RU2093418C1

RU2093418C1 - Main rotor

Info

Publication number: RU2093418C1
Application number: RU9494003494A
Authority: RU
Inventors: Леонид Валентинович Привалов
Original assignee: Леонид Валентинович Привалов
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1997-10-20

Abstract

FIELD: aeronautical engineering, landing parties and space engineering. SUBSTANCE: each blade of main rotor consists of two main parts: rigid end lift surface with controllable flap and flexible spar wound on drum which is connected with main rotor hub through clamp and lag hinge and operates as flapping hinge in working position of blade. Lag hinge makes the drum track blade position in winding the spar, thus providing for proper laying on drum. Flap is connected with arm of bell crank secured on drum cheek though rod, bell crank with centrifugal weight and control rope running inside spar. Second arm of this bell crank is connected with wobble plate through roller, link and rod. Bell crank suspension axle and roller axle form blade flapping compensator. Laws of motion of main rotor blades in working modes do not differ from those of existing main rotors. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной, десантной и космической технике. The invention relates to aircraft, landing and space technology.

Известен винт по патенту, принятый в качестве прототипа. Лопасть этого винта состоит из двух основных частей жесткой концевой несущей поверхности с управляемым закрылком и гибкого лонжерона изменяемой длины. Known screw patent, adopted as a prototype. The blade of this screw consists of two main parts of a rigid end bearing surface with a controlled flap and a flexible spar of variable length.

Конструкция этого винта предполагает использование хороших несущих свойств традиционной жесткой лопасти несущего винта, у которой концевая часть, составляющая 50% ее длины, создает практически всю величину подъемной силы лопасти. Гибкий лонжерон обеспечивает компактность винта в стояночном положении летательного аппарата и восприятие центробежной нагрузки от массы лопасти в полете. The design of this screw involves the use of good load-bearing properties of a traditional rigid rotor blade, in which the end part, which is 50% of its length, creates almost the entire value of the lifting force of the blade. Flexible spar provides compactness of the propeller in the parking position of the aircraft and the perception of centrifugal load from the mass of the blades in flight.

Наличие достаточной величины центробежных сил является определяющим условием работы лопасти, так как даже традиционная "жесткая" лопасть может быть уподоблена абсолютно гибкой, растянутой центробежными силами нити. Следовательно, можно ожидать работоспособности винта в целом. The presence of a sufficient amount of centrifugal forces is the determining condition for the operation of the blade, since even the traditional “rigid” blade can be likened to an absolutely flexible thread stretched by centrifugal forces. Therefore, you can expect the performance of the screw as a whole.

Однако некоторые особенности конструкции этого винта могут ограничить диапазон его применения. Так, например, в конструкции не предусмотрена возможность циклического управления углом установки лопасти в косом потоке, поскольку в системе управления отсутствуют элементы, которые могли бы обеспечить циклическое управление. Трос управления в корневой части при рабочем положении имеет изгиб по радиусу шкива, а в концевой части по радиусу тросовой качалки, что недопустимо по соображениям усталостной прочности материала троса при его циклических продольных движениях с частотой в два раза превышающей частоту вращения несущего винта. Сложен механизм выпуска и намотки гибкого лонжерона, что может усложнить производство и эксплуатацию лопастей. However, some design features of this screw may limit its application. So, for example, the design does not provide for the possibility of cyclic control of the blade angle in the oblique flow, since there are no elements in the control system that could provide cyclic control. The control cable in the root part in the working position has a bend along the radius of the pulley, and in the end part along the radius of the cable rocking chair, which is unacceptable for reasons of fatigue strength of the material of the cable during its cyclic longitudinal movements with a frequency twice the rotational speed of the rotor. The mechanism for the release and winding of the flexible spar is complicated, which can complicate the production and operation of the blades.

Цель изобретения упрощение конструкции винта в целом и снижение массы винта, увеличение несущей способности лопасти, уменьшение нагрузок в системе управления и увеличение ее ресурса, обеспечение работы несущего винта в косом потоке с применением компенсатора взмаха лопасти. The purpose of the invention is to simplify the design of the screw as a whole and reduce the weight of the screw, increase the bearing capacity of the blade, reduce the loads in the control system and increase its resource, ensure the operation of the rotor in an oblique flow using a blade swing compensator.

