RU172022U1 - Устройство установки хвостового винта на одновинтовом вертолете - Google Patents
Устройство установки хвостового винта на одновинтовом вертолете Download PDFInfo
- Publication number
- RU172022U1 RU172022U1 RU2017104181U RU2017104181U RU172022U1 RU 172022 U1 RU172022 U1 RU 172022U1 RU 2017104181 U RU2017104181 U RU 2017104181U RU 2017104181 U RU2017104181 U RU 2017104181U RU 172022 U1 RU172022 U1 RU 172022U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tail
- helicopter
- rotor
- propeller
- transmission shaft
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/22—Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/82—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto characterised by the provision of an auxiliary rotor or fluid-jet device for counter-balancing lifting rotor torque or changing direction of rotorcraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к авиации, к области конструирования и эксплуатации вертолетов одновинтовой схемы с рулевым винтом. Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в снижении движительной функции НВ на одновинтовых вертолетах для увеличения скорости полета вертолета, в том числе максимальной, а также увеличения дальности полета. Устройство установки хвостового винта на одновинтовом вертолете содержит хвостовую и концевую балки, воздушный винт изменяемого шага, трансмиссионный вал, промежуточный редуктор и хвостовой редуктор, который установлен на торцевой диафрагме концевой балки вместе с механизмом изменения шага винта и воздушным винтом, ось которого лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии вертолета. Трансмиссионный вал хвостового редуктора установлен промежуточным редуктором вертикально вверх и перпендикулярно торцевой диафрагме концевой балки, а хвостовой редуктор соединен с механизмом вращения, выполненным с возможностью поворота редуктора вместе с воздушным винтом относительно оси трансмиссионного вала и возможностью стопорения их под разными углами поворота, при которых вектор тяги воздушного винта обеспечивает как рулевое управление вертолетом, так и движущей силой горизонтального полета. В заявляемом устройстве установки хвостового винта на одновинтовом вертолете хвостовой редуктор соединен с механизмом вращения с помощью цепной передачи. Преимуществом заявленного устройства установки хвостового винта на одновинтовом вертолете является возможность увеличить скоростные характеристики вертолета: крейсерскую скорость; экономическую скорость; максимальную скорость, а также увеличить дальность полета. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Полезная модель относится к авиации, к области конструирования и эксплуатации вертолетов одновинтовой схемы с рулевым винтом.
В известных одновинтовых вертолетах движительная сила для горизонтального полета создается несущим винтом (НВ), который с этой целью наклоняется автоматом перекоса в сторону движения вертолета. Это обстоятельство отрицательно сказывается на больших скоростях полета, так как наклон вектора тяги НВ влечет за собой увеличение ϕ° общего шага НВ, и при увеличении скорости полета увеличивается сопротивление обтекания профилей вперед идущей лопасти, что увеличивает сопротивления НВ и, как следствие, ограничивается максимальная скорость вертолета.
Проблемой при конструировании и эксплуатации вертолетов одновинтовой схемы с рулевым винтом является увеличение скорости и дальности полета вертолета без усложнения трансмиссий и винтов.
Известны вертолеты, которые используют пропеллеры для уменьшения или даже исключения движительной силы НВ, что позволяет увеличить максимальные скорости вертолетов до 400 и более км/час.
Так, на вертолете AAFSS фирмы «Локхид» (фиг. 4) помимо характерных для вертолетов агрегатов на хвостовой балке установлены два винта с изменяемым шагом, один из которых является пропеллером, тяга которого направлена вдоль продольной оси вертолета, а другой - рулевым винтом, тяга которого перпендикулярна плоскости симметрии вертолета. НВ используется только для создания подъемной силы и управления по крену и тангажу.
Недостатком этой конструкции вертолета является наличие усложненной трансмиссии и двух винтов.
Известен вертолет 16Н-1А «Пасфайндер» фирмы «Пясецкий» (фиг. 5), особенностью которого является установка в хвостовой части фюзеляжа хвостового винта, помещенного в канал с аэродинамическими рулями на выходе из канала. Ось винта направлена вдоль продольной оси вертолета. Создаваемый хвостовым винтом воздушный поток отклоняется аэродинамическими рулями в том направлении, в каком необходимо получить реактивную тягу. На висении вертолета отклоняемый рулями воздушный поток перпендикулярен плоскости симметрии вертолета, и создаваемая им реактивная тяга уравновешивает момент от несущего винта. В горизонтальном полете вектор этой тяги устанавливается рулями под углом к плоскости симметрии вертолета. Его проекции на оси X и Z являются соответственно продольной движущей силой и поперечной, уравновешивающей момент несущего винта.
