RU2277498C1 - Helicopter main rotor - Google Patents
Helicopter main rotor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2277498C1 RU2277498C1 RU2005101579/11A RU2005101579A RU2277498C1 RU 2277498 C1 RU2277498 C1 RU 2277498C1 RU 2005101579/11 A RU2005101579/11 A RU 2005101579/11A RU 2005101579 A RU2005101579 A RU 2005101579A RU 2277498 C1 RU2277498 C1 RU 2277498C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- screw
- rotor
- ridges
- working surfaces
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике воздушных, а именно несущих винтов для вертолета, и может быть использовано на пассажирских, десантно-транспортных и военных вертолетах.The invention relates to the technique of air, namely rotors for a helicopter, and can be used in passenger, airborne transport and military helicopters.
Известные несущие винты для вертолетов выполнены в виде многолопастного осесимметричного устройства. Каждая лопасть несущего винта выполнена в виде плоскопараллельной или плоскопрофильной полосы, установленной под определенным углом к плоскости вращения, что позволяет рабочей поверхности перемещать массу воздуха от передней кромки к задней, обеспечивая при этом получение реактивной силы, направленной суммарно от всех лопастей вдоль оси вращения винта вверх от земли, и таким образом создавать подъемную силу, обеспечивающую вертикальный подъем, например, двухлопастного вертолета АН-1, "Хью Кобра" [1] или отечественного вертолета МИ-24 [2].Known rotors for helicopters are made in the form of a multi-blade axisymmetric device. Each rotor blade is made in the form of a plane-parallel or plane-profile strip installed at a certain angle to the plane of rotation, which allows the working surface to move a mass of air from the leading edge to the rear, while providing a reactive force directed totally from all the blades along the axis of rotation of the screw up from the ground, and thus create a lifting force that provides vertical lift, for example, of the two-bladed helicopter AN-1, "Hugh Cobra" [1] or the domestic helicopter MI-24 [2].
Недостатком известных несущих винтов вертолетов [1] и [2] является то, что при вращении винта не используется энергия от центробежной силы, так как при работе винта воздух не только смещается наклонными рабочими поверхностями лопастей вдоль оси вращения винта, обеспечивая его несущую способность, но и за счет центробежной силы значительная часть воздушной массы из под лопастей винта устремляется в радиальном направлении вдоль лопастей и срывается с их концевых гребней в окружающее воздушное пространство, перенося в него всю кинетическую энергию, полученную при радиальном движении большой массы воздуха вдоль лопастей, снижая тем самым и кпд работы винта.A disadvantage of the known rotors of helicopters [1] and [2] is that when the rotor rotates, energy from centrifugal force is not used, since when the rotor operates, the air is not only displaced by the inclined working surfaces of the blades along the rotational axis of the rotor, providing its bearing capacity, but and due to centrifugal force, a significant part of the air mass from under the rotor blades rushes in the radial direction along the blades and breaks from their end ridges into the surrounding air space, transferring the entire kinetic nergiyu obtained by radially moving large air mass along the blades, thereby reducing the efficiency and operation of the screw.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является несущий винт вертолета [3]. Все лопасти несущего винта прототипа выполнены с загнутыми на угол от 90 до 135° концевыми гребнями. При этом концевая кромка отогнутых гребней выступает относительно рабочих поверхностей лопастей на величину от 0,5 до 3,5% от диаметра винта. Такое техническое решение позволяет суммировать поток воздуха, перемещаемый центробежной силой, с потоком воздуха, перемещаемого наклонными рабочими поверхностями лопастей и направить их в одном направлении, увеличивая тем самым тяговые свойства несущего винта.The closest technical solution, selected as a prototype, is the rotor of a helicopter [3]. All the rotor blades of the prototype are made with end ridges bent at an angle of 90 to 135 °. In this case, the end edge of the bent ridges protrudes relative to the working surfaces of the blades by an amount from 0.5 to 3.5% of the screw diameter. This technical solution allows you to summarize the air flow moved by centrifugal force with the air flow moved by the inclined working surfaces of the blades and direct them in one direction, thereby increasing the traction properties of the rotor.
