RU2722650C2 - Apparatus for inspecting helicopter rotors in uncontrolled rotation mode - Google Patents
Apparatus for inspecting helicopter rotors in uncontrolled rotation mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722650C2 RU2722650C2 RU2018138692A RU2018138692A RU2722650C2 RU 2722650 C2 RU2722650 C2 RU 2722650C2 RU 2018138692 A RU2018138692 A RU 2018138692A RU 2018138692 A RU2018138692 A RU 2018138692A RU 2722650 C2 RU2722650 C2 RU 2722650C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- helicopter
- rotation
- rotor
- tail
- installation according
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиации и касается исследования рулевых винтов вертолета на режиме неуправляемого вращения.The invention relates to the field of aviation and for the study of the tail rotors of a helicopter in uncontrolled rotation mode.
В настоящее время существует большое количество установок для исследования винтов вертолета и в частности рулевых винтов: Антропов B.Ф. Экспериментальные исследования по аэродинамике вертолета / В.Ф. Антропов, Г.Б. Бураков, А.С. Дьяченко; ред. А.К. Мартынов - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 240 с; patent US №5251847 «tail rotor anti-torque system for a helicopter», МПК B64C 27/82, 1993; Acree, C.W., Sheikman, A., "Development and Initial Testing of the Tiltrotor Test Rig," Presented at the AHS International 74th Annual Forum & Technology Display, Phoenix, Arizona, May 14-17, 2018.Currently, there are a large number of installations for the study of helicopter propellers, and in particular tail rotors: Antropov B.F. Experimental studies on the aerodynamics of a helicopter / V.F. Antropov, G.B. Burakov, A.S. Dyachenko; ed. A.K. Martynov - 2nd ed. reslave. and add. - M .: Engineering, 1980. - 240 s; US patent No. 5251847 "tail rotor anti-torque system for a helicopter", IPC B64C 27/82, 1993; Acree, C.W., Sheikman, A., "Development and Initial Testing of the Tiltrotor Test Rig," Presented at the AHS International 74th Annual Forum & Technology Display, Phoenix, Arizona, May 14-17, 2018.
Такие установки предназначены для исследования изолированного рулевого винта; комбинации рулевого винта и несущего; комбинации рулевого винта и фюзеляжа, оперения. Исследования на таких установках проводятся в аэродинамических трубах, при различных числах Маха и Рейнольдса. Установки имеют различные масштабы к натурным рулевым винтам и соответственно различные числа подобия. Установки позволяют проводить исследования на различных режимах: горизонтальный полет, набор и снижение, осевые режимы полета, включая режим «вихревого кольца».Such installations are designed to study the insulated tail rotor; combination of tail rotor and rotor; combination of tail rotor and fuselage, plumage. Researches on such installations are carried out in wind tunnels at various Mach and Reynolds numbers. Installations have different scales to full-scale tail rotors and accordingly different numbers of similarity. The installations allow conducting studies in various modes: horizontal flight, set and decrease, axial flight modes, including the “vortex ring” mode.
Наиболее близким прототипом является установка ВП-5 (Антропов В.Ф. Экспериментальные исследования по аэродинамике вертолета, с. 68, 1980 г.), содержащая силовую раму с расположенными на ней моделью вертолета с двигателем несущего и рулевого винтов. Установка имеет возможность проводить в аэродинамических трубах экспериментальные исследования рулевого винта совместно с несущим и планером вертолета. Недостаток установки заключается в отсутствии возможности вращать саму модель вертолета вокруг вертикальной оси при номинальных оборотах несущего и рулевого винта.The closest prototype is the VP-5 installation (Antropov V.F. Experimental studies on the aerodynamics of a helicopter, p. 68, 1980), containing a power frame with a model of a helicopter located on it with a rotor and tail rotor engine. The installation has the ability to conduct in the wind tunnels experimental studies of the tail rotor together with the helicopter carrier and glider. The disadvantage of the installation is the inability to rotate the helicopter model itself around a vertical axis at nominal rotor and tail rotor speeds.
Задачей и техническим результатом изобретения является разработка эффективной установки для исследования рулевых винтов вертолета, позволяющей моделировать режим неуправляемого вращения вертолета.The objective and technical result of the invention is the development of an effective installation for the study of the tail rotors of a helicopter, which allows to simulate the uncontrolled rotation of the helicopter.
