RU2751168C1 - Coaxial load-bearing system - Google Patents
Coaxial load-bearing system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2751168C1 RU2751168C1 RU2020138217A RU2020138217A RU2751168C1 RU 2751168 C1 RU2751168 C1 RU 2751168C1 RU 2020138217 A RU2020138217 A RU 2020138217A RU 2020138217 A RU2020138217 A RU 2020138217A RU 2751168 C1 RU2751168 C1 RU 2751168C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotating ring
- shafts
- rotating
- attached
- swashplate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
- B64C27/58—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
- B64C27/59—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades mechanical
- B64C27/605—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades mechanical including swash plate, spider or cam mechanisms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиационной технике, а именно к несущей системе вертолета с соосно расположенными двумя несущими винтами противоположного вращения.The invention relates to aeronautical engineering, namely to a helicopter carrier system with coaxially located two counter-rotating main rotors.
Известна двухвинтовая несущая система с зеркальным расположением автоматов перекоса (RU 2383470, 10.03.2010), содержащая редуктор с двумя соосными полыми валами, вращающимися в противоположных направлениях, на которых закреплены втулки несущих винтов, цепи согласованного управления общим, дифференциальным и циклическим шагом каждого из несущих винтов, включающие два автомата перекоса. При этом внутри вращающегося вала верхнего винта, выполненного с возможностью осевого перемещения вниз относительно ступицы приводной шестерни редуктора, введена полая неподвижная колонна. Внутри колонны проходят тяги управления циклическим шагом, в верхней части колонны установлен автомат перекоса верхнего винта, а его скользящее кольцо связано тягой с дополнительным скользящим кольцом, установленным в нижней части колонны. Элементы управления верхним винтом установлены на валу и на колонне так, что перемещение вала вниз происходит без демонтажа системы управления или редуктора, а приведение в рабочее состояние - без дополнительной регулировки системы управления.A well-known twin-screw bearing system with a mirrored swashplate arrangement (RU 2383470, 03/10/2010), containing a gearbox with two coaxial hollow shafts rotating in opposite directions, on which rotor hubs are fixed, a chain of coordinated control of the total, differential and cyclic pitch of each of the carriers screws, including two swashplate. In this case, a hollow stationary column is introduced inside the rotating shaft of the upper screw, made with the possibility of axial movement downward relative to the hub of the drive gear of the reducer. The control rods for the cyclic pitch run inside the column, the upper screw swashplate is installed in the upper part of the column, and its sliding ring is connected by a rod with an additional sliding ring installed in the lower part of the column. The control elements of the upper screw are installed on the shaft and on the column so that the downward movement of the shaft occurs without dismantling the control system or gearbox, and bringing it into working condition without additional adjustment of the control system.
Известна также несущая система вертолета (RU 2412081, 20.02.2011) с сооснорасположенными несущими винтами противоположного вращения, содержащая редуктор с двумя валами противоположного вращения, на которых смонтированы втулки несущих винтов, два соединенных тягами между собой и подвижных в осевом направлении автомата перекоса, кинематически связанных с поводками лопастей и суммирующей рычажной системой управления общим и дифференциальным шагом. Втулки несущих винтов выполнены с торсионным креплением лопастей и разнесенными горизонтальными шарнирами в виде шаровых опор. Суммирующая рычажная система включает две пары двуплечих рычагов и ползун. Первая пара рычагов расположена под нижним автоматом перекоса, вторая пара рычагов и ползун - на донной части корпуса редуктора. Один из рычагов каждой пары закреплен к корпусу редуктора, другой шарнирно к нему подвешен. Ползун смонтирован в цилиндрической полости редуктора, продольная ось которой совмещена с осью вала верхнего несущего винта. Подвешенные рычаги каждой пары соединены соответственно с нижним автоматом перекоса и ползуном. Посредством тяг и качалок подвешенные рычаги соединены с управлением дифференциальным шагом, а рычаги, закрепленные к корпусу редуктора, соединены с управлением общим шагом. Управление верхним несущим винтом выполнено посредством двуплечих качалок, смонтированных на валу верхнего несущего винта подвижно вдоль его оси и кинематически связанных с ползуном, верхним автоматом перекоса и поводками лопастей. В данной несущей системе управление верхним и нижним винтом связано механически.Also known is a helicopter carrier system (RU 2412081, 02/20/2011) with coaxially positioned counter-rotating rotors, containing a gearbox with two counter-rotating shafts, on which rotor hubs are mounted, two connected by rods to each other and movable in the axial direction of the swashplate, kinematically connected with blade leads and summing lever control system for total and differential pitch. The rotor hubs are made with torsion-mounted blades and spaced horizontal hinges in the form of ball bearings. The summing lever system includes two pairs of two-arm levers and a slider. The first pair of levers is located under the lower swashplate, the second pair of levers and the slider are located at the bottom of the gearbox housing. One of the levers of each pair is fixed to the gearbox housing, the other is pivotally suspended from it. The slider is mounted in the cylindrical cavity of the gearbox, the longitudinal axis of which is aligned with the axis of the upper rotor shaft. The suspended arms of each pair are connected to the lower swashplate and slider, respectively. By means of rods and rockers, the suspended levers are connected to the differential pitch control, and the levers, fixed to the gearbox housing, are connected to the total pitch control. The upper rotor is controlled by means of two-arm rockers mounted on the upper rotor shaft movably along its axis and kinematically connected with the slider, the upper swashplate and the blade drives. In this carrier system, the control of the upper and lower rotor is mechanically coupled.