Недостатком прототипа является то, что угол загиба концевого гребня каждой лопасти винта выполнен статично, то есть загнут строго на определенный угол при изготовлении винта. Однако такое техническое решение снижает возможности маневра изменением угла концевого гребня и тем самым лишает возможности несущий винт получить форсированную дополнительную тягу, например в критической ситуации.The disadvantage of the prototype is that the bend angle of the end ridge of each screw blade is made statically, that is, it is bent strictly at a certain angle when manufacturing the screw. However, this technical solution reduces the possibility of maneuver by changing the angle of the end ridge and thereby makes it impossible for the main rotor to obtain forced additional traction, for example, in an emergency.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании условий получения форсированной тяги без увеличения частоты вращения несущего винта.The problem to which the invention is directed, is to create conditions for accelerated traction without increasing the rotor speed.
Это достигается тем, что в несущем винте вертолета, выполненном в виде сбалансированных и совмещенных на одной оси одним из двух своих концов нескольких плоскопрофильных пластинчатых лопастей, имеющих по диаметру винта концевые гребни, загнутые в сторону рабочих поверхностей лопастей, с рабочей поверхностью и концевой кромкой, согласно изобретению концевые гребни всех лопастей выполнены подвижными с возможностью плавного изменения угла от 180 до 60° между рабочими поверхностями лопастей и рабочими поверхностями концевых гребней и фиксации заданного угла, при этом минимальная высота концевой кромки каждого гребня относительно рабочей поверхности каждой лопасти составляет 0,1% от диаметра винта. При этом подвижность концевых гребней обеспечена с помощью петлевых шарнирных соединений. Привод концевых гребней выполнен с помощью цепных тяг или гибких валов, размещенных в полостях лопастей. Кроме того, при выполнении привода концевых гребней в виде гибких валов он осуществлен от одного управляющего вала, размещенного коаксиально в приводном валу винта.This is achieved by the fact that in the rotor of the helicopter, made in the form of balanced and aligned on one axis of one of its two ends several plane-profile plate blades having end diameters in diameter of the screw bent towards the working surfaces of the blades, with a working surface and an end edge, according to the invention, the end ridges of all blades are movable with the possibility of a smooth change of angle from 180 to 60 ° between the working surfaces of the blades and the working surfaces of the end ridges and fix a given angle, while the minimum height of the end edge of each ridge relative to the working surface of each blade is 0.1% of the screw diameter. In this case, the mobility of the end ridges is provided with the help of loop hinged joints. The drive of the end ridges is made using chain rods or flexible shafts located in the cavities of the blades. In addition, when performing the drive end ridges in the form of flexible shafts, it is implemented from one control shaft placed coaxially in the drive shaft of the screw.
Шарнирно-петлевое соединение характеризует конкретную механическую связь между элементами, а именно между лопастью и концевым гребнем, которая может быть выполнена по известному конструктивному типу петлевых створок [4], когда одна створка жестко соединена с концевым гребнем, а вторая створка жестко соединена с лопастью винта. Створка, соединенная с концевым гребнем, имеет проходящий через петли, жестко закрепленный в них стержень, на котором в середине петли жестко установлено коническое зубчатое колесо, соединенное зубчатым соединением со вторым зубчатым колесом, жестко закрепленном на гибком валу, размещенном в полости лопасти. На вторых концах гибких валов, размещенных в каждой лопасти, также жестко установлены конические зубчатые колеса, соединенные зубчатым соединением с приводным коническим зубчатым колесом, размещенным на управляющем валу коаксиально с приводным валом винта.The hinge-loop connection characterizes a specific mechanical connection between the elements, namely between the blade and the end ridge, which can be made according to the known structural type of hinge sashes [4], when one sash is rigidly connected to the end ridge, and the second sash is rigidly connected to the screw blade . The flap connected to the end ridge has a rod passing through the hinges and is rigidly fixed to them, on which a bevel gear is rigidly mounted in the middle of the loop, connected by a gear connection to a second gear wheel, rigidly fixed on a flexible shaft located in the cavity of the blade. At the second ends of the flexible shafts located in each blade, bevel gears are also rigidly mounted, connected by a gear connection to a drive bevel gear placed on the control shaft coaxially with the drive shaft of the screw.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид четырехлопастного винта сверху, с вырывами лопастей. На фиг.2 изображен вид участка одной лопасти винта с концевым гребнем по стрелке А.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a top view of a four-bladed screw, with outcrops of the blades. Figure 2 shows a view of a section of one rotor blade with an end ridge in the direction of arrow A.