Поставленная цель достигается тем, что механизм выпуска и уборки лопастей снабжен скобой и вертикальным шарниром для крепления барабана на втулке, выполняющего в рабочем положении лопасти роль горизонтального шарнира. При этом несущая поверхность лопасти снабжена концевым и корневым аэродинамическими гребнями, а механизм управления содержит качалку в лопасти, связанную одним плечом через тягу с закрылком, а вторым плечом с центробежным грузом управления и с гибким элементом, проходящим внутри лонжерона и связанным с плечом качалки, закрепленной на щеке барабана. Второе плечо этой качалки через ролик, кулису с ползуном и тягу связано с автоматом перекоса. Ось подвеса качалки и ось ролика образуют компенсатор взмаха лопасти. Наличие компенсатора взмаха позволяет обеспечить коррекцию махового движения лопастей в косом потоке. This goal is achieved by the fact that the mechanism for the release and cleaning of the blades is equipped with a bracket and a vertical hinge for attaching the drum to the sleeve, which performs the role of a horizontal hinge in the working position of the blade. In this case, the bearing surface of the blade is equipped with end and root aerodynamic ridges, and the control mechanism comprises a rocker in the blade, connected by one shoulder through the draft with the flap, and by the second shoulder with a centrifugal control load and with a flexible element passing inside the spar and connected to the rocker arm, fixed on the cheek of the drum. The second shoulder of this rocking chair through a roller, a backstage with a slider and traction is connected with a swash plate. The rocking suspension axis and the roller axis form a blade swing compensator. The presence of a swing compensator allows for the correction of the flywheel movement of the blades in an oblique flow.

Возможность восприятия аэродинамической нагрузки обеспечивается за счет динамической жесткости лопасти, возникающей в поле центробежных сил. The possibility of perceiving the aerodynamic load is provided due to the dynamic stiffness of the blade arising in the field of centrifugal forces.

Сущность изобретения поясняется на чертеже. The invention is illustrated in the drawing.

Втулка 1 снабжена управляемым барабаном 2, который через скобу 3 связан с вертикальным шарниром 4. Каждая лопасть состоит из двух основных частей: корневой в виде гибкого лонжерона 5, наматываемого на барабан 2, и жесткой концевой несущей поверхности 6 с управляемым закрылком 7. Перо связано с лонжероном соединительным узлом 8, обеспечивающим также в убранном положении лопасти стыковку пера с упорами 9 на скобе барабана, при этом перо снабжено концевым и корневым аэродинамическими гребнями 10. Гибкий лонжерон выполняет функцию осевого шарнира, барабан имеет узел крепления лонжерона 11. В систему управления винтом входят механизмы управления углами установки каждой лопасти, содержащие качалку 12 в пере лопасти, связанную тягой 13 с рычагом закрылка 7. Второе плечо качалки 12 связано с центробежным грузом 14, установленным с возможностью продольного перемещения, а также связано гибким элементом 15, проходящим внутри лонжерона 5, с пальцем 16 вертикального плеча качалки 17, закрепленной на щеке барабана, щека имеет прорезь 18 для хода пальца, горизонтальное плечо качалки 17 имеет ролик 19, связанный с автоматом перекоса через кулису 20, ползун 21 и тягу 22. Ползун движется по направляющей 23, закрепленной на скобе. Ось подвеса качалки и ось ролика образуют компенсатор взмаха лопасти. The sleeve 1 is equipped with a controlled drum 2, which is connected through a bracket 3 to a vertical hinge 4. Each blade consists of two main parts: a root in the form of a flexible spar 5 wound on a drum 2, and a rigid end bearing surface 6 with a controlled flap 7. The feather is connected with a spar connecting node 8, which also ensures that the feather is docked with stops 9 on the drum bracket when the blade is in the retracted position, while the feather is equipped with end and root aerodynamic ridges 10. A flexible spar serves as an axial hinge, the araban has a mounting member of the spar 11. The screw control system includes mechanisms for controlling the angles of installation of each blade, containing a rocker 12 in the blade, connected by a thrust 13 with a flap lever 7. The second shoulder of the rocker 12 is connected with a centrifugal load 14, mounted with the possibility of longitudinal movement, and also connected by a flexible element 15, passing inside the spar 5, with a finger 16 of the vertical shoulder of the rocking chair 17, mounted on the cheek of the drum, the cheek has a slot 18 for the stroke of the finger, the horizontal shoulder of the rocking 17 has a roller 19, the connection data with a swash plate through the wings 20, the slider 21 and the thrust 22. The slider moves along the guide 23 mounted on the bracket. The rocking suspension axis and the roller axis form a blade swing compensator.