Недостатком указанных технических решений является большее количество конструктивных элементов, что влечет за собой пониженную надежность относительно предлагаемого технического решения, увеличенный вес конструкции в целом и повышенную себестоимость изготовления и обслуживания. В случае патента RU 2383470 это вызвано тем, что верхний и нижний автоматы перекоса связаны между собой кинематически посредством сложной системы тяг и качалок с большим количеством подвижных частей. Также расположение тяг управления внутри полой неподвижной колонны ведет к увеличению диаметра данной колонны и, как следствие, увеличению диаметров валов верхнего и нижнего винтов, что ведет снижению полезной нагрузки, которую может поднять вертолет. В отношении патента RU 2412081 стоит отметить, ползун сложной конструкции для управления верхним несущим винтом по общему шагу, а также механическое ограничение угла опережения управления.The disadvantage of these technical solutions is the greater number of structural elements, which entails reduced reliability relative to the proposed technical solution, increased weight of the structure as a whole and increased production and maintenance costs. In the case of patent RU 2383470, this is due to the fact that the upper and lower swash plates are kinematically interconnected by means of a complex system of rods and rockers with a large number of moving parts. Also, the location of the control rods inside the hollow stationary column leads to an increase in the diameter of this column and, as a consequence, to an increase in the diameters of the upper and lower rotor shafts, which leads to a decrease in the payload that the helicopter can lift. With regard to the patent RU 2412081, it is worth noting that a slider of a complex design for controlling the upper rotor in a common pitch, as well as a mechanical limitation of the control advance angle.
Целью заявляемого технического решения является повышение надежности сосной несущей системы вертолета, в том числе за счет уменьшения общего количества используемых деталей и узлов, удешевление производства и обслуживания вертолета в целом.The aim of the proposed technical solution is to increase the reliability of the helicopter carrying system with pine, including by reducing the total number of parts and assemblies used, reducing the cost of production and maintenance of the helicopter as a whole.
Технический результат достигается тем, что автоматы перекоса выполнены одинаковыми, что ведет к уменьшению номенклатуры изготавливаемых деталей, и упрощению обслуживания и регулировки несущей системы в целом, что ведет к снижению затрат.The technical result is achieved by the fact that the swash plates are made the same, which leads to a decrease in the nomenclature of manufactured parts, and simplification of maintenance and adjustment of the supporting system as a whole, which leads to cost savings.
Также отказ от механической связи между автоматами перекоса ведет к уменьшению количества тяг и качалок и, как следствие, к удешевлению производства и обслуживания.Also, the rejection of the mechanical connection between the swash plates leads to a decrease in the number of rods and rockers and, as a result, to a reduction in the cost of production and maintenance.
Также в виду того что, автоматы перекоса не связаны кинематически, конструкция позволяет не вводить в конструкцию конструктивно угол опережения управления, а задать его в цифровом виде, и изменять его в соответствии с режимом полета, что ведет к снижению сложности и стоимости деталей и увеличению КПД на всех режимах полета.Also, in view of the fact that the swash plates are not kinematically connected, the design allows not to constructively introduce the control advance angle into the design, but to set it in digital form and change it in accordance with the flight mode, which leads to a decrease in the complexity and cost of parts and an increase in efficiency. in all flight modes.
Такая реализация несущей системы позволяет моделировать различные системы управления вертолетом:Such an implementation of the carrier system makes it possible to simulate various helicopter control systems:
- полное управление обоими винтами;- full control of both screws;
- управление по циклическому шагу только нижним винтом;- Cyclic step control only with the lower screw;
- управление по циклическому шагу только верхним винтом.- Cyclic pitch control only with the upper screw.
Это позволяет производить исследование плюсов и минусов систем управления на одной и той же несущей системы, что ведет к снижению затрат на испытания.This allows the pros and cons of control systems to be explored on the same carrier system, leading to lower testing costs.
