SU612062A1 - Ветродвигатель - Google Patents

Description

(54) ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

На фнг. 1 изображен ве родв1гатель со сложенными лопаст ми, вид сбоку и частичиый-. разрез по механизму раскрыти  ли;:;стей; на фи1. 2 - ветродвигатель с развернутыми в рабочее положение лопаст ми, вид сбоку в разрезе; на фиг: 3 - резрез А-А на фиг. 1, по механизму регул тора оборотов; на фиг. 4 положение лопасти и уиоров иодвижного обтекател  после вывода ветродвигател  в рабочее положение до начала работы регул тора (лопасти имеют минимальный угол устаиовки д:,.,),вид сверху; на фиг. 5 положение лопасти и упоров подвижного обтекател  при работе регул тора (лопасть имеет промежуточиые углы установки), вид сверху.

Ветродвигатель содержит неподвижную часть -- статор 1 с установленным в нем нриводным агрегатом 2, например, генератором и;1и гидронасосом, который крепитс  к систе .мс выпуска аварийного источника энергии летатс;11 )Ного аппарата с помощью кронштейпа 3.

На подшипниках 4, установленных на ступице 5 статора 1, вращаетс  ротор 6. В роторе, с помощью поворотных валиков 7 (см. также фиг. 2), ПОДП1ИПНИКОВ 8, 9,осей 10 установлены .чопасти 11. На лопаст х по обе стороны относительно ее продольной оси выполнены пальцы 12 в виде двух полусфер. При положении лопасти на минимально.м угле установки эти две полусферы контактируют с толкаюихим 13 и удерживающим 14 упорами, расположенными на подвижном обтекателе 15 и разнесенными также по обе сторопы лопасти 11. Последние удерживаютс  на минимальном угле установки с помощью пружинного эле.мента , выполненного в виде торсионов 16 через грузы 17 и поводок 18,  вл ющимис  элементами центробежного регул тора ветродвигател . Обтекатель 15 крепитс  к щтоку 19, который может перемеи1.атьс  по направл ющей ./гу.;ке 20 составного корпуса 21 и св зан с пей HI попкой 22. Внутри щтока 19 выполнены шлицы, через которые посредством рессоры 23 обеспечиваетс  св зь ротора с агрегатом, наход щимс  в статоре 1. Шток 19, через упорный 1юди1ипник 24 св зан с порщнем 25, ход которого ограничен гайкой 26. В статоре 1 выполнен канал 27 дл  подачи рабочего тела (жидкости шш газа). Шток 19 с гайкой 26, упорный ПОДН1ИПНИК 24 и порщень 25 образуют механизм принудительного раскрыти  лоиастей И. Нодщипники ротора удерживаютс  гайками 28 и 29.

Грузы 17 центробежного регул тора установлены в гнездах корпуса 21 на подщипниках 30. Внутренними шлицам грузь св заны с торсиоиами 16. Второй щлицевой конец торсионов соединен с рычагами 31, которые поворачива сь на своих опорных поверхност х относительно корпуса 21, с помощью регулировочных винтов 32 обеспечивают предварительную зат жку торсионов, то есть настройку регул тора . Грузы 17 синхронизированы между собой поводком 18, который обеспечивает св зь между регул тором оборотов и поворотнымлопаст ми И ветролвигател . Поводок установлен в кориусе 21 на i.ojUhDiiMUKax v и 34 и может поворачиватьс  в них , ,ол, ограниченный упором ) 35 i j Jiioro 36 шага на корпусе 21.

На щтоке 19 с помощью пора 37 и кольца 38 установлена пружина 39. Па порщне 25 под гайкой 26 установлена тарелка 40 пружины 41.

Па поворотных валиках 7 размеплены грузы 42 дл  компенсации поперечных составл ющих центробежной силы лопастей.

Работа ветродвигател  происходит следующим образом.