Устройство несущего винта выполнено из четырех плоскопрофильных лопастей 1, имеющих по диаметру винта концевые гребни 2, загнутые в сторону рабочих поверхностей 3 лопастей 1. Каждый концевой гребень 2 имеет концевую кромку 4 и рабочую поверхность 5. Концевая кромка 4 каждого гребня 2 находится относительно рабочей поверхности лопасти 1 на расстоянии h, минимальная величина которого составляет 0,1% от диаметра винта D. Каждая лопасть 1 соединена со своим концевым гребнем 4 подвижно, с помощью петлевого шарнира 6. Отклонение рабочей поверхности 5 каждого концевого гребня 2 относительно рабочей поверхности 3 на угол α у каждой лопасти осуществляется с помощью валов 7, размещенных в полостях лопастей 1.The rotor device is made of four plane-profile blades 1, having screw
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Несущий винт диаметром D при вращении в воздухе обеспечивает перемещение большой массы воздуха к земле, создавая реактивную силу, которая удерживает либо поднимает вертолет. Перемещение воздуха к земле осуществляется с помощью рабочих поверхностей 3 лопастей 1. При этом при быстром вращении винта омывающий его лопасти воздух получает большую величину центробежной силы, которая направлена радиально, вдоль рабочих поверхностей 3 лопастей 1. Значительная масса воздуха, перемещенная центробежной силой вдоль рабочих поверхностей 3 лопастей 1, доходит до гребней 2, изменяет свое направление движения на угол α и подмешивается к основному потоку воздуха, перемещаемого наклонными рабочими поверхностями 3. При этом управление величиной потока воздуха, перемещаемого центробежной силой и подмешиваемого к основному потоку, осуществляется с помощью отклонения концевых гребней 2 на определенный угол α с последующей механической фиксацией выбранного значения угла. А резко изменяя угол α, можно обеспечивать форсированный режим тяги, не увеличивая при этом частоту вращения винта и значит обеспечивая маневр с минимальными энергозатратами.A rotor with a diameter D when rotating in air provides the movement of a large mass of air to the ground, creating a reactive force that holds or raises the helicopter. The movement of air to the ground is carried out using the working surfaces of the 3 blades 1. In this case, with the fast rotation of the screw, the air washing the blades receives a large amount of centrifugal force, which is radially directed along the working surfaces of the 3 blades 1. A significant mass of air moved by centrifugal force along the working
Обоснование диапазона (от 180 до 60°) возможного отклонения концевых гребней 2 лопастей 1 объясняется следующим. При отклонении концевого гребня 2, а следовательно, и его рабочей поверхности 5 на 180° относительно рабочей поверхности 3 своей лопасти, последняя становится подобной лопастям аналогов [1] или [2], то есть устройством лопасти, в которой отогнутый концевой гребень в сторону рабочей поверхности лопасти вообще отсутствует. А это позволяет центробежной силе сбрасывать часть энергоемкого потока воздуха за пределы диаметра винта, не выполнив при этом полезной работы. При отклонении концевого гребня 2 на 60° относительно рабочей поверхности 3 своей лопасти необходимо потому, что концы быстровращающихся лопастей вертолета выгибаются, и тем больше, чем больше масса вертолета. А поскольку при этом и рабочая поверхность 3 лопастей 1 становится выпуклой, то, чтобы обеспечить эффективное использование центробежной силы для изменения направления потока воздуха вниз, вдоль вертикальной оси и суммирование его к основному потоку, получаемому от рабочих поверхностей 3 лопастей 1, этот угол берется не 90°, как у прототипа, а на 33% меньше. Минимальная высота h концевой кромки 4, равная 0,1% от диаметра D винта, позволяет до минимума снизить аэродинамическое сопротивление винту.The rationale for the range (from 180 to 60 °) of the possible deviation of the end ridges of 2 blades 1 is explained as follows. When the
Источники информацииInformation sources
1. Журнал "Моделист-конструктор" №7, 2001, стр.24.1. Magazine "Modeller-constructor" No. 7, 2001, p.24.