Недостатком этого устройства является наличие постоянных гидравлических потерь, связанных с обтеканием аэродинамических рулей воздушным потоком, что значительно снижает КПД хвостового винта, особенно на висении, когда поток необходимо повернуть на 90°.
За прототип заявляемого устройства установки хвостового винта на одновинтовом вертолете принята установка рулевого винта на вертолете Ми-8 (Данилов В.А. Вертолет Ми-8. Устройство и техническое обслуживание. М., «Транспорт», 1988). Рулевой винт вертолета Ми-8 установлен на концевой балке, предназначенной для выноса оси вращения рулевого винта в плоскость вращения НВ. Ось рулевого винта всегда перпендикулярна оси симметрии вертолета. Концевая балка клепаной конструкции и своими аэродинамическими обводами играет роль киля. Верхняя часть концевой балки оканчивается жесткой диафрагмой в виде фланца, к которому неподвижно закреплен хвостовой редуктор, на оси которого закреплен рулевой винт изменяемого шага (ВИШ). Изменение угла атаки лопастей винта производится выдвигаемым из центра втулки поводком с тремя рычагами (по количеству лопастей), которые с помощью тяг синхронно поворачивают лопасти винта, изменяя его шаг. Концевая балка в своей нижней части с помощью фланца крепится к хвостовой балке. В месте крепления установлен промежуточный редуктор, который изменяет направление трансмиссионного вала, обеспечивая привод хвостового редуктора и рулевого винта. Так как тяга рулевого винта всегда перпендикулярна оси симметрии вертолета, то ее действие заключается только в путевом управлении полетом и компенсации момента НВ.
К недостатку этой установки следует отнести невозможность использовать потенциальные возможности тяги воздушного (рулевого) винта в создании движительной силы при полете со скоростью, когда момент от НВ уменьшается.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в снижении движительной функции НВ на одновинтовых вертолетах для увеличения скорости полета вертолета, в том числе максимальной, а также увеличения дальности полета.
Технический результат достигается тем, что в устройстве установки хвостового винта на одновинтовом вертолете, содержащем хвостовую и концевую балки, воздушный винт изменяемого шага, трансмиссионный вал, промежуточный редуктор и хвостовой редуктор, который установлен на торцевой диафрагме концевой балки вместе с механизмом изменения шага винта и воздушным винтом, ось которого лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии вертолета, новым является то, что трансмиссионный вал хвостового редуктора установлен промежуточным редуктором вертикально вверх и перпендикулярно торцевой диафрагме концевой балки, а хвостовой редуктор соединен с механизмом вращения, выполненным с возможностью поворота редуктора вместе с воздушным винтом относительно оси трансмиссионного вала и возможностью стопорения их под разными углами поворота, при которых вектор тяги воздушного винта обеспечивает как рулевое управление вертолетом, так и движущей силой горизонтального полета.
В устройстве установки хвостового винта на одновинтовом вертолете хвостовой редуктор соединен с механизмом вращения с помощью цепной передачи.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется на фиг. 1-фиг. 5, где:
фиг. 1 - Вертолет с заявляемой установкой хвостового винта;
фиг. 2 - Устройство установки хвостового винта на концевой балке;
фиг. 3 - Сечение Б-Б; цепная передача привода хвостового редуктора;
фиг. 4 - Вертолет AAFSS в полете;
фиг. 5 - Вертолет 16Н-1А в полете.
Здесь: 1 - хвостовой винт изменяемого шага (ВИШ); 2 - одновинтовой вертолет; 3 - хвостовая балка; 4 - концевая балка; 5 - промежуточный редуктор; 6 - хвостовой редуктор; 7 - механизм вращения (поворота); 8 - трансмиссионный вал; 9 - трубчатый лонжерон; 10 - подшипники; 11 - шкворень; 12 - цепь роликовая; 13 - звездочка редуктора; 14 - звездочка механизма вращения; α - угол поворота хвостового винта; Т - тяга хвостового винта; Тх - проекция тяги Т на ось X; Тy - проекция тяги Т на ось Z.
