RU2307766C1

RU2307766C1 - Coaxial lifting system

Info

Publication number: RU2307766C1
Application number: RU2005139845/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Александров (RU); Владимир Сергеевич Александров; Валентин Сигизмундович Альтфельд (RU); Валентин Сигизмундович Альтфельд; Виктор Павлович Вагис (RU); Виктор Павлович Вагис; Валентин Васильевич Колмаков (RU); Валентин Васильевич Колмаков; Александр Владимирович Михайлов (RU); Александр Владимирович Михайлов; Сергей Викторович Михеев (RU); Сергей Викторович Михеев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Камов"
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-10-10
Also published as: RU2005139845A

Abstract

FIELD: aeronautical engineering; manufacture of helicopters.

SUBSTANCE: proposed coaxial lifting system includes gearbox with two shafts rotating in opposite directions; main rotor hubs are mounted on these shafts. Two wobble plates which are connected together and are movable in axial direction are kinematically linked with guides of blades and with summing-up collective and differential pitch leverage system. Two-blade main rotor hubs have common flapping hinges. Guides of blades of lower rotor hub are connected with lower wobble plate through bell cranks mounted on slide block located under lower rotor hub. Guides of blades of upper rotor hub are connected directly with upper wobble plate by means of tie rods. Radii of guides on upper rotor hub exceed those on lower rotor hub. Lower wobble plate and slide block are connected with collective and differential pitch control system through summing-up leverage system whose one lever is connected by its arms with differential pitch control system and with slide block. Second lever which is articulated on first one is connected by its arms with collective pitch control system and with slide block of lower wobble plate.

EFFECT: enhanced reliability of system.

2 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в вертолетостроении.The invention relates to aircraft and can be used in helicopter engineering.

Известна соосная несущая система, содержащая редуктор, на валах и картере которого смонтированы втулки несущих винтов, два неподвижных в осевом направлении автомата перекоса, кинематически связанных с поводками лопастей через установленные на ползушках качалки и устройство для изменения общего и дифференциального шага лопастей с помощью подвижных в осевом направлении тяг управления, расположенных внутри полого вала и связанных с ползушками с помощью пальцев, проходящих через сквозные прорези в вале верхнего винта. Наличие сквозных прорезей в вале верхнего винта, необходимых для перемещения ползушек, существенно снижает динамическую прочность вала верхнего винта (см. Вертолет, КА-26, стр.107-110, Москва, издательство "Транспорт", 1982 г.).Known coaxial bearing system containing a gearbox, on the shafts and the crankcase of which are mounted rotor bushes, two axially fixed swash plates kinematically connected with the leads of the blades through rockers mounted on the cradles and a device for changing the total and differential pitch of the blades using movable axially the direction of the control rods located inside the hollow shaft and connected to the creepers using fingers passing through the through slots in the shaft of the upper screw. The presence of through-cuts in the shaft of the upper screw needed to move the crawls significantly reduces the dynamic strength of the shaft of the upper screw (see Helicopter, KA-26, pp. 107-110, Moscow, Transport Publishing House, 1982).

Известна другая соосная несущая система, в которой отсутствует указанный недостаток, так как управление несущими винтами осуществляется без применения тяг, проходящих внутри вала верхнего винта и соответственно в валу верхнего винта отсутствуют снижающие прочность прорези (см. заявку на изобретение ОАО "Камов" №2004109704/11 (010601) от 01.04.04 г. Решение о выдаче патента от 2.06.05 г.). Указанная соосная несущая система является наиболее близким прототипом к предложенному техническому решению.Another coaxial bearing system is known in which there is no such drawback, since the control of the rotors is carried out without the use of rods passing inside the shaft of the upper screw and, accordingly, in the shaft of the upper screw there are no slots reducing strength (see application for invention of Kamov OJSC No. 2004109704 / 11 (010601) dated 01.04.04. Decision on the grant of a patent dated 2.06.05). The specified coaxial carrier system is the closest prototype to the proposed technical solution.

Эта соосная несущая система, содержащая редуктор с двумя валами противоположного вращения, на которых смонтированы втулки несущих винтов, два соединенных между собой и подвижных в осевом направлении автомата перекоса, кинематически связанных с поводками лопастей с помощью рычажных качалок, а с управлением общим и дифференциальным шагом через суммирующий рычажный механизм.This coaxial bearing system, comprising a gearbox with two opposite-rotation shafts, on which are mounted rotor bushes, two interconnected and axially movable swash plates, kinematically connected with the leads of the blades using lever rockers, and with the control of the general and differential step through summing lever mechanism.