2. То же.2. The same.
3. Патент России №2229422, М. кл. В 64 С 27/32, 27/46, 11/16, опубл. 27.05.2004 г.3. Patent of Russia No. 2229422, M. cl. B 64 C 27/32, 27/46, 11/16, publ. 05/27/2004
4. Д.Д.Чурабо. Детали и узлы приборов. Конструирование и расчет. Справочное пособие. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., "Машиностроение", 1975 (стр.459-463).4. D.D. Churabo. Parts and components of devices. Design and calculation. Reference manual. Ed. 4th, rev. and add. M., "Mechanical Engineering", 1975 (pp. 459-463).
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005101579/11A RU2277498C1 (en) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | Helicopter main rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005101579/11A RU2277498C1 (en) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | Helicopter main rotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2277498C1 true RU2277498C1 (en) | 2006-06-10 |
Family
ID=36712869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005101579/11A RU2277498C1 (en) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | Helicopter main rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2277498C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506202C1 (en) * | 2012-07-20 | 2014-02-10 | Леонид Васильевич Носачев | Helicopter rotor |
WO2014129997A1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-28 | Sidorenko Yuri Grygorovych | Helicopter rotor |
-
2005
- 2005-01-24 RU RU2005101579/11A patent/RU2277498C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2506202C1 (en) * | 2012-07-20 | 2014-02-10 | Леонид Васильевич Носачев | Helicopter rotor |
WO2014129997A1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-28 | Sidorenko Yuri Grygorovych | Helicopter rotor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6450446B1 (en) | Counter rotating circular wing for aircraft | |
KR101845748B1 (en) | Flapping flight device with varying wingspan | |
AU2007232413B2 (en) | Aircraft with aerodynamic lift generating device | |
US7607606B2 (en) | VTOL personal aircraft | |
US7841831B2 (en) | Asymmetrically changing rotating blade shape (ACRBS) propeller and its airplane and wind turbine applications | |
RU2232105C2 (en) | Aerodynamic lifting tractor propeller | |
CN104470800A (en) | Wing adjusting mechanism | |
CN109515704B (en) | Ducted plume rotorcraft based on cycloidal propeller technology | |
CN110171568A (en) | One kind can hover flapping wing aircraft | |
WO2009084977A1 (en) | Method of flying within an extended speed range with controlled force vector propellers | |
US7090164B2 (en) | Method for producing a lift and a horizontal thrust | |
WO2014177591A1 (en) | Aircraft for vertical take-off and landing with an engine and a propeller unit | |
US5462406A (en) | Cyclodial propulsion system | |
ITTO20130084U1 (en) | VTOL AIRCRAFT WITH INTUBATED MINI AND MICRO UAV CLASSES | |
RU2277498C1 (en) | Helicopter main rotor | |
CN1738743A (en) | Aircraft | |
US6454532B1 (en) | Harmonic drive system for the retraction/extension of variable diameter rotor systems | |
CN209581870U (en) | Duct plume rotor craft based on cycloid propeller technology | |
WO2006119190A3 (en) | Rotary wing aircraft | |
RU2603707C1 (en) | Helicopter rotor blade with deflecting rear edge | |
CN205524955U (en) | Variable -pitch propeller oar and unmanned aerial vehicle | |
BG65742B1 (en) | Lifting device | |
WO2001004495A1 (en) | Axial flow fan | |
ITRM20100476A1 (en) | HIGH EFFICIENCY TANGENTIAL FAN TURBINE FOR AERONAUTICS | |
RU2229422C2 (en) | Helicopter main rotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070125 |