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что в установке для исследования рулевых винтов вертолета на режиме неуправляемого вращения, содержащей силовую раму с расположенными на ней моделью вертолета с двигателем несущего и рулевого винтов, на силовой раме установлен с возможностью вращения вертикальный вал, на торце которого закреплена платформа для установки на ней модели вертолета, при этом вертикальная ось модели вертолета и ось вертикального вала совпадают и проходят через центр втулки несущего винта модели вертолета. Для вращения платформы, несущего и рулевого винтов использованы автономные двигатели.The solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that in the installation for the study of helicopter tail rotors in an uncontrolled rotation mode, comprising a power frame with a helicopter model located on it with a rotor and tail rotor engine, a vertical shaft is mounted on the power frame to rotate, at the end of which a platform is fixed for installing a helicopter model on it, while the vertical axis of the helicopter model and the axis of the vertical shaft coincide and pass through the center of the rotor hub of the helicopter model. Autonomous engines are used to rotate the platform, main and tail rotors.
Технический результат достигается также тем, что вращение платформы вокруг вертикальной оси осуществлено с помощью электродвигателя, горизонтального вала, цилиндрического редуктора, вертикального вала и углового редуктора.The technical result is also achieved by the fact that the rotation of the platform around the vertical axis is carried out using an electric motor, a horizontal shaft, a cylindrical gearbox, a vertical shaft and an angular gearbox.
Технический результат достигается также тем, что управление оборотами электродвигателя осуществлено с помощью частотного преобразователя.The technical result is also achieved by the fact that the speed control of the electric motor is carried out using a frequency converter.
Технический результат достигается также тем, что для вращения несущего и рулевого винтов использованы вентильные электродвигатели, питание которых осуществлено от аккумуляторных батарей.The technical result is also achieved by the fact that for the rotation of the main and tail rotors used valve motors powered by batteries.
Технический результат достигается также тем, что управление электродвигателями несущего и рулевого винтов осуществлено с помощью транзисторных коммутаторов.The technical result is also achieved by the fact that the control of the main and tail rotor motors is carried out using transistor switches.
Технический результат достигается также тем, что для измерения тяги и крутящего момента рулевого винта на статоре электродвигателя рулевого винта закреплены тензометрические весы.The technical result is also achieved by the fact that to measure the thrust and torque of the tail rotor on the stator of the tail rotor motor are fixed strain gauge.
Технический результат достигается также тем, что передача управляющих сигналов на установку и сбор информации с нее осуществлены по беспроводному каналу связи.The technical result is also achieved by the fact that the transmission of control signals to the installation and the collection of information from it is carried out via a wireless communication channel.
На фиг. 1-6 представлены:In FIG. 1-6 are presented:
На фиг. 1 - общий вид установки; на фиг. 2 - силовая рама с вращающейся платформой и вертикальным валом; на фиг. 3 - привод несущего винта вертолета; на фиг. 4 - общий вид рулевого винта; на фиг. 5 - тензометрические весы; на фиг. 6 - система управления и сбора информации.In FIG. 1 - general view of the installation; in FIG. 2 - power frame with a rotating platform and a vertical shaft; in FIG. 3 - helicopter rotor drive; in FIG. 4 - general view of the tail rotor; in FIG. 5 - tensometric scales; in FIG. 6 - management system and information collection.
Установка состоит (фиг. 1) из следующих основных элементов: силовой рамы 1 с вращающейся платформой, модели вертолета 4, несущего 2 и рулевого 3 винтов, системы управления и сбора информации.The installation consists (Fig. 1) of the following basic elements:
Силовая рама 1 с вращающейся платформой состоит (фиг. 2) из вертикального вала 9, электродвигателя 5, цилиндрического 6 и углового 7 редукторов.The
Цилиндрический редуктор 6 двухступенчатый с передаточным отношением 1:12,5 служит для понижения оборотов электродвигателя 5. Угловой редуктор 7 служит для передачи вращения с горизонтального вала на вертикальный 9 с передаточным отношением 1:1. К торцу вертикального вала крепится вращающаяся платформа 8 с корпусом вертолета. Вращающаяся платформа приводится во вращение с помощью электродвигателя 5. Угловая скорость вращения этой части платформы может регулироваться в пределах от 0,5 до 6 рад/с. Управление двигателем вращающейся платформы осуществляется с помощью частотного преобразователя.A
Вертикальная ось вертолета и ось вертикального вала совпадают и проходят через центр втулки 10 несущего винта (фиг. 3), обеспечивая моделирование вращения вертолета вокруг вертикальной оси OYg с угловой скоростью вращения ωy. (фиг. 2).The vertical axis of the helicopter and the axis of the vertical shaft coincide and pass through the center of the rotor sleeve 10 (Fig. 3), providing simulation of the rotation of the helicopter around the vertical axis OY g with an angular velocity of rotation ω y . (Fig. 2).