Заявленное устройство установки хвостового винта 1 на одновинтовом вертолете 2 содержит следующие основные части (узлы): хвостовую 3 и концевую 4 балки, промежуточный 5 и хвостовой 6 редукторы, механизм вращения (поворота) 7 и трансмиссионный вал 8. Промежуточный редуктор 5, установленный в месте соединения хвостовой 3 и концевой 4 балок, обеспечивает направление трансмиссионного вала 8 вертикально вверх перпендикулярно торцу концевой балки 4, на торцевой диафрагме которой установлен хвостовой редуктор 6 вместе с закрепленным на его валу хвостовым винтом 1. Концевая балка 4 состоит из трубчатого лонжерона 9 и обшивки с нервюрами, которые клепкой и болтами соединены с лонжероном 9, содержащим две подшипниковые опоры 10, соосные с трансмиссионным валом 8. Хвостовой редуктор 6 с помощью своего шкворня 11 установлен в подшипниках 10 с возможностью поворота в них с помощью цепной передачи, состоящей из цепи 12, звездочки 13, установленной на хвостовом редукторе 6, и насаженной на вал механизма вращения 7 звездочки 14. Механизм поворота 7 реверсивного типа содержит тормоз, который при выключении механизма стопорится и надежно фиксирует хвостовой редуктор 6 с винтом 1 в повернутом положении.
При взлете одновинтового вертолета 2 хвостовой винт 1, зафиксированный механизмом вращения 7 под углом α=0°, выполняет функцию рулевого винта. Увеличение скорости полета и сам полет вертолета может происходить как от движительной силы НВ, так и от тяги хвостового винта, который при этом должен быть повернут на угол α. При этом система управления вертолетом посредством механизма изменения шага винта при любых углах α должна постоянно обеспечивать составляющей тяги Tz уравновешивание момента НВ и путевое управление вертолетом, а неизбежно сопутствующая ей составляющая Тх выполняет роль движущей силы хвостового винта. Задачей системы управления вертолетом является также обеспечение баланса между движительными силами НВ и хвостового винта.
Возможны разные варианты применения заявленного устройства на одновинтовых вертолетах. Например, вариант с ограничением мощности, передаваемой по трансмиссионному валу. Здесь максимальный угол поворота хвостового винта определяется максимальной величиной тяги Тmax, получаемой при заданной мощности. Составляющая этой тяги Tz должна уравновешивать момент НВ и выполнять рулевые функции. При этом αmax=arccos Tz\/Tmax (а максимальная движительная сила Тх=Тmax⋅sinαmax).
Возможен вариант применения с αmax≈90°. В этом случае момент, создаваемый составляющей тяги, перпендикулярной оси симметрии вертолета, может менять знак. Режим полета такого вертолета будет соответствовать полету автожира.
Преимуществом заявленного устройства установки хвостового винта на одновинтовом вертолете является возможность увеличить скоростные характеристики вертолета: крейсерскую скорость; экономическую скорость; максимальную скорость, а также увеличить дальность полета.
Claims (2)
1. Устройство установки хвостового винта на одновинтовом вертолете, содержащее хвостовую и концевую балки, воздушный винт изменяемого шага, трансмиссионный вал, промежуточный редуктор и хвостовой редуктор, который установлен на торцевой диафрагме концевой балки вместе с механизмом изменения шага винта и воздушным винтом, ось которого лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии вертолета, отличающееся тем, что трансмиссионный вал хвостового редуктора установлен промежуточным редуктором вертикально вверх и перпендикулярно торцевой диафрагме концевой балки, а хвостовой редуктор соединен с механизмом вращения, выполненным с возможностью поворота редуктора вместе с воздушным винтом относительно оси трансмиссионного вала и возможностью стопорения их под разными углами поворота, при которых вектор тяги воздушного винта обеспечивает как рулевое управление вертолетом, так и движущей силой горизонтального полета.