Недостатком указанной несущей системы является сложность управления, связанная с наличием в проводке к каждой лопасти работающих на изгиб качалок, а также наличием на качалках требующих технического обслуживания шарниров. Более отрицательно это сказывается на работе верхнего несущего винта, так как цепь управления к нему более длинная и количество шарниров больше.The disadvantage of this carrier system is the complexity of control associated with the presence in the wiring to each blade working on bending rockers, as well as the presence on the rockers requiring maintenance hinges. This affects the operation of the upper rotor more negatively, since the control circuit to it is longer and the number of hinges is greater.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности соосной несущей системы за счет упрощения конструкции, повышения жесткости проводки управления к верхнему винту, снижения трудоемкости обслуживания за счет уменьшения количества кинематических элементов между верхним автоматом перекоса и верхним несущим винтом.The technical task of the present invention is to increase the reliability of the coaxial bearing system by simplifying the design, increasing the rigidity of the control wiring to the upper screw, reducing the complexity of maintenance by reducing the number of kinematic elements between the upper swash plate and the upper rotor.

Эта цель достигается тем, что в соосной несущей системе, содержащей редуктор с двумя валами противоположного вращения, на которых смонтированы втулки несущих винтов, два соединенных между собой и подвижных в осевом направлении автомата перекоса, кинематически связанных с поводками лопастей и суммирующей рычажной системой общего и дифференциального шага, втулки несущих винтов выполнены двухлопастными с общим горизонтальным шарниром, поводки лопастей втулки нижнего винта связаны с нижним автоматом перекоса через качалки, смонтированные на расположенной под втулкой нижнего винта ползушке, а поводки лопастей втулки верхнего винта соединены тягами непосредственно с верхним автоматом перекоса, при этом радиусы поводков на втулке верхнего винта выполнены большими, чем на втулке нижнего винта, а нижний автомат перекоса и ползушка кинематически связаны с системой управления общим и дифференциальным шагом через суммирующую рычажную систему, в которой один рычаг связан одним плечом с управлением дифференциальным шагом, а вторым - с ползушкой, а второй рычаг, шарнирно закрепленный на первом, соединен своими плечами с управлением общим шагом и нижним автоматом перекоса.This goal is achieved by the fact that in a coaxial bearing system containing a gearbox with two opposed rotation shafts, on which are mounted rotor bushes, two interconnected and axially movable swash plates kinematically connected with the leads of the blades and the summing lever system of the general and differential steps, the rotor bushings are made of two-blades with a common horizontal hinge, the leads of the blades of the lower screw bush are connected to the lower swashplate through the rockers mounted e on the creep located under the lower screw bushing, and the leads of the blades of the upper screw bushing are connected by rods directly to the upper swashplate, while the radii of the leads on the top screw bushing are made larger than on the lower screw bushing, and the lower swashplate and crawler are kinematically connected to the system control of the common and differential step through a summing lever system, in which one lever is connected by one shoulder to the differential step control, and the second to the crawler, and the second lever is pivotally fixed enny on the ground, coupled with their shoulders to the management of collective pitch and the lower swash.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически изображена предлагаемая соосная несущая система, а на фиг.2 - вид А.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows the proposed coaxial carrier system, and figure 2 is a view A.

Соосная несущая система состоит из редуктора 1 с двумя валами 2 и 3 противоположного вращения, на которых смонтированы втулки несущих винтов 4 и 5, на которые устанавливаются лопасти.The coaxial bearing system consists of a gearbox 1 with two shafts 2 and 3 of opposite rotation, on which are mounted bushes of the rotors 4 and 5, on which the blades are mounted.

Втулки несущих винтов 4 и 5 выполнены двухлопастными с общими горизонтальными шарнирами 6 и 7, которые не нагружены центробежной силой.The rotor bushings 4 and 5 are made of two-bladed with common horizontal hinges 6 and 7, which are not loaded with centrifugal force.

Такие винты выполняются также без вертикальных шарниров, что значительно упрощает конструкцию втулок несущих винтов.Such screws are also made without vertical hinges, which greatly simplifies the design of the rotor bushings.

Система управления несущими винтами содержит два соединенных между собой тягами 8 и подвижных в осевом направлении автоматов перекоса 9 и 10.The rotor control system contains two interconnected rods 8 and axially movable swash plates 9 and 10.

Поводки лопастей 11 втулки нижнего винта 5 связаны с нижним автоматом перекоса 9 тягами 12, 13 через качалки 14, смонтированные на ползушке 15, установленной на стакане 16 редуктора 1.The leads of the blades 11 of the sleeve of the lower screw 5 are connected with the lower automatic swash plate 9 by rods 12, 13 through the rockers 14 mounted on the spider 15 mounted on the glass 16 of the gearbox 1.