Применение электромеханических сервоприводов позволяет уменьшить число кинематических связей, что ведет к снижению количества деталей и удешевлению производства и обслуживания вертолета. А также позволяет сделать неподвижную колонну небольшого радиуса, что ведет к уменьшению диаметров валов, и как следствие, к снижению веса редуктора и несущей системы.The use of electromechanical servo drives makes it possible to reduce the number of kinematic connections, which leads to a decrease in the number of parts and a reduction in the cost of production and maintenance of the helicopter. It also makes it possible to make a stationary column of a small radius, which leads to a decrease in the diameters of the shafts, and as a consequence, to a decrease in the weight of the gearbox and the supporting system.
Применение в конструкции поводков управления, взамен более сложных конструктивно кожухов, ведет к снижению числа деталей и упрощению производства.The use of control leashes in the design, instead of more complex structural casings, leads to a decrease in the number of parts and simplification of production.
Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
- на фиг. 1 изображена предлагаемая соосная несущая система;- in Fig. 1 depicts the proposed coaxial carrier system;
- на фиг. 2 изображена втулка несущего винта;- in Fig. 2 shows the rotor hub;
- на фиг. 3 изображен автомат перекоса.- in Fig. 3 shows a swashplate.
Соосная несущая система состоит из верхнего несущего винта 1, нижнего несущего винта 2, автомата перекоса верхнего винта 3, автомата перекоса нижнего винта 4, стакана верхнего 5, стакана нижнего 6, верхней платформы 7, нижней платформы 8, валов 10, 13 и межвальной опоры 9, установленной для увеличения жесткости валов. Валы 10 и 13 редуктора расположены соосно и имеют противоположное вращение. Верхний несущий винт 1 смонтирован на валу 10 редуктора 11 посредством шлицевого соединения 12. Нижний несущий винт 2 смонтирован на валу 13 редуктора 11 посредством шлицевого соединения 14. Каждый из несущих винтов 1 и 2 состоит из втулки 15, в которую входит торсион 16, ступица 17, переходники 18, узлы динамической балансировки винта 19, поводки 20 и лопасти несущего винта. Невращающееся кольцо 21 автомата перекоса 3 и 4 устанавливается на стакан 5 и 6 соответственно. Посредством тяг 22 вращающееся кольцо 23 автомата перекоса 3 и 4 крепится к поводкам 20 лопасти. Невращающееся кольцо 21 автомата перекоса соединено с вращающимся кольцом 23 посредством подшипника качения 24. Невращающееся кольцо 21 автомата перекоса соединено посредством тяг 25 с качалками 26 с сервоприводами 27. Невращающееся кольцо 21 установлено на сферическом ползуне 28 и имеет возможность наклоняться относительно него. Сферический ползун 28 имеет возможность перемещаться вдоль стаканов 5, 6. Также на вращающемся кольце установлен шлиц-шарнир 29, который в свою очередь крепится к втулкам винтов 15. На невращающемся кольце 21 автомата перекоса также установлен невращающийся шлиц-шарнир 30, который в свою очередь крепится к диску сервоприводов 7 и 8. Верхний и нижний автоматы перекоса выполнены одинаковыми. Верхний автомат перекоса повернут относительно нижнего автомата перекоса на 180 градусов относительно горизонтальной плоскости.The coaxial support system consists of an
Управление вертолетом в вертикальном направлении осуществляется за счет изменения общего шага на верхнем и нижнем винтах, управление в продольно-поперечном направлении осуществляется за счет изменения циклического шага на верхнем и нижнем винте, по курсу - за счет управления дифференциальным шагом винтов.The helicopter is controlled in the vertical direction by changing the total pitch on the upper and lower propellers, control in the longitudinal-transverse direction is carried out by changing the cyclic pitch on the upper and lower rotor, along the course - by controlling the differential pitch of the propellers.