Па фиг. 1 представлен ветродвигатель в нерабочем (убранном) положении. Лопасти сложены вдоль продольной оси ветродвигател 

и удерживаютс  в этом положении с по.мощью сферических пальцев 12, наход щихс  в гнезде , образованно.м толкающим 13 и удерживающим 14 упорами обтекател  15. Поворотные валики 7 наход тс  в положении, соответствующем малому углу установки лопастей 11

с помощью торсионов 16, крут пдий .мо.мент которых от предварительной зат жки через грузы 17 удерживает поводок 18 на упоре малого тага 35.

В евою очередь подвижной обтекатель 15

удерживаетс  в крайнем правом положении через щток 19, упор 37 и кольцо 38 пружиной 39. Порщень 25 в этом положении дополнительно удерживаетс  пружиной 41. В таком состо нии ветродвигатель находитс  до выпуска в ноток и подачи сигнала на раскрытие лопастей.

При подаче сигнала к выпуску аварийной системы, ветродвигатель выводитс  в набегающий воздущныйпоток из гнезда фюзел жа летательного аппарата. При этом лопасти 11 остаютс  сложенными до полного вывода ветродвигател , после чего подаетс  сигнал на раскрытие лопастей, по которому через канал 27 под поршень 25 начинает поступать рабочее тело (жидкость, газ). Преодолева  сопротивление пружин 39 и 41, порщень 25 уходит влево и через упорный подщипник 24 перемещает

щток 19 и подвижный обтекатель 15. Толкающие упоры 13 дав т на соответствующие пальцы 12 лопастей. Удерживающие упоры 14, также передвига сь в.месте с обтекателем 15, освобождают лопасти 11.

При этом на каждую лопасть 11 действуют два крут щих мо.мента, -первый из которых обеспечивает раскрытие лопастей поворотом вокруг оси 10, преодолева  юздействие скоростного напора воздуха, и второй стремитс  повернуть лопасть 11 с поворотным валико.м 7

относительно его оси вращени , преодолева  момент от закрутки торсионов 16.

В случае небольщих скоростей полета летательного аппарата и, следовательно, малых сил от воздействи  скоростного напора воздуха :3 лопасть, раскрытие происходит только пово,„jTOM вокруг оси 10, после окончани  коTopoi- .- лопасть устанавливаетс  в положение .маллч; щага и зафиксирована от самопроизBo .TijHoro складывани  до начала работы регул тора пальцами 12 и упорами 13 и 14 на

подвижном обтекателе 15.

При больших скорост х полета раскрытие лопастей происходит следующим образом.

После подъема лопасти вокруг оси 10 на некоторый угол и возрастани  сил сопротивлени  от скоростного напора воздуха момент, необходимый дл  дальнейшего ее подъема оказываетс  большим, чем момент предварительной зат жки торсиона 16, и валик 7 поворачиваетс  вокруг своей оси, разворачива  лопасть 11, как бы вывод  ее из под «ветра.

При этом сопротивление лопасти 11 юздушному потоку падает и она дополнительно раскрываетс  поворотом вокруг оси 10. Таким образом, поворачива сь вокруг двух осей врашени  и мен   свою ориентацию относительно воздушного потока, лопасти И раскрываютс  до положени , при котором начинаетс  раскрутка агрегата 2. По мере раскрутки агрегата 2 сопротивление лопастей воздушному потоку падает, растет центробежна  сила лопастей и они вывод тс  в положение, соответствуюшее минимальному углу установки.

Вывод лопасти из под «ветра в процессе раскрыти  лопастей позвол ет значительно уменьшить необходимую мощность механизма принудительного раскрыти  и снизить нагрузки на лопасть и элементы ее заделки, а как следствие уменьшить габариты и вес ветродвигател  в целом.

В процессе раскрыти  лопастей шток 19 скользит с направл ющей шпонкой 22 во втулке 20 корпуса ротора и своими внутренними шцами перемещаетс  по шлицам приводной рессоры 23, обеспечива  тем самым беспрерывную св зь между ротором ветродвигател  и приводным агрегатом 2 дл  передачи крут щего момента.