Поводки лопастей 17 втулки верхнего винта 4 соединены тягами 18 непосредственно с верхним автоматом перекоса.The leads of the blades 17 of the sleeve of the upper screw 4 are connected by rods 18 directly to the upper swashplate.

Одинаковые величины передаточных отношений между осевыми шарнирами 19 и 20 втулок несущих винтов 4 и 5 и автоматами перекоса 9 и 10 обеспечиваются выполнением радиусов поводков 17 на втулке верхнего винта большими, чем на поводках 11 на втулке нижнего винта. Это значит, что кинематика системы управления подбирается таким образом, чтобы при даче общего, дифференциального или циклического шага изменение углов установки на верхнем и на нижнем винте происходило на одинаковые величины.The same gear ratios between the axial hinges 19 and 20 of the rotor bushings 4 and 5 and the swash plate 9 and 10 are ensured by making the radii of the leads 17 on the top screw sleeve larger than on the leads 11 on the lower screw sleeve. This means that the kinematics of the control system is selected in such a way that when giving a common, differential or cyclic step, the installation angles on the upper and lower screws occur by the same amount.

Нижний автомат перекоса 9 и ползушка 15 связаны с системой управления общим и дифференциальным шагом через суммирующую рычажную систему 21, она содержит рычаг 22, шарнирно установленный на носке редуктора 1 и с одной стороны связанный с ползуном 23 ползушки 15, а с другой стороны - с тягой 24, идущей к управлению дифференциальным шагом.The lower swash plate 9 and the slider 15 are connected to the common and differential pitch control system via a summing lever system 21, it contains a lever 22 pivotally mounted on the toe of the gearbox 1 and connected on one side to the slider 23 of the slider 15, and on the other hand, to the traction 24, going to the differential step control.

На рычаге 22 шарнирно установлен рычаг 25. Одним своим плечом он соединен с ползуном 26 нижнего автомата перекоса, а вторым - с тягой 27, идущей к управлению общим шагом.The lever 25 is pivotally mounted on the lever 22. With one of its shoulders it is connected to the slider 26 of the lower swash plate, and the second to the link 27, which goes to control the common pitch.

Наружные кольца автоматов перекоса 28 и 29 соединены шлиц-шарнирами 30 и 31 с корпусом втулки нижнего винта.The outer rings of the swash plates 28 and 29 are connected by splined joints 30 and 31 with the housing of the lower screw sleeve.

Тяга 12 снабжена на концах шарнирными (сферическими) подшипниками, в то время как вторая тяга, соединяющая вторую качалку 14 с наружным кольцом 28 автомата перекоса 9, выполнена в виде поводка 32, способного передавать усилие в плоскости вращения от наружного кольца нижнего автомата перекоса на качалку 14 (см. Вид А).The rod 12 is equipped at the ends with spherical (spherical) bearings, while the second rod connecting the second rocking chair 14 with the outer ring 28 of the swash plate 9 is made in the form of a leash 32 that can transmit force in the plane of rotation from the outer ring of the lower swash plate to the rocker 14 (see View A).

Внутреннее кольцо 33 автомата перекоса 10 связано с шлиц-шарниром 34 с валом 3.The inner ring 33 of the swash plate 10 is connected with a slot-joint 34 with the shaft 3.

С системой управления циклическим шагом автомат перекоса 9 соединен тягой 35.With a cyclic pitch control system, the swash plate 9 is connected by a thrust 35.

При работе валы 2 и 3 редуктора 1 с установленными на них несущими винтами вращаются в разные стороны, при этом наружные кольца 28 и 29 автоматов перекоса через шлиц-шарниры 30, 31, а качалки 14 ползушки 15 через поводок 32 связаны с нижним несущим винтом и вращаются с ним в одну сторону, например против часовой стрелки, а внутреннее кольцо 33 автомата перекоса 10, будучи связано шлиц-шарниром 34 с валом 3, вращается с этим валом и верхним несущим винтом в противоположную сторону, т.е. по часовой стрелке.During operation, the shafts 2 and 3 of the gearbox 1 with the rotors installed on them rotate in different directions, while the outer rings 28 and 29 of the swash plate through the splined joints 30, 31, and the rocker 14 of the slide 15 through the lead 32 are connected to the lower rotor and rotate with it in one direction, for example counterclockwise, and the inner ring 33 of the swash plate 10, being connected by a slot-joint 34 with the shaft 3, rotates with this shaft and the upper rotor in the opposite direction, i.e. clockwise.

