RU170363U1

RU170363U1 - Аэромеханический воздушный винт

Info

Publication number: RU170363U1
Application number: RU2015156830U
Authority: RU
Inventors: Николай Александрович Шохин
Original assignee: Николай Александрович Шохин
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2017-04-24

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к авиационной технике, в частности к устройству тянущих и несущих винтов самолетов, в том числе и беспилотных летательных аппаратов, и сверхлегких самолетов.Целью заявляемой полезной модели является достижение такого технического результата, как повышение эффективности действия аэромеханического воздушного винта.Поставленная цель достигается следующим образом: аэромеханический воздушный винт, содержащий втулку, установленную на валу, с закрепленными на ней под углом к плоскости вращения по крайней мере двумя лопастями, причем каждая лопасть имеет переднюю и заднюю поверхности по отношению к набегающему воздушному потоку и боковые кромки, при этом поверхности лопасти имеют разную кривизну, так что задняя поверхность выпуклая, а передняя поверхность вогнутая, а боковые кромки разделяют поверхности кривизны каждой лопасти, при этом радиус кривизны передней поверхности превышает радиус кривизны задней поверхности.Заявляемый аэромеханический воздушный винт является надежным и простым устройством с высокой эффективностью. Подходит для использования в качестве тянущего и несущего винтов самолетов, в том числе и беспилотных летательных аппаратов, и сверхлегких самолетов.

Description

Заявляемая полезная модель относится к авиационной технике, в частности к устройству тянущих и несущих винтов самолетов, в том числе и беспилотных летательных аппаратов, и сверхлегких самолетов.

Известен воздушный винт (патент РФ 2349504, опубликован 20.03.2009) с изменяемым шагом лопастей, включающий в себя лопасти, соединенные с валом винта при помощи упругих на изгиб и кручение торсионов, элементы управления шагом каждой лопасти. Каждый из торсионов на всем упругом участке между лопастью и валом или в зоне по длине этого участка, испытывающей преимущественно деформации кручения, выполнен в виде балки, состоящей из набора продольно расположенных силовых элементов открытого профиля с высокой прочностью материала, соединенных между собой эластичным заполнителем из материала с низким сопротивлением сдвигу, а в заделках по концам торсиона или участка кручения - в зоне изгиба, в местах соединения торсиона с лопастью, валом, промежуточными деталями, в местах соединения зон кручения и изгиба одного торсиона или торсионов между собой, силовые элементы соединены между собой жестко материалом с высокой прочностью. Недостатком известной конструкции является низкая эффективность.

Также известен аэромеханический воздушный винт (патент РФ 2465173, опубликован 27.10.2012), состоящий из лопастей, соединенных с втулкой, закрепленной на валу, и каждая лопасть соединена с валом винта при помощи упругого на кручение элемента. Упругим на кручение элементом является корневой переходной участок лопасти, при этом установка лопастей на заданный угол обеспечена смещением центра давления лопасти относительно оси ее упругого на кручение корневого переходного участка в плоскости вращения винта.

К недостаткам заявленного решения можно отнести низкую эффективность.

Наиболее близким аналогом к заявляемой конструкции, является (патент US 20070217917, опубликован 20.09.2007) роторное устройство для текучих сред, содержащее по крайней мере две лопасти, включающие множество элементарных профилей, имеющих базовую оконечную часть, фронтальную и тыловую поверхности, переднюю и заднюю кромки. Как минимум две лопасти на одинаковом расстоянии присоединены к концентратору, содержащему средство присоединения к вращающемуся валу.

К недостаткам заявленного решения также можно отнести низкую эффективность.

Целью заявляемой полезной модели является устранение указанного недостатка для достижения такого технического результата, как повышение эффективности действия аэромеханического воздушного винта.

Поставленная цель достигается следующим образом:

аэромеханический воздушный винт, содержащий втулку установленную на валу, с закрепленными на ней под углом к плоскости вращения лопастями, причем каждая лопасть имеет переднюю и заднюю поверхности по отношению к набегающему воздушному потоку и боковые кромки, при этом поверхности лопасти имеют разную кривизну, так что задняя поверхность выпуклая, а передняя поверхность вогнутая, а боковые кромки разделяют поверхности кривизны каждой лопасти, при этом радиус кривизны передней поверхности превышает радиус кривизны задней поверхности.

Аэромеханический воздушный винт, в частности, может характеризоваться тем, что лопасти выполнены монолитными из единого массива материала.

Аэромеханический воздушный винт, в частности, может характеризоваться тем, что лопасти выполнены из массива дерева.

