RU10682U1 - Система контроля целостности лопастей винта вертолета - Google Patents

Abstract

1. Система контроля целостности лопастей винта вертолета, содержащая элементы для зарядки сжатым воздухом внутренней полости лонжерона каждой лопасти и средства передачи информации о давлении во внутренней полости лонжерона каждой лопасти с индикацией наличия трещины, отличающаяся тем, что на каждой лопасти установлены датчик абсолютного давления с электрическим выходным сигналом, соединенный с внутренней полостью лонжерона, и блок преобразования сигнала датчика в импульсное ИК-излучение, при этом на фюзеляже в зоне прямой видимости ИК-излучения установлен общий для лопастей фотоприемник ИК-излучения, а в кабине вертолета расположен соединенный с выходом фотоприемника приемный блок для обработки и сравнения амплитуды сигналов от лопастей и индикации трещины.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что датчик абсолютного давления и блок преобразования его сигнала в импульсное ИК-излучение расположены в герметичном корпусе, прикрепленном к лонжерону в комлевой части лопасти, при этом соединение датчика с внутренней полостью лонжерона выполнено с помощью гибкой трубки.3. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок преобразования сигнала датчика абсолютного давления в импульсное ИК-излучение включает источник питания и установленные последовательно на выходе датчика усилитель, частотный преобразователь, усилитель мощности и светодиод ИК-излучения.4. Система по п.1, отличающаяся тем, что приемный блок включает соединенные последовательно первый формирователь импульсов, преобразователь частоты в напряжение, второй формирователь импульсов, счетчик, дешифратор и демультиплексор, причем выход преобразователя

Description

СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЦЕЛОСТНОСТИ ЛОПАСТЕЙ ВИНТА ВЕРТОЛЕТА

Полезная модель относится к авиационной технике а именно к констрчкции лопастей несущего винта вертолета с системой контроля целостности лопастей с полым металлическим лонжероном Известна конструкция систены сигнализации повреждения лонжерона лопасти винта вертолета во внутренней полости лонжерона лопасти которого имеется избыточное давление (омкн-В А-Данилов Вертолет , Устройство и обслуживание МоскваJ Транспорт 1 1988, стр.136 137)i принятая в качестве ближайшего аналогаСистема включает вентиль« предназначенный для зарядки сжатым воздухом внутренней полости лонжерона, и сигнализатор разг-ерметизации лонжерона f состояний из корпуса с сигнальным колпачком из органического стекла и сильФона прикрепленного к основанию корпуса и заполненного инертш4м г азом При нарутаении герметичности лонжерона силами упругости и внутреннего давления сильфон разжимается и выталкивает сигнальный колпачок красного цвета в зону обзора

Наблюдение за таким сигнализатором можно осу иествить только при осмотре лопасти перед полетом на земле При появлении в полете трещины могущей привести к аварии пилот не получает информации об аварийной или предаэарийной ситуации

Технической задачей предлагаемой модели является создание надежной встроенной системы контроля лопастей вертолета на основе бесконтактной передачи информации об изменении давления внутри лонжерона , позволяющей определять появление трехаин в полете и оповестить об этом пилота и тем самым повысить безопасность полетов Эта задача решена благодаря тому что система контроля целостности лопастей аинта вертолета i содержатцая элементт а для зарядки сжатым воздухом внутренней полости лонжерона каждой лопасти и средства передачи информации о давлении во внутренней полости лонжерона каждой лопасти с индикацией наличия трещины) снабжена установленными на каждой лопасти датчиком абсолютного давления с электрическим выходным сигналомi соединенным с внутренней полостью лонжеронаi и блоком преобразования сигнала датчика в импульсное инфракрасное излучение (ИК-излучение)I при этом на Фюзеляже в зоне прямой видимости ИК-излучения установлен общий для лопастей Фотоприемник ИК-излученияI а в кабине вертолета расположен соединенный с выходок Фотоприенника приемный блсж для овработки и сравнения аиплитуды сигналов от лопастей и индикации трещин

Датчик абсолютного давления и блок преобразования его сигнала в ИК-изл9чение расположены в гериетичнон корпусе прикрепленном к лонжерону в конлевой частя лопастиi ПРИ этон соединение датчика с внутренней полостью лонжерона выполнено с помощью гибкой трубкиБлок преобразования сигнала датчика абсолютного давления в импульсное ИК-излучение включает источник питания и устаноп ленные на выходе датчи1са нормализатор, преобразователъ напря жения в частоту, усилитель нощности и светодиод Ш-излучйния.

