedné čtvrtiny toku v této polovině zadní koncové části.

Tomu odpovídájícně, při laterálním pohledu, mezery mezi lopatkami jsou stejné. Toto uspořádání je zamýšleno aby poskytovalo proud nominálně konstantní rychlosti skrze deflektor a směrem ven skrze otevření ve stranách zadní koncové části 18.

Zdůrazňuje se, že toto uspořádání nemusí být kritické a možná ani důležité. Navíc, žadatelem se uznává, že tok nebude homogenní v protilehlých stranách ramene ocasu a bude značně záviset na rozsazích, do něhož jsou daná otevření učiněna otevřenými, jak zde bude dále popsáno.

Jak je nejlépe vidět na Obr. 5, podélně se protahující, laterálně směrovaná otevření jsou definována mezi vertikálně či obvodově od sebe rozmístěnými podélnými okraji částí stěny 26, 28. Soubory lopatek 30, 32, jsou uspořádány tak, aby odchylovaly podélný tok podél ramena ocasu 16 laterálně skrze příslušná otevření.

Mechanismus deflektoru dále obsahuje pár záklopek příslušně označených referenčními číslicemi 46, 48. Každá záklopka 46, 48., má částečně zaoblenou cylindrickou podobu a takový poloměr, aby byla koncentricky výstupkově vně částí stěn 26, 28. Každá záklopka 46, 48, má směrem ke svým podélným zakončením pár paprsků 46.1, 48.1, a ložiskové (nosné) prostředky 46.2, 48.2, upevněné na vnitřních zakončeních těchto paprsků a vzájemně propojující vnitřní konce těchto paprsků. Záklopky 46, 48, jsou namontovány • · · fc · ·» ····· ·· · · ·· · · příslušně na přední přírubě 22 a zadní přírubě 34- Pro montážní účely má každá přední příruba 22 a zadní příruba 34 směrem dovnitř směřující paprsky, respektive ve 22.3, 34.3, s ložiskovým čepem 22.4, 34.4, na středové linii ramene ocasu 16. Ložiskové prostředky 46.2, 48.2, jsou otočně podporovány na těchto ložiskových čepech. K průchodu paprsků 46.1, 48.1, mají příruby 22, 34, příslušně umístěné částečně obvodové štěrbiny 22.5, 34.5, k umožnění rovněž otáčení záklopek 46, 48.

Jestliže jsou záklopky 46, 48, uspořádány příslušně symetricky podél spodku a symetricky podél vršku zadní koncové části 18, podélné okraje záklopek 46, 48, jejichž okraje na každé straně budou od sebe rozmístěny vertikálně či obvodově, definují stejná otevření, jež budou menší než jsou otevření definovaná mezi částmi stěn 26, 28. Každé takové otevření bude mít výšku odpovídající předem stanovenému uzavřenému úhlu (rozevření) ve vztahu ke středové linii ramene ocasu. V tomto ztvárnění je tento úhel asi 76°. Jak zde bude stručně popsáno dále, záklopky 46, 48, mohou být otáčeny synchronizované tak, že na jedné straně se okraje pohybují směrem k sobě navzájem a na okrajích protilehlé strany se simultánně pohybují od sebe navzájem, a více versa. Pohyb může být takový, že se okraje podél jedné strany ramene ocasu mohou dotýkat. Na protilehlé straně ramene ocasu pak bude dané otevření v maximu a více versa. Otevření mezi částmi stěny 26, 28, na každé straně bude celkově odpovídat maximálnímu otevření záklopek 46, 48.

Řízení odchylování helikoptéry ze směru (zatáčení) je ovlivňováno příslušným otáčením záklopek 46, 48. Tudíž, v jednom mezním stavu záklopek bude jedno otevření zavřeno a touto částí nebude docházet k žádnému laterálnímu toku vzduchu, zatímco na protilehlé straně bude otevření v maximu a ke všemu laterálnímu proudění bude docházet na této straně. Přirozeně, otáčení těchto záklopek bude volitelné a postupovat plynulým způsobem anebo v malých krocích, podle • * · · · ·· «··· β ·»· ···· ··· *·· ·· ·* ·· «· ··

- 9 volby pilota anebo operátora helikoptéry. Pro tento účel budou opatřeny řídící prostředky v kabině pilota a budou zajištěny prostředky spojení mezi těmito řídícími prostředky a danými záklopkami jakýmkoli vhodným a příhodným způsobem, například, prostřednictvím kabelů, kladek a podobně.

Je třeba uznat, že otáčení záklopek se děje v synchronizaci tak, že střed otevření mezi těmito záklopkami na každé straně bude zůstávat v podstatě statický (stálý). Toto způsobuje, že tok směrovaný laterálně bude v plášti, jehož střed bude v souladu se středem daného otevření, jenž bude statický.