В убранном положении лопасти перо пристыковано к втулке. Винт раскручивается до определенных оборотов, на которых обеспечена устойчивая работа лопастей и производится их выпуск на полную длину лонжерона с последующим выводом винта на рабочие обороты. При этом укладка лонжерона между щек барабана происходит автоматически благодаря наличию вертикального шарнира. In the retracted position of the blade, the feather is docked to the sleeve. The screw is untwisted to certain revolutions, at which the stable operation of the blades is ensured and they are released to the full length of the spar with the subsequent withdrawal of the screw at working revolutions. In this case, the installation of the spar between the cheeks of the drum occurs automatically due to the presence of a vertical hinge.

Трос управления 15 на рабочих оборотах под воздействием центробежной силы от груза 14 имеет постоянную величину натяжения. Движение тяги 22 вниз вызывает поворот качалки 17 по часовой стрелке, а качалки 12 против часовой стрелки с соответствующим увеличением угла установки лопасти. При движении тяги 22 вверх происходит поворот качалок в противоположном направлении. Под действием центробежного груза и аэродинамического момента на закрылке величина отрицательного угла закрылка уменьшается и, следовательно, уменьшается угол установки лопасти. The control cable 15 at working speeds under the influence of centrifugal force from the load 14 has a constant value of tension. The movement of the rod 22 down causes the rocker 17 to rotate clockwise, and the rocker 12 counterclockwise with a corresponding increase in the angle of the blade. When the rod 22 moves upward, the rockers rotate in the opposite direction. Under the influence of centrifugal load and aerodynamic moment on the flap, the negative flap angle decreases and, therefore, the blade installation angle decreases.

Действие компенсатора взмаха состоит в том, что при взмахе лопасти вверх под действием, например, порыва ветра перо лопасти отклоняется на угол взмаха / β_взм /, на соответствующий угол поворачивается и барабан, ось качалки 17 опускается, а ролик 19, будучи связанным с автоматом перекоса, остается на месте, и качалка 17 поворачивается против часовой стрелки с соответствующим уменьшением угла установки пера лопасти. При этом центробежный груз переместится на больший радиус относительно оси вращения винта, способствуя уменьшению угла взмаха. Выпуск и уборка лопастей производится при нулевом значении угла установки пера при нахождении кулисы 20 на верхнем упоре, при этом ролик 19 зафиксирован через трос 15 действием груза 14 на радиусе, соответствующем положению кулисы. Таким образом, при вращении барабана на выпуск или уборку лопасти ролик, вращаясь вместе с барабаном, свободно проворачивается относительно кулисы. В рабочем положении лопасти, при ее маховых колебаниях, барабан отслеживает вслед за лопастью угол взмаха, ролик качается относительно кулисы в пределах этого угла.The action of the swing compensator consists in the fact that when the blade is blown up under the influence of, for example, a gust of wind, the feather of the blade deviates by the angle of swing / β _sweep /, the drum also rotates to the corresponding angle, the rocking axis 17 lowers, and the roller 19, being connected to the machine the skew, remains in place, and the rocking chair 17 rotates counterclockwise with a corresponding decrease in the angle of installation of the feather blades. In this case, the centrifugal load will move a larger radius relative to the axis of rotation of the screw, helping to reduce the angle of swing. The release and cleaning of the blades is carried out at a zero value of the angle of installation of the pen when the wings 20 are on the upper stop, while the roller 19 is fixed through the cable 15 by the action of the load 14 at a radius corresponding to the position of the wings. Thus, when the drum rotates to release or clean the blade, the roller, rotating together with the drum, freely rotates relative to the wings. In the working position of the blade, with its swing oscillations, the drum follows the angle of the swing after the blade, the roller sways relative to the wings within this angle.

Источники информации. Sources of information.

1. Патент США N 2437789 кл.244-7, 28.09.42 г. 1. US patent N 2437789 CL.244-7, 09/28/42

Claims

Main rotor containing a sleeve, blades, consisting of two main parts of a rigid end bearing surface with a controlled flap and a flexible spar of variable length, a mechanism for releasing and cleaning the blades with a controlled drum for winding flexible spars, a screw control mechanism with a control cable, rods and rockers, characterized in that the mechanism for the release and cleaning of the blades is equipped with a bracket and a vertical hinge for attaching the drum to the sleeve, performing in the working position of the blade the role of a horizontal hinge, at ohm, the bearing surface of the blade is equipped with end and root aerodynamic ridges, and the control mechanism comprises a rocker in the blade, connected by one shoulder through the draft with the flap, and by the second shoulder with a centrifugal control load and with a flexible element passing inside the spar and connected to the rocking arm fixed to on the cheek of the drum, the second shoulder of this rocking chair through the roller, the drawstring with the slider and the traction are connected with the swash plate, the axis of the rocking suspension and the axis of the roller form a blade swing compensator.