Приемный блок включает соединенные последовательно первый формирователь импульсовi преобразователь частоты в напряжение второй формирователь импульсовi счетчик дешифратор и демультиплексор, причем выход преобразователя частоты в напряжение соединен со вторым входом денультиплексора и через Формирователь опорных импульсов со вторым входом счетчика) при зтон один выход демультиплексора подключен к индикатору своя системы через логическое устройство контроля системыf второй выход его подключен через схему сравнения ко второму входу логического устройства и к генератору подсоединенному к индикатору трещин 1 а шкальный индикатор уровня давления в каждой лопасти соединен через усилитель мощности с дополнительными выходами демультиплексора в соответствии с часлом лопастей винта вертолетаВыполнение системы с датчиками давления, установленными на лопастях 1 воспринимающими изменение давления в лонжероне постоянно на протяжении полета вертолетаi и использование све тодиодов ИК-излучения для бесконтактной передачи информации о давлении в лопастях на невращающуюся часть системы а также предложенная схема обработки сигналовi полученных от лопастей с помощью фотоприемника №-излучения и схема индигсации состояния лопастей позволяют с высокой точностью воспринимать изменение давления в лонжероне каждой лопасти t анализировать полученные данные и сигнализировать о состоянии лопастей винта во время полета непосредственно в кабине экипажа

Система делает возможным исключить ложные срабатывания более тонко анализировать состояние лопастей и увеличить срок их службы- В системе заложена возиожность дальнейшего развития диагностики состояния лопастейИсследование скорости развития треадин позволяет прогнозировать время безопасного полета пля необходииооть аварийной посадкиСистена обеспечивает пилоту возможность своевременного и адекватного принятия решения о продолжении полето либо аварийной посадке, что повышает безопасность полетаПредлагаемое устройство поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - схема расположения светодиодов и Фотоприемника в системе с бесконтактной передачей информации,

на фиг.2 - крепление герметичного корпуса с датчиком давления и блсэкон преобразования на комле лопасти

на ФИГЗ - комлевая часть лопасти со штуцером для зарядки сжатым воздухом в варианте подсоединения датчика давления через переходную шайбу с помочью гибкой трубкиi

на фиг.4 - структурная схема блока преобразования сигнала датчика давления в ИК-излучение,

на фиг -4 - структурная схема приемного блока

на фиг-5 - передняя панель приемного блокаСистема контроля целостности лопастей винта вертолета, реализуемая для серийного вертолета Яи-В, оборудованного сигнализаторами давления с сигнальный колпачкоК| содержит установленный на комлевой части каждой лопасти 1 в корпусе 2 (фиг.2) датчик абсолютного давлЕниа 3 сн Фиг-4) например, отечественный датчик Фирмы Рапид Корпус 2 по Форме соответствует хвостовой части лопасти и прикреплен к лопасти 1 с помощью металлических лент 4Выступающий из корпуса 2 штуцер 5 датчика абсолютного давления 3 служит для подсоедмнеия его к внутренней полости лонжерона 6 лопасти 1 На изображен пример подсоединения датчика 3 с помощью гибкой трубки 7i например, через специальную переходную шайбу (на чертеже не показана) , установленную в месте крепления к лопасти вертолета Ии-8 сигнализатора давления 8

В том же корпусе 2 расположен блок 9 преобразования электрического сигнала датчика абсолютного давления 3 в импульсное ИК-излучение (см- Фиг.4), содержащий нормализатор 1О, преобразователь напряжения в частоту 11, усилитель мощности 12 и светодиод.13 ИК-излученияПитание элементов блока 9 осуществляется от отдельногс источника. Подвод питания к блоку 9 осуществлен путем установки специальной вставки в зоне штепсельного разт)ема 14, обеспечивающего электропитание габаритного огня лопасти.

В системе используется светодиод № -излучения типа АЛ165, а в качестве Фотоприенника ИК-излучения Фотодиод У62АВ кабине вертолета расположен приемный влок i содержащий последовательно соединенные первый Формирователь импульсов 17, преобразователь частоты в напряжение 18j второй Формирователь импульсов 19 счетчик 2О дешифратор 21 демультиплексор 22i схему сравнения 23) предназначенную для сравнения аналоговых уровней напряжений с датчиков давления 3i генератор 24 и индикатор трещин 25I формирователь опорных импульсов 26 соединенных со входом счетчика 20« а также индикаторную линейную шкалу 27f соединенную через усилитель моъаности 28 с выходами демультиплексора 22 и предназначенную для индикации сравнительных уровней давления в лопастяхi и индикатор сбоя системы 29i соединеный с деяультиплексорои 22 через логическое устройство 30 контроля сбоя в работе системы и схему сравнения 23Приемный блок расположен в кабине в корпусеi на переднюю панель которого () выведены ра:гьем 31 для подключения фотодиода 16 и разъем 32 подключения бортовой сети индикаторные светодиоды питания 33f наличия трецины 25i индикатора сбоя системы 29 , а также шкальный индикатор 27 уровня давления в каждой лопасти и тумблеры 34 и 35 соответственноi питания и включения шкального индикатора Под линейными шкалами индикатора 27 установлены светодиоды 36 f указыгаюь ие номер лопасти.

Зарядка лопастей сжатым воздухом производится через вентили 37 (фиг.З).