Главным отличием режима неуправляемого вращения является вращение вертолета вокруг вертикальной оси. На этом режиме тяги рулевого винта не хватает для уменьшения вращения вертолета. Поэтому вертолет, вошедший по каким-либо причинам во вращение вокруг вертикальной оси, не способен остановить это вращение.The main difference between the uncontrolled rotation mode is the rotation of the helicopter around a vertical axis. In this mode, the tail rotor thrust is not enough to reduce helicopter rotation. Therefore, a helicopter that, for whatever reason, has entered rotation around a vertical axis is not able to stop this rotation.
Несущий винт (фиг. 3) приводится во вращение с помощью вентильного электродвигателя 13 через муфту 12 и редуктор 11. Электродвигатель питается от аккумуляторных батарей 15 и приводится во вращение с помощью транзисторного коммутатора 14. Частота вращения несущего винта может регулироваться в пределах от 200 до 600 об/мин.The main rotor (Fig. 3) is driven by a valve motor 13 through a clutch 12 and a
Вращение рулевого винта (фиг. 4) осуществляется с помощью отдельного вентильного электродвигателя 20, который питается от аккумуляторных батарей 16 и приводится во вращение с помощью транзисторного коммутатора 17. Частота вращения рулевого винта может регулироваться в пределах от 1000 до 3000 об/мин.The rotation of the tail rotor (Fig. 4) is carried out using a
Вращение с ротора электродвигателя передается напрямую без редуктора на вал и втулку 21 рулевого винта. Статор электродвигателя крепится к тензометрическим весам 19, установленным на кронштейне 18.Rotation from the rotor of the electric motor is transmitted directly without gear to the shaft and
Тензометрические весы (фиг. 5) служат для измерения во время эксперимента тяги Т и крутящего момента рулевого винта Мк. Ось OY тензовесов проходит через ось вала рулевого винта (РВ). Диапазон допустимых значений тяги Т рулевого винта для весов: от минус 5 до плюс 5 кгс, диапазон допустимых значений крутящего момента Мк: от минус 0,33 до плюс 0,33 кгс⋅м.Strain gauge scales (Fig. 5) are used to measure the thrust T and the torque of the tail rotor M k during the experiment. The axis OY of the weights passes through the axis of the shaft of the tail rotor (PB). The range of permissible values of the tail rotor T for scales: from
Для управления двигателями несущего и рулевого винтов применяется система беспроводного управления и сбора информации (фиг. 6). Данная система состоит из программы Srv_XADI_ADIS_15, установленной на персональный компьютер (ПК) оператора, бортового вычислителя, установленного внутри корпуса модели вертолета и аккумуляторных батарей. Оператор со своего рабочего места, расположенного на расстоянии в безопасном боксе, вводит необходимые обороты двигателей несущего и рулевого винтов. Далее сигнал с ПК через беспроводную сеть передается на многофункциональный блок, который преобразует его в управляющий сигнал для транзисторных коммутаторов.To control the main and tail rotor engines, a wireless control and data acquisition system is used (Fig. 6). This system consists of the Srv_XADI_ADIS_15 program installed on the operator’s personal computer (PC), an on-board computer installed inside the helicopter model’s case and batteries. The operator from his workplace, located at a distance in a safe box, enters the required engine speeds of the main and tail rotors. Next, the signal from the PC via a wireless network is transmitted to the multifunction unit, which converts it into a control signal for transistor switches.
В процессе эксперимента, значения угловой скорости вращения вертолета ωу и показания тензометрических весов поступают в многофункциональный блок. Далее эти величины оцифровываются и передаются по беспроводной сети на ПК оператора и записываются в файл программой Srv_XADI_ADIS_15.During the experiment, the values of the angular velocity of rotation of the helicopter ω у and the readings of the strain gauge balance are sent to the multifunctional unit. Further, these values are digitized and transmitted wirelessly to the operator’s PC and written to the file by the Srv_XADI_ADIS_15 program.