На фиг. 2 и 3 представлен ветродви.гатель с развернутыми в рабрчее положение лопаст м

При этом механизм раскрыти  лопастей находитс  в крайнем левом положении, т. е. поршень 25 упираетс  в статор 1, вследствие чего снимаетс  тем самым осева  нагрузка рабочего тела на подшипник 4, а пружины 39 и 41 полностью сжаты.

После набора ветродвигателем необходимых оборотов вступает в работу регул тор, поддерживающий обороты в заданных пределах во всем диапазоне скоростей потока и рабочих нагрузок. Это происходит следующим образов.

Регул тор находитс  в равновесном состо нии в случае равенства момента от зат жк/ горсионов 16 и центробежной силы грузов 17 лопасти установлены на угол, обеспечивающий необходимые обороты агрегата.

При превышении заданных оборотов ветродвигател  момент от центробежных сил грузов 17 увеличиваетс , которые, преодолева  момент сопротивлени  торсионов 16, поворачивают через поводок 18 валики 7, а вместе с ними и лопасти 11. Угол установки лопаст увеличиваетс , обороты падают до величины, при которой оп ть наступает равенство моментов от центробежных сил грузов 17 и торсионов 16.Когда обороты ветродвигател  уменьшаюгс  ниже заданных, гопасти под действием разности моментч з торсиона 16 и уменьшившегос  момента ч центробежных сил грузов 17. поворачиваютс  на меньший угол. Обороты ветродвигат. :  растут до величины обеспечивающей равновесное положение в регул торе.

На фиг. 4 представлена одна из лопастей, установленна  на минимальном угле ;),., когда она удерживаетс  от ск.шдывани  разнесенными по обе стороны удерживающим 14 и толкающим 13 упорг.л ,и подвижного обтекател  15.

При раскрутке агрегата и вступлении в работу регул тора лопасть 11 отходит от упоров 13 и 14, как показано на фиг. 5, и удерживаетс  в раскрытом положении центробежными силами. При снижении оборотов ниже минимально допустимых лопасть устанавливаетс  торсионамп 16 на малый угол и оп ть оказываетс  зафиксированной от самопроизвольного складывани  упорами подвижного обтекател  15, как показано на фиг. 4.

Перед убиранием ветродвигател  в летательный аппарат производитс  складывание лопастей, дл  чего снимаетс  давление жидкости или газа, подводимого по каналу 27. Под действием пружин 39 и 41, поршень 25, шток 19 и подвижный обтекатель 15 перемещаютс  вправо. Удерживающие упоры 14 воздействуют на соответствующие пальцы 12 лопастей 11, обеспечивают поворот последних вокруг осей 10 до полного складывани .

Таким образом,. такое выполнение ветродвигател  обеспечивает в процессе раскрыти  лопастей уменьшение действующих на них нагрузок , что позвол ет уменьщить габариты механизма принудительного раскрыти , а в рабочем положении - из.менение углов установки лопастей дл  поддержани  оборотов приводного агрегата в заданном диапазоне, вследствие чего повышаетс  надежность и улучшаютс  рабочие характеристики ветродвигател .

Формула мзгх5/эеЛе.би5Ь

Ветродвигатель, преимущественно летатель-. ного аппарата, содержащий расположенный на подвижном кронштейне статор с встроенным в него приводным агрегатом и размещенный в подшипника;; ротор, сн,;5женный встроенны .м в него пг гул тором оборотов и складывающимис  на щарнирах вдоль ротора лопаст ми , св з. нными через подвижный обтекатель с .механи мом принудительного раскрыти  последних , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и улучшени  рабочих характеристик , на обтекателе выполнены толкающие li удерживающие упоры, размещенные по обе стороны продольной оси каждой лопасти и взаи.модействующие с установленными на лопаст х сферическими пальцами, а шарниры лопастей расположены на поворотных валиках, св занных с установленным в регул торе оборотов пружинным элементом дл  передачи крут чиго момента от последнего на лопасти в

сторону прижати  одного из пальцев к толкающему упору обтекател .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

8

1.Патент США Л 3047762, кл. 290-55 1960.

2.Авторское свидетельство СССР № 500363 кл. F 03 D 9/00. 1974.

S

Нйдег ающ и и патан v V

(«.J