2. Устройство установки хвостового винта на одновинтовом вертолете по п. 1, отличающееся тем, что хвостовой редуктор соединен с механизмом вращения с помощью цепной передачи.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104181U RU172022U1 (ru) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | Устройство установки хвостового винта на одновинтовом вертолете |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017104181U RU172022U1 (ru) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | Устройство установки хвостового винта на одновинтовом вертолете |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU172022U1 true RU172022U1 (ru) | 2017-06-26 |
Family
ID=59240548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017104181U RU172022U1 (ru) | 2017-02-08 | 2017-02-08 | Устройство установки хвостового винта на одновинтовом вертолете |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU172022U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110053769A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-07-26 | 李明珠 | 一种新型燃油链传动多轴飞行器 |
RU201873U1 (ru) * | 2020-06-30 | 2021-01-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова» (МГУ) | Скоростной вертолет с двумя винтами |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3817978A1 (de) * | 1988-05-27 | 1989-12-07 | Herbert Zemann | Hubschrauber mit schwenkbarem heckrotor |
US20120012693A1 (en) * | 2010-07-13 | 2012-01-19 | Eurocopter | Method and an aircraft provided with a swiveling tail rotor |
RU2477243C2 (ru) * | 2011-02-28 | 2013-03-10 | Геннадий Иванович Секретарев | Скоростной вертолет |
RU129485U1 (ru) * | 2012-12-26 | 2013-06-27 | Яков Александрович Колесник | Соосный скоростной вертолет |
RU2568529C2 (ru) * | 2010-07-26 | 2015-11-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Компенсация крутящего момента для вертолета |
-
2017
- 2017-02-08 RU RU2017104181U patent/RU172022U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3817978A1 (de) * | 1988-05-27 | 1989-12-07 | Herbert Zemann | Hubschrauber mit schwenkbarem heckrotor |
US20120012693A1 (en) * | 2010-07-13 | 2012-01-19 | Eurocopter | Method and an aircraft provided with a swiveling tail rotor |
RU2568529C2 (ru) * | 2010-07-26 | 2015-11-20 | Сименс Акциенгезелльшафт | Компенсация крутящего момента для вертолета |
RU2477243C2 (ru) * | 2011-02-28 | 2013-03-10 | Геннадий Иванович Секретарев | Скоростной вертолет |
RU129485U1 (ru) * | 2012-12-26 | 2013-06-27 | Яков Александрович Колесник | Соосный скоростной вертолет |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110053769A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-07-26 | 李明珠 | 一种新型燃油链传动多轴飞行器 |
RU201873U1 (ru) * | 2020-06-30 | 2021-01-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова» (МГУ) | Скоростной вертолет с двумя винтами |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11174016B2 (en) | Compound rotorcraft with propeller | |
EP3296202B1 (en) | Wing extension winglets for tiltrotor aircraft | |
US3166271A (en) | Airplane having non-stalling wings and wing-mounted propellers | |
EP2738091B1 (en) | Vertical take-off and landing (VTOL) aerial vehicle and method of operating such a VTOL aerial vehicle | |
US3081964A (en) | Airplanes for vertical and/or short take-off and landing | |
RU2563921C1 (ru) | Винтокрылый летательный аппарат с вертикальным взлетом | |
RU2500578C1 (ru) | Винтокрыл | |
CN101643116B (zh) | 一种使用双螺旋桨垂直涵道控制的倾转旋翼飞机 | |
US2959373A (en) | Convertiplane | |
CN101559832B (zh) | 快速远程的混合式直升机 | |
RU2682954C1 (ru) | Летательный аппарат | |
US2063030A (en) | Aircraft | |
NO322196B1 (no) | Hybrid luftfartoy | |
EP3369652B1 (en) | Tiltrotor aircraft having optimized hover capabilities | |
RU2629478C2 (ru) | Скоростной вертолет с движительно-рулевой системой | |
RU129485U1 (ru) | Соосный скоростной вертолет | |
RU2652863C1 (ru) | Скоростной гибридный вертолет-самолет | |
RU2598105C1 (ru) | Многовинтовой беспилотный скоростной вертолет | |
RU2601470C1 (ru) | Беспилотный преобразуемый скоростной вертолет | |
CN108423157B (zh) | 一种适用于倾转旋翼飞行器的两叶螺旋桨 | |
RU172022U1 (ru) | Устройство установки хвостового винта на одновинтовом вертолете | |
Zhang et al. | Aeromechanics of the coaxial compound helicopter | |
GB2508023A (en) | Aerofoil with leading edge cavity for blowing air | |
CN104443353A (zh) | 一种变翼飞机 | |
RU2653953C1 (ru) | Беспилотный высокоскоростной вертолет-самолет |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190209 |