Таким образом, технический результат, заключающийся в обеспечении возможности моделировать на установке режим неуправляемого вращения вертолета, достигается тем, что модель вертолета с вращающимися несущим и рулевым винтами приводится во вращение вокруг вертикальной оси, проходящей через центр втулки несущего винта.Thus, the technical result, which consists in making it possible to simulate the uncontrolled rotation of the helicopter at the installation, is achieved by the fact that the helicopter model with rotating main and tail rotors is rotated around a vertical axis passing through the center of the main rotor hub.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018138692A RU2722650C2 (en) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | Apparatus for inspecting helicopter rotors in uncontrolled rotation mode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018138692A RU2722650C2 (en) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | Apparatus for inspecting helicopter rotors in uncontrolled rotation mode |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018138692A3 RU2018138692A3 (en) | 2020-05-12 |
RU2018138692A RU2018138692A (en) | 2020-05-12 |
RU2722650C2 true RU2722650C2 (en) | 2020-06-02 |
Family
ID=70734674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018138692A RU2722650C2 (en) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | Apparatus for inspecting helicopter rotors in uncontrolled rotation mode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2722650C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU375510A1 (en) * | 1971-04-05 | 1973-03-23 | LIBRARY | |
US5251847A (en) * | 1991-11-07 | 1993-10-12 | Aerospatiale Societe Nationale Industrielle | Tail rotor anti-torque system for a helicopter |
RU2158908C1 (en) * | 1999-06-09 | 2000-11-10 | Рогов Анатолий Павлович | Full-scale test rig for testing flying vehicles |
CN106525404A (en) * | 2016-11-30 | 2017-03-22 | 中国直升机设计研究所 | Tail rotor stand |
-
2018
- 2018-11-02 RU RU2018138692A patent/RU2722650C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU375510A1 (en) * | 1971-04-05 | 1973-03-23 | LIBRARY | |
US5251847A (en) * | 1991-11-07 | 1993-10-12 | Aerospatiale Societe Nationale Industrielle | Tail rotor anti-torque system for a helicopter |
RU2158908C1 (en) * | 1999-06-09 | 2000-11-10 | Рогов Анатолий Павлович | Full-scale test rig for testing flying vehicles |
CN106525404A (en) * | 2016-11-30 | 2017-03-22 | 中国直升机设计研究所 | Tail rotor stand |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018138692A3 (en) | 2020-05-12 |
RU2018138692A (en) | 2020-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102330638B (en) | Systems and methods for monitoring a condition of a rotor blade for a wind turbine | |
US3997131A (en) | Rotor means for an aircraft | |
RU95106361A (en) | Toroidal fuselage of unmanned flying vehicle | |
US20190308721A1 (en) | Integrated smart sensing systems and methods | |
EP2657130A1 (en) | Aircraft rotor with discrete flap hinge | |
CN109540452B (en) | Rotary rocket three-degree-of-freedom angular motion simulation test device | |
CN111994301B (en) | Helicopter transmission system test device and system | |
RU2722650C2 (en) | Apparatus for inspecting helicopter rotors in uncontrolled rotation mode | |
US5895012A (en) | Method and device for reducing the effect of the vibration generated by the driveline of a helicopter | |
GB2090214A (en) | Controlling Helicopter Rotors | |
EP3441309B1 (en) | Adjustable blade balance module | |
US9725166B2 (en) | Counter-rotating rotor system with static mast | |
RU122366U1 (en) | MANAGED AIRCRAFT | |
RU2594048C2 (en) | Universal bench for determining the characteristics of electric drives and propulsors of acting drone models | |
JPS6015884B2 (en) | visual display device | |
Yi et al. | Design and experimental study of a new flapping wing rotor micro aerial vehicle | |
RU2733306C1 (en) | Screw for aircraft capable of hovering | |
JP6990477B1 (en) | Flight equipment | |
CN109655270A (en) | A kind of installation of cantilever can high tachometric survey torque device | |
Bardet et al. | A contactless telemetry system for a contra-rotating open rotor test campaign | |
JP2012011990A (en) | Contra-rotating propeller motor | |
Fujizawa et al. | Control system development and flight testing of the tiger moth uav | |
He et al. | Design of single-motor nano aerial vehicle with a gearless torque-canceling mechanism | |
CN105738086A (en) | Aero-engine fan shaft rotation bending moment loading method | |
CN216410222U (en) | PGK steering engine real-time force moment measuring tool |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201103 |