Аэромеханический воздушный винт, в частности, может характеризоваться тем, что лопасти выполнены из металлической отливки.

Аэромеханический воздушный винт, в частности, может характеризоваться тем, что лопасти выполнены полыми с внутренними лонжеронами и нервюрами.

На фиг. 1 и изображен аэромеханический воздушный винт, вид спереди, на фиг. 2 изображен срединный разрез лопасти, на фиг. 3 изображен участок лопасти с указанием радиусов кривизны ее поверхностей, на фиг. 4 изображен участок полой лопасти с вырезом, показывающим лонжероны и нервюры ее конструкции, где цифрами обозначено следующее:

1 - втулка.

2 - ось вала.

3 - лопасть.

4 - передняя поверхность лопасти.

5 - задняя поверхность лопасти.

6 - направление набегающего воздушного потока.

7 - боковые кромки лопасти.

8 - радиус кривизны передней поверхности лопасти (R1).

9 - радиус кривизны задней поверхности лопасти (R2).

10 - лонжероны.

11 - нервюры.

Представленный на фигурах аэромеханический воздушный винт устроен следующим образом.

Лопасти 3 закрепляются на оси вала 2 при помощи втулки 1. Лопасть 3, в свою очередь, состоит из лонжеронов 10 и нервюр 11.

Представленный на фигурах аэромеханический воздушный винт действует следующим образом.

Мотор (на фиг. не показан) через ось вала 2 передает вращательные движения лопастям 3, закрепленным на оси при помощи втулки 1. Лопасти 3 при этом совершают вращательные движения в плоскости, перпендикулярной оси вала. Во время полета авиационной техники на переднюю поверхность лопасти 4 происходит набег воздушного потока в направлении 6. Набегающий воздушный поток дополнительно раскручивает винт, тем самым снижая требования к мощности мотора летательного устройства. Кроме того, при радиусе кривизны передней поверхности лопасти (R1) 8 и радиусе кривизны задней поверхности лопасти (R2) 9, так что R1>R2, возрастет итоговая эффективность. Поскольку при заявленной конфигурации лопастей винта набегающий поток при оптимальной для конкретного винта крейсерской скорости сообщает лопастям дополнительное вращение, обеспечивающее превышение составляющей полезной силы, толкающей аппарат вперед, над силой сопротивления, создающей этим потоком.

Боковые кромки лопасти 7 разделяют поверхность кривизны передней 4 и задней поверхностей лопасти 5. Тем самым повышается эффективность заявляемого аэродинамического винта, в том числе за счет того, что поток за задней кромкой лопасти максимально приближен к ламинарному перед винтом и не создает вредных завихрений за ним.

Сами лопасти 3 могут быть выполнены из единого массива материала, например дерева или металлической отливки. Либо могут быть полыми с конструкцией из лонжеронов 10 и нервюр 11.

Применение лопастей с вогнутой передней поверхностью и выпуклой задней поверхностью, так что радиус кривизны передней поверхности превышает радиус кривизны задней поверхности, а боковые кромки разделяют поверхности кривизны каждой лопасти, позволяет добиться заявляемого технического результата, а именно повышение эффективности действия аэромеханического воздушного винта.

Промышленная применимость.

Заявляемый аэромеханический воздушный винт является надежным и простым устройством с высокой эффективностью. Подходит для использования в качестве тянущего и несущего винтов самолетов, в том числе и беспилотных летательных аппаратов, и сверхлегких самолетов.

Claims

1. Аэромеханический воздушный винт, содержащий втулку, установленную на валу, с закрепленными на ней под углом к плоскости вращения лопастями, причем каждая лопасть имеет переднюю и заднюю поверхности по отношению к набегающему воздушному потоку и боковые кромки, отличающийся тем, что поверхности лопасти имеют разную кривизну, так что задняя поверхность выпуклая, а передняя поверхность вогнутая, а боковые кромки разделяют поверхности кривизны каждой лопасти, при этом радиус кривизны передней поверхности превышает радиус кривизны задней поверхности.

2. Аэромеханический воздушный винт по п. 1, отличающийся тем, что лопасти выполнены монолитными из единого массива материала.

3. Аэромеханический воздушный винт по п. 1, отличающийся тем, что лопасти выполнены из массива дерева.

4. Аэромеханический воздушный винт по п. 1, отличающийся тем, что лопасти выполнены из металлической отливки.

5. Аэромеханический воздушный винт по п. 1, отличающийся тем, что лопасти выполнены полыми с внутренними лонжеронами и нервюрами.