Управление циклическим шагом осуществляется путем наклона автоматов перекоса тягой 35 от системы управления циклическим шагом, при этом циклическое изменение углов установки лопастей нижнего винта 5 производится тягами 12, 13 и поводком 32 через качалки 14 от автомата перекоса 9, а изменение углов установки на верхнем винте 4 от автомата перекоса 10 непосредственно тягами 18, а так как величины передаточных отношений между осевыми шарнирами и автоматами перекоса выбраны одинаковыми, то циклические изменения углов установки на одинаковых азимутах обеих винтов будут одинаковыми.The control of the cyclic step is carried out by tilting the swash plate thrust 35 from the control system of the cyclic step, while the cyclical change of the installation angles of the blades of the lower screw 5 is carried out by rods 12, 13 and the leash 32 through the rocker 14 from the swash plate 9, and the change of the installation angle on the upper screw 4 from the swash plate 10 directly by the rods 18, and since the gear ratios between the axial joints and the swash plate are the same, the cyclic changes in the installation angles to the same azim ah two screws are the same.

Управление общим шагом осуществляется от тяги 27, которая поворачивает рычаг 25 суммирующей рычажной системы 21, при этом движение передается на ползун 26 автомата перекоса 9, и оба автомата перекоса, связанные друг с другом соединительными тягами 8, одновременно перемещаются на одну и ту же величину. Так как передаточные отношения между автоматами перекоса и осевыми шарнирами подобраны одинаковыми, то при осевом перемещении автоматов перекоса происходит одновременное увеличение или уменьшение углов установки на лопастях верхнего и нижнего винтов на одинаковую величину.The common step is controlled from the rod 27, which rotates the lever 25 of the summing lever system 21, while the movement is transmitted to the slider 26 of the swash plate 9, and both swash plates connected to each other by connecting rods 8 are simultaneously moved by the same amount. Since the gear ratios between the swash plate and axial joints are the same, with the axial movement of the swash plate there is a simultaneous increase or decrease in the installation angles on the blades of the upper and lower screws by the same amount.

Управление дифференциальным шагом, т.е. увеличение углов установки (шага) лопастей одного из несущих винтов при одновременном уменьшении на ту же величину шага другого несущего винта, осуществляется следующим образом.Differential step control i.e. the increase in the installation angles (pitch) of the blades of one of the rotors while decreasing by the same magnitude of the pitch of the other rotor is as follows.

Перемещением тяги 24 от системы управления дифференциальным шагом поворачивается рычаг 22 суммирующей рычажной системы 21, при этом происходит также поворот рычага 25 вокруг шарнира 36, что приводит к одновременному перемещению автоматов перекоса 9 и 10 и ползушки 15 в разные стороны, при этом необходимое изменение углов установки на верхнем винте достигается за счет осевого перемещения автоматов перекоса, в то же время как на нижнем винте изменение угла установки в противоположную сторону и на тот же угол достигается за счет большей скорости перемещения ползушки относительно автоматов перекоса.By moving the rod 24 from the differential pitch control system, the lever 22 of the summing lever system 21 is rotated, while the lever 25 also rotates around the hinge 36, which leads to the simultaneous movement of the swash plate 9 and 10 and the crawler 15 in different directions, with the necessary change in installation angles on the upper screw is achieved due to the axial movement of the swashplate, while on the lower screw, a change in the installation angle in the opposite direction and by the same angle is achieved due to the greater speed Creep movements relative to the swashplate.

Эта разница в скоростях обеспечивается за счет подбора плеч рычагов 22, 25.This speed difference is ensured by the selection of the shoulders of the levers 22, 25.

Предложенная соосная несущая система позволяет выполнить втулки несущих винтов и систему управления более простой и надежной, а уменьшение количества конструктивных элементов повышает жесткость проводки управления и снижает трудозатраты на обслуживание.The proposed coaxial bearing system allows rotor bushings and the control system to be simpler and more reliable, and reducing the number of structural elements increases the rigidity of the control wiring and reduces maintenance costs.

Claims

Coaxial bearing system, comprising a gearbox with two opposite-rotation shafts, on which are mounted rotor bushes, two interconnected and movable in the axial direction of the swash plate, kinematically connected with the leads of the blades and a summing lever system with a common and differential pitch, characterized in that the bushings the rotors are made of two-blades with common horizontal hinges, the leads of the blades of the lower screw bushings are connected to the lower swashplate through the rockers mounted on p a cradle located under the lower screw bushing, and the leads of the blades of the upper screw bushing are connected by rods directly to the upper swashplate, while the radii of the leads on the top screw bushing are made larger than on the lower screw bushing, and the lower swashplate and crawler are kinematically connected to the common control system and a differential step through a summing lever system, in which one lever is connected by one shoulder to control the differential step, and the second to the crawler, and the second lever, pivotally fixed on the first, it is connected with its shoulders to control a common step and with a slider of the lower swashplate.