Управление общим шагом винтов осуществляется за счет синхронной подачи электрического сигнала на вход всех сервоприводов 27 и, как следствие, синхронного изменения угла установки качалок 26 сервоприводов 27 на один и тот же угол на верхнем автомате перекоса 3 и нижнем автомате перекоса 4. Так как качалки 26 сервоприводов посредством тяг 25 соединены с невращающимися кольцами 21, то невращающиеся кольца 21 и вслед за ним вращающееся кольца 23 автомата перекоса перемещаются в направлении оси вала 10 винта относительно втулок 15, за счет этого перемещения тяги 22 изменяют угол установки всех лопастей, т.к. они кинематически связаны с вращающимся кольцом 23.The control of the common pitch of the screws is carried out due to the synchronous supply of an electrical signal to the input of all servo drives 27 and, as a consequence, a synchronous change in the angle of installation of the
Управление циклическим шагом осуществляется за счет синхронной подачи электрического сигнала на вход всех сервоприводов 27, и, как следствие, синхронного изменения углов установки качалок 26 сервоприводов 27, но на такие углы, чтобы обеспечить наклон невращающегося кольца 21 автомата перекоса относительно сферического ползуна 28, и вслед за ним вращающегося кольца 23, которое посредством тяг 22 циклически изменяет углы установки лопастей на каждом обороте.Cyclic step control is carried out due to the synchronous supply of an electrical signal to the input of all
Управление дифференциальным шагом осуществляется за счет различного изменения общего шага на верхнем 1 и нижнем 2 несущих винтах.Differential pitch control is carried out by different changes in the total pitch on the
Конструкция АП позволяет изменять конструкцию несущих винтов (лопасти, втулки) в широких диапазонах, не боясь изменения потребного угла опережения, т.к. автоматы перекоса не связаны кинематически.The AP design allows you to change the design of the rotor (blades, bushings) in wide ranges, without fear of changing the required lead angle, because the swash plates are not kinematically coupled.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138217A RU2751168C1 (en) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Coaxial load-bearing system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138217A RU2751168C1 (en) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Coaxial load-bearing system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2751168C1 true RU2751168C1 (en) | 2021-07-09 |
Family
ID=76820189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020138217A RU2751168C1 (en) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Coaxial load-bearing system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2751168C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2520263C2 (en) * | 2008-05-30 | 2014-06-20 | Джило Индастриз Лимитед | Aircraft with two opposite-rotation propellers fitted on vertical shaft |
EP2084055B1 (en) * | 2006-11-15 | 2014-10-15 | Sikorsky Aircraft Corporation | Rotor system with pitch flap coupling |
US20160200432A1 (en) * | 2013-08-28 | 2016-07-14 | Sikorsky Aircraft Corporation | Weight efficient servo attachment scheme for rigid coaxial rotor control system |
RU2641552C1 (en) * | 2016-08-10 | 2018-01-18 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский институт приборостроения", АО "ГосНИИП" | Coaxial carrier system |
RU2648502C2 (en) * | 2012-05-21 | 2018-03-26 | Пол Э. АРЛТОН | Rotorcraft |
-
2020
- 2020-11-23 RU RU2020138217A patent/RU2751168C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2084055B1 (en) * | 2006-11-15 | 2014-10-15 | Sikorsky Aircraft Corporation | Rotor system with pitch flap coupling |
RU2520263C2 (en) * | 2008-05-30 | 2014-06-20 | Джило Индастриз Лимитед | Aircraft with two opposite-rotation propellers fitted on vertical shaft |
RU2648502C2 (en) * | 2012-05-21 | 2018-03-26 | Пол Э. АРЛТОН | Rotorcraft |
US20160200432A1 (en) * | 2013-08-28 | 2016-07-14 | Sikorsky Aircraft Corporation | Weight efficient servo attachment scheme for rigid coaxial rotor control system |
RU2641552C1 (en) * | 2016-08-10 | 2018-01-18 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский институт приборостроения", АО "ГосНИИП" | Coaxial carrier system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN216734823U (en) | Rotor mechanism for coaxial rigid double-rotor test bed | |
CN102658865A (en) | Coaxial drive and control structure for coaxial contrarotation rotor helicopter | |
CN106005389A (en) | Helicopter rotor wing compound motion parallel driving device | |
CN106525404A (en) | Tail rotor stand | |
RU2700323C2 (en) | Aeromechanical method of controlling configuration and flight mode of converted aircraft (convertoplane) | |
US10696389B2 (en) | Swash plate system for helicopter rotor | |
RU2751168C1 (en) | Coaxial load-bearing system | |
CN113551910B (en) | Helicopter rotor system matched bearing testing machine and method | |
RU2307766C1 (en) | Coaxial lifting system | |
CN113772118B (en) | Method for operating rotor mechanism of coaxial rigid double-rotor test bed | |
RU2412081C1 (en) | Aligned rotor system | |
US2396590A (en) | Controlling mechanism for multiple wing helicopter rotors | |
CN209112440U (en) | A kind of tilt rotor helicopter and its transmission device | |
RU2641552C1 (en) | Coaxial carrier system | |
CN216916275U (en) | Top direct-drive rotor wing device | |
CN215811626U (en) | Helicopter rotor system supporting bearing testing machine | |
RU2726560C1 (en) | Coaxial bearing system | |
RU2324626C1 (en) | Safe aeroplane of vertical take-off and landing | |
CN109018334B (en) | Tilt rotor helicopter and transmission device thereof | |
CN112345195B (en) | Test device for high-speed wind tunnel ultra-large attack angle multi-frequency compound motion | |
RU2709081C1 (en) | System of two coaxial rotors of aircraft | |
CN113212746B (en) | Shift-shaft reverse-rotation dual-rotor aircraft | |
US2529629A (en) | Rotary-wing aircraft with plural rotors | |
CN111792028A (en) | Flying saucer with rotor | |
CN110712738A (en) | Civil light aircraft |