Opublikowano dnia 11 lipca 1960 r.JBlBLIOTEKjLp *f * (Urzedu Potenloi*egol POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 43190 KI. 62 b, 25/01 Vyzkumny a zkusebni letecky ustav *) Letnany kolo Pragi, Czechoslowacja Urzadzenie usfaleczniajgce smiglowiec i regulujace liczbe obrotów jego wirnika w celu samoczynnego przejscia do autorotacji Patent trwa od dnia 7 lutego 1957 r.Wynalazek dotyczy urzadzenia zwiekszajace¬ go statecznosc smiglowca podczas lotu i równo¬ czesnie zabezpieczajacego samoczynnie przed zatrzymywaniem sie wirnika nosnego smiglow¬ ca, a tym samym przed zmniejszeniem ciagu do góry w przypadku przerwy w pracy silnika.Podczas lotu prostego smiglowiec podlega po¬ wtarzajacym sie zmianom polozenia, glównie wokól osi poprzecznej. Ten ciagly ruch koly¬ szacy jest jednak niepozadany i w nowoczes¬ nych smiglowcach zapobiega sie mu przez wbu¬ dowanie urzadzenia ustateczniajacego w uklad okresowego sterowania lopat wirnika nosnego.Dotychczas stosowane urzadzenia ustateczniaja- ce nie zwalniaja jednak calkowicie pilota smi¬ glowca od koncentrowania uwagi na sterowa¬ niu w czasie lotu, poniewaz w przypadku uszko¬ dzenia i zatrzymania sie silnika pilot powinien w ciagu 2—3 sekund przez dzwignie skoku ogói- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Richard Schón, nego zmniejszyc kat nastawienia lopat wirnika do wartosci okreslonej dla autorotacji (samo- kretu), aby nastepnie móc wyladowac wyko¬ rzystujac autorotacje. Jesli pilot tego nie uczy¬ ni powstaje niebezpieczenstwo zatrzymania sie wirnika i ewentualnie zlozenia sie jego lopat W celu unikniecia wypadku w razie niezauwa¬ zenia przez pilota we wlasciwym czasie przerwy w pracy silnika oraz w celu zwolnienia pilota od koniecznosci ciaglej koncentracji uwagi na sterowaniu, mozna stosowac samoczynne regu¬ lowanie liczby obrotów wirnika nosnego smi¬ glowca w polaczeniu z urzadzeniem ustatecz- niajacym. Ta regulacja zaczyna dzialac dopiero przy spadku liczby obrotów do okreslonej war¬ tosci granicznej i powoduje zmiane kata nasta¬ wienia lopat wirnika tak, ze zapewnione jest lagodne przejscie do lotu z autorotacja.Ostatecznie sterowania wirnika przeprowadza sie dotychczas w mniejszych smiglowcach na zasadzie momentu giroskopowego tarczy steru¬ jacej lub aerodynamicznie za pomoca pomocni-czych lopatek sterujacych. W duzych smiglow¬ cach stosuje sie automatyczny pilot. Polaczenie urzadzenia ustateczniajacego z regulacja obro¬ tów celem samoczynnego .przejscia do lotu z autorotacja nie bylo dotychczas stosowane.Regulacje wlasna dla zmiany kata nastawienia lopat wirnika stosuje sie niekiedy w przypad¬ ku lopat przymocowanych przegubowo za po¬ moca pionowego czopa, pod warunkiem, ze lo¬ pata wychyla sie w kierunku obrotu dzieki swej bezwladnosci, przy czym cieglo sterownicze lo¬ paty nadaje jej mniejszy kat nastawienia. Takie urzadzenie nie pracuje jednak calkowicie za¬ dawalajaco, ze wzgledu na wolny bieg napedu i bezwladnosc smigla ogonowego (sterujacego), które przez swój naped sprzezone jest z wir¬ nikiem nosnym i obraca sie takze z glowica wirnika tak, ze lopata nie moze go wyprzedzic i nastawic sie na konieczny kat. Gdy wreszcie osiagnie sie przestawienie, lopata nie ma juz predkosci koniecznej do uzyskania Ciagu do góry.Przez wykorzystanie momentu giroskopowego tarczy sterujacej i jej odpowiedniego sprzeze¬ nia z okresowym i ogólnym sterowaniem po¬ wstaje urzadzenie polaczone, które w odpo¬ wiednich warunkach moze utrzymac smiglowiec w równym locie i zapewnic mu bezpieczenstwo w przypadku uszkodzenia silnika.Zgodnie z wynalazkiem impulsy do zmiany kata nastawienia lopat wirnika, pochodzace od przesuwnych ramion tarczy sterujacej, przeno¬ szone sa na lopaty wirnika za pomoca dzwigni ustawionej ukosnie do kierunku dzialania tych impulsów, przy czym na te dzwignie dziala równoczesnie czlon nastawniczy, sterowany przez pilota.Przyklad wykonania urzadzenia wedlug wy¬ nalazku uwidoczniony jest na rysunku, na któ¬ rym fig. 1 przedstawia aksonometryczny widok urzadzenia ustateczniajacego smiglowiec, pola¬ czonego z regulacja liczby obrotów wirnika, w celu samoczynnego przechodzenia do lotu z autorotacja, przy czym dla przejrzystosci uwi¬ docznione jest sterowanie tylko jednej lopaty, a glowice wirnika i wal zostaly pominiete, fig. 2 — schemat urzadzenia przy wychylonej tarczy sterujacej, a fig. 3 — schemat regulacji liczby obrotów.Urzadzenie sklada sie z tarczy sterujacej, któ¬ rej .przesuwne ramie 1 jest polaczone za pomoca przegubu 2 z prowadnica preta 3, ulozyskowa- nego w tulei 4. Osiowy ruch preta 3 ograniczo¬ ny jest przez pierscien 5. Sprezyna 6 umieszczo¬ na jest miedzy drugim koncem preta 3 i tuleja 4.Lezace naprzeciw siebie prety 3 sa polaczone ze soba drazkami 8 poprzez dzwignie dwura- mienna 7 umieszczona na glowicy wirnika.Z ramienia 1 tarczy sterujacej Wystaja przy przegubie 2 dwie dzwignie, z których górna 9 jest polaczona za pomoca ciegla 10 z dzwignia 9 przeciwleglego ramienia 1 tarczy sterujacej.Dolna dzwignia 11 podtrzymuje cieglo rozwidlo¬ ne 12, polaczone przegubowo z dzwignia ste¬ rownicza 13 tarczy sterujacej lub innego urza¬ dzenia sterowniczego dla okresowego przesta¬ wiania lopat wirnika. Wspólny przegub 14 ciegla rozwidlonego 12 dzwigni 13 posiada prowadnice dla kulisy 15, stanowiaca czesc urzadzenia ste¬ rowniczego 16, umieszczonego na glowicy wir¬ nika i polaczonego ukosnym cieglem 17 z dzwi¬ gnia nastawcza 18 lopaty 19 wirnika. Ramie 1 tarczy sterujacej obrócone jest w (plaszczyznie wirowania wzgledem lopat wirnika o okolo 90°.Jezeli wirnik jest w spoczynku, sprezyny 6 wciagaja prety 3 do tulei 4 calkowicie tak, ze przeguby 2 pozostaja na najmniejszym promie¬ niu obrotu. Przy stalej dlugosci ciegla 10 ozna¬ cza to mozliwie najwieksze wzajemne zblizenie przegubów dzwigni 11, a przez to takze wspól¬ nych przegubów 14. Poniewaz dolne konce dzwigni 13 utrzymywane sa przez drazek stero¬ wy pilota, przeto zblizenie przegubów 14 do osi obrotu glowicy wirnika oznacza obnizenie ramion dzwigni 15. Tak wiec gdy wirnik nie pra¬ cuje, ramiona kulisy 15 sa najbardziej pochy¬ lone do dolu i to ich polozenie, przeniesione za posrednictwem urzadzenia sterowniczego 16 i ciegiel 17 na dzwignie 18 odpowiada najmniej¬ szemu katowi nastawienia lopat 19 wirnika.Przez obrót wirnika i calego opisanego urza¬ dzenia lopaty podnosza sie pod wplywem sily odsrodkowej i nastepnie pod dzialaniem ciagu do góry wokól ich poziomego czopa. Przez to zmienia sie kat nastawiania lopaty. Równo¬ czesnie z kazda lopata porusza sie takze prze¬ gub jej dzwigni 18 i w ten sposób przy zatrzy¬ manym przegubie przekladni pedniowej 16, zi pomoca preta 17 przegub dzwigni 18 obraca sie dokola podluznej osi lopaty wirnika. Przy wa¬ haniach pionowych lopaty 19 zmniejsza sie jej kat nastawienia i odwrotnie tak, ze lopaty wir¬ nika sa aerodynamicznie stlumione.Przy obrotach wirnika nosnego, odpowiadaja¬ cych warunkom lotu, sila odsrodkowa tarczy sterujacej dociaga prowadzone prety 3 do pier¬ scienia 5 przy tulei 4 i zwieksza do maksimum promien obrotu przegubów 2, a przez to i srednie — 2 —polozenie przegubów 14. Ta zmiana regulacji przegubów 2 i 14 powoduje podniesienie ramion dzwigni 15 tak, ze mozliwe jest nastawienie lo¬ pat 19 na najwiekszy wymagany kat. Jezeli smiglowiec lotu zmienia swoje polozenie, wów¬ czas moment giroskopowy tarczy sterujacej usi¬ luje utrzymac ja W jej pierwotnej plaszczyznie obrotu.Jak widac na fig. 2 mechanizm ustawia lopa¬ ty w przyblizeniu w plaszczyznie ruchu tarczy sterujacej. Stopien dzialania zalezy od oddale¬ nia przegubów 2 ramion 1 tarczy sterujacej od osi obrotu. Najsilniejsze dzialanie jest wtedy, gdy przegub jest w osi obrotu, a tarcza steru¬ jaca obraca sie z ta sama predkoscia katowa.To jednak powodowaloby niewrazliwosc smi¬ glowca na okresowe sterowanie przez pilota i z tego wzgledu nalezy wybrac pewien kompro¬ mis pomiedzy zadaniem ustatecznienia i wrazli¬ woscia maszyny na dzialanie sterów.Na fig. 3 przedstawiono wlaczenie urzadzenia regulujacego obroty w celu samoczynnego przejscia do lotu z autorotacja, kiedy przy zmniejszaniu sie liczby obrotów do dolnej gra¬ nicy bezpieczenstwa, sprezyny pokonuja sile odsrodkowa tarczy sterujacej i wciagaja prowa¬ dzone prety 3 w kierunku osi obrotu. Powoduje to, ze urzadzenie sterownicze nastawia lopaty wirnika na mniejszy kat, to znaczy na kat wlasciwy dla lotu z autorotacja. Równomierne wysuniecie ramion 1 tarczy sterujacej przez pre¬ ty 3 powoduje dzwignia wyrównawcza 7 z draz¬ kami 8, zapewniajac w ten sposób prawidlowe nastawienia kata nastawienia lopat wirnika. PL