Система работает следующим образомДатчик абсолютного давления 3j соединенный трубкой 7 с полостью лонжерона 6 лопасти 1) вырабатывает сигнал пропорциональный рабочему давлению в лопасти Аналоговое выходное напряжение с датчика 3 поступает в блок преобразования 9« где нормализуется до предельного значения инструментальным усилителем 10 и поступает на преобразователь напряжения в частоту 11- Маломотцный выходной сигнал с преобразователя 11 усиливается в выходном усилителе мощности 12 для обеспечения рабочего тока светодиода ИК-излучения 13

Блок преобразования 9 одной из лопастей считающейся условно первой вырабатывает сигнал, отличающийся по частоте от остальных блоков преобразования 9i с цель получения информации о номере лопасти и текущего контроля за работой системы контроля

- 4 хеннога иа каждой исз лопастей попалает на фотоприеиаик 16С выхода фотоприеиника 16 напряжение высокой частоты попадает на первый Форнирователь инпульсов 17, где Формируется пя1Ъ пачек инпдльсов одинаковой анплктуды- Каждая пачка икпульсов подается на преобразователь частоты в напряжение 18 и образует импульс, амплитуда которого эквивалентна величине избыточного давления в лопастиВсе икпульсы инект одинаковую амплитудуi за исключение одного, который для определения номера лопасти Формируется с амплитудой в 1,5-2 раза большей и выделяется Формирователем опорного импульса 26Счетчик 2О, дешифратор 21 демультиплексор 22 и усилитель мощности 28 служат для вывода информации на светящиеся шкалы шкального индикатора 2,7, разрешающая способность которых позволяет оценить величину давления скорость его падения и иоиер лопасти- Включение светяшихся шкал производите пилотом или бортмехаником

Схема сравнения напряжений 23i генератор 24 и индикатор трещин 25 служат для индикации аварийной ситуации при возникновении трешины и падении давления в одной из лопастей 1 При этом относительное изменение уровня напряжения вызывает появление мерцающего аварийного сигнала на индикаторе трешин 25Логическое устройство контроля сбоя системы ЗО позволяет оповестить пилота о возникновении сбоя работы системы путем включения индикатора сёоя системы 34 Логическое устройство 30 позволяет провести анализ ситуации и избежать появления ложных аварийных сигналов срабатываний в случае, например, нарушения питания блока преобразования 9 на одной из лопастей 1 Одновременно определяется номер лопасти, в Которой неисправен блок преобразования 9« Под линейной шкалой шкального индикатора 27 размечены светодиоды 36, указывающие номер лопасти, сигнал с которой отсутствует из-за нарушения работы системыЗа критерии сбоя работы систеш 1 приняты резкое изменение величины сигнала с одной или нескольких лопастей за пределы рабочего диапазона и обой в системе питания приепного блока.

Система встроенного контроля целостности лопастей винта вертолета позволяет объективно оценить состояние лопастей, продлить время эксплуатации лопастей вертолета до Фактического нарушения целостности лопасти- Информация о скорости развития трещины позволяет прогнозировать время безопасного полета или необходимость аварийной посадки- Сигнал об аварийной ситуации, своевременно полученный летчикам, позволяет ему перейти на режим горизонтального полета , характеризуемый наименьшей переменной нагруженностью лонжерона, и выполнить посадку вертолета в течение времени, не превыыаюшем предельного времени эксплуатации лопасти с момента появления сквозной трешины с лонжероне ( см. Зaявкy Jj 9B121232/2Q от 10-12 -9g Способ опрелелрния

Claims (4)

1. Система контроля целостности лопастей винта вертолета, содержащая элементы для зарядки сжатым воздухом внутренней полости лонжерона каждой лопасти и средства передачи информации о давлении во внутренней полости лонжерона каждой лопасти с индикацией наличия трещины, отличающаяся тем, что на каждой лопасти установлены датчик абсолютного давления с электрическим выходным сигналом, соединенный с внутренней полостью лонжерона, и блок преобразования сигнала датчика в импульсное ИК-излучение, при этом на фюзеляже в зоне прямой видимости ИК-излучения установлен общий для лопастей фотоприемник ИК-излучения, а в кабине вертолета расположен соединенный с выходом фотоприемника приемный блок для обработки и сравнения амплитуды сигналов от лопастей и индикации трещины.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что датчик абсолютного давления и блок преобразования его сигнала в импульсное ИК-излучение расположены в герметичном корпусе, прикрепленном к лонжерону в комлевой части лопасти, при этом соединение датчика с внутренней полостью лонжерона выполнено с помощью гибкой трубки.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок преобразования сигнала датчика абсолютного давления в импульсное ИК-излучение включает источник питания и установленные последовательно на выходе датчика усилитель, частотный преобразователь, усилитель мощности и светодиод ИК-излучения.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что приемный блок включает соединенные последовательно первый формирователь импульсов, преобразователь частоты в напряжение, второй формирователь импульсов, счетчик, дешифратор и демультиплексор, причем выход преобразователя частоты в напряжение соединен со вторым входом демультиплексора и через формирователь опорных импульсов - со вторым входом счетчика, при этом один выход демультиплексора подключен к индикатору сбоя системы через логическое устройство, второй выход его подключен через схему сравнения ко второму входу логического устройства и к генератору, подключенному к индикатору трещин, а шкальный индикатор уровня давления в каждой лопасти соединен через усилитель мощности с выходами демультиплексора в соответствии с числом лопастей винта вертолета.