···· ·· ··«· ·· ··

• » · ···· ··· • ·« «· ·· «· « · ··

- 10 <?>ν50^ V

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY /ca c?Zí.*h, & «s/ς» n-v δ ě ^/nprc/

   V foeTyřaptářa obsahující hlavní rotor, rameno ocasu mající protilehlé strany a zadní koncovou část, podélnou štěrbinu řízení cirkulace podél předem určené jedné strany ramene ocasu, a deflektor umístěný v zadní části ramene ocasu, je zajištěn způsob provozu deflektoru k řízení odchylování helikoptéry ze směru, tento způsob obsahuje:

   směrování toku vzduchu podélně podél ramene ocasu směrem k odchylujícím lopatkám deflektoru, tyto odchylovací lopatky jsou uspořádány tak, že odchylují podélný tok vzduchu laterálně směrem k protilehlým stranám helikoptéry a směrem k otevřením ve stranách zadní části ramene ocasu; a nastavení, se zřetelem ke každému otevření, rozměru výšky otevření, tento rozměr výšky je celkově kolmý jak k podélnému, tak k laterálnímu protilehlých nejzazších částí geometrický střed tohoto otevření zůstává v podstatě statický, bez ohledu na stav nastavení příslušného otevření.

   směru, celkově symetricky od daného otevření tak, že

   Způsob podle nároku 1, v němž k nastavení určitého otevření dochází prostřednictvím pohybování páru záklopek od krajních poloh otevření volitelně směrem k sobě navzájem a pryč od sebe navzájem.

   Způsob podle nároku 2, v němž je rameno ocasu zaoblené, v němž záklopky jsou doplňkově částečně zaoblené, a v němž k pohybu záklopek dochází prostřednictvím otáčení těchto záklopek okolo osy ramene ocasu.

   Způsob podle nároku 3, v němž jsou záklopky spojeny tak, že jsou simultánně otočné v protilehlých směrech a ve stejných úhlových poměrech.

   * · · ·· · · · · a * · · « · * · · · • · · · · ······ « • · · · · · · · · · • · ♦ · · < · ·· ·· ··

   - 11 5. Způsob podle jakéhokoli z nároků 2 až 4, v němž má pár záklopek takovou velikost, tvar a uspořádání, že slouží oběma otevřením simultánně, a v němž nastavení záklopek ke zvětšení jednoho otevření simultánně zmenšuje velikost druhého otevření.
2. 6. Deflektor pro helikoptéru, která obsahuje hlavní rotor, rameno ocasu mající protilehlé strany a zadní koncovou část přizpůsobenou k umístění deflektoru, a podélnou štěrbinu řízení cirkulace podél předem určené jedné strany ramene ocasu, tento deflektor obsahuje:

   odchylovací lopatky, jež jsou při provozu uspořádány tak, že odchylují proud toku vzduchu tekoucího podélně podél ramene ocasu laterálně směrem k protilehlým stranám helikoptéry;

   otevření v příslušných stranách zadní koncové části pro průchod laterálně odchýlených částí proudu toku vzduchu při provozu;

   montáž záklopek uspořádanou se zřetelem ke každému otevření, k nastavování rozměru výšky, tento rozměr výšky bude celkově kolmý jak k podélnému, tak k laterálnímu směru, celkově symetricky od protilehlých nejzazších poloh každého otevření tak, že geometrický střed každého otevření zůstává v podstatě statickým, bez ohledu na stav nastavení příslušného otevření.
3. 7. Deflektor podle nároku 6, v němž montáž záklopek obsahuje pár záklopek, jež jsou spojeny aby byly pohybovatelné symetricky směrem k sobě navzájem a pryč od sebe, v protilehlých směrech, ve stejných úhlových poměrech.
4. 8. Deflektor podle nároku 7, v němž je rameno ocasu zaoblené a v němž jsou tyto záklopky doplňkově částečně zaoblené a jsou otáčivé okolo osy ramene ocasu.
5. 9. Deflektor podle nároku 8, v němž je rameno ocasu zaoblené cylindricky a záklopky jsou tomu odpovídájícně zaobleny cylindricky.
6. 10. Deflektor podle nároku 7, 8 nebo 9, v němž jsou záklopky páru záklopek zajištěny v takové velikosti, tvaru a jsou tak uspořádány, že slouží oběma otevřením simultánně tak, že pohybování jimi ke zvětšení jednoho otevření simultánně zmenšuje druhé otevření.
7. 11. Helikoptéra, která obsahuje hlavní rotor, rameno ocasu mající protilehlé strany a zadní koncovou část, podélnou štěrbinu řízení cirkulace podél předem určené jedné strany ramene ocasu, a deflektor podle jakéhokoli nároku 6 až 10, namontovaný v zadní koncové částí ramene ocasu.