Устройство крепления лопасти к втулке винта с многослойной крепежной деталью, лопасть винта, снабженная такой деталью, и винт с такими лопастями

Устройство крепления лопасти к втулке винта с многослойной крепежной деталью, лопасть винта, снабженная такой деталью, и винт с такими лопастями

Реферат

 

Использование: изобретение относится к авиационной технике, в частности к конструкции винтов. Сущность изобретения: устройство крепления лопасти 1А, 1В к втулке винта содержит слоистую крепежную деталь 14 на конце крепежной части 4 с работающими на кручение пучками лопасти, слоистая крепежная деталь 14 опирается на оси, фиксирующие ее на втулке винта. Противолежащие лопасти 1А могут быть установлены с угловым смещением а1 относительно других лопастей 1В. Устройство может быть использовано в лопастях для многолопастных винтов с изменением шага для хвостового винта вертолета в обтекателе. Изобретение позволяет упростить и удеше-вить процесс изготовления лопастей винта. 3 с. и 15 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение касается устройства соединения лопасти с винтом с многослойной крепежной деталью, предназначенной для крепления лопасти винта, предпочтительно снабженной в основании подобной крепежной деталью, к втулке многолопастного винта с изменением шага, используемого в качестве хвостового винта, в частности в обтекателе, летательного аппарата тяжелее воздуха, а именно вертолета.

Изобретение относится также к многолопастному хвостовому винту в обтекателе с изменением шага, а также к лопасти, снабженной слоистой крепежной деталью, в частности, предназначенной для оборудования винта согласно изобретению.

Лопасть согласно изобретению, крепящаяся к втулке винта, радиально, внутренним концом (по отношению к оси втулки), по меньшей мере одного пучка из композиционного материала, работающего на кручение и предпочтительно также на изгиб крепления лопасти и известная из патентов Франции [1 и 2], содержит: жесткую оболочку с обтекаемым профилем, продолжением которой со стороны втулки винта служит комель трубчатой формы; прочный каркас, по меньшей мере часть которого расположена внутри оболочки, вдоль нее; и крепежную часть лопасти, содержащую по меньшей мере один крепежный пучок лопасти, протяженный в направлении продолжения оболочки по ее длине, при этом указанный пучок работает на кручение вокруг своей продольной оси, выполнен из композиционного материала, содержащего однонаправленные волокна, агломерированные отвержденной синтетической смолой, связан с указанным каркасом и частично выступает из оболочки лопасти, проходя через ее трубчатый комель.

Свойство протяженного пучка из композиционного материала закручиваться позволяет осуществлять управление шагом лопасти кручением пучка вокруг его продольной оси, а его гибкостные свойства позволяют ему выдерживать колебания при угловых биениях и при качании лопасти.

В обоих вышеуказанных патентах описано, что крепежная часть лопасти состоит из внутренней, в радиальном направлении, торцевой части, выступающей из оболочки и проходящей через трубчатый комель лопасти, единственного пучка слоистых нитей, который загибается на самого себя, образуя две прилегающие друг к другу или слегка разведенные, параллельные половины, составляющие большую часть, закрепленную внутри оболочки, лонжерона в виде протяженной пластины, с продольной осью параллельной оси лопасти.

Эта крепежная часть выполнена таким образом в виде петли, что позволяет индивидуально крепить каждую лопасть к втулке лопасти, надевая петлю на единственную металлическую катушку крепления, крепящуюся болтом к втулке винта.

Для этого толщина крепежной части, измеряемая по оси катушки, постепенно увеличивается от части пучка, закрепленного внутри оболочки, к свободному концу петли, огибающей металлическую катушку, а ее ширина, измеренная в направлении от передней кромки к задней кромке лопасти, постепенно уменьшается соответственно, при этом площадь сечения пучка остается неизменной.

Способы изготовления лопастей согласно указанным патентам отличаются большой длительностью и сложностью технологического процесса и, следовательно, дороги, также как и сами лопасти. Действительно, конструкция петлеобразной крепежной части этих лопастей заставляет изгибать волокна, придавая им кривизну небольшого радиуса с риском разрыва волокон при этой операции намотки слоистых нитей. Кроме того, из-за переменного радиуса изгиба волокон, в зависимости от их положения в толще пучка, причем тем меньшим, чем ближе к центру находится волокно, трудно при изготовлении мотка обеспечивать равномерное натяжение волокон, нужное для эквивалентного участия всех волокон крепежной петли в передаче растягивающих нагрузок на весь пучок. Наконец, из-за заданности площади поперечного сечения пучка слоистых нитей в крепежной части лопасти в виде петли, не представляется возможным оптимизировать геометрию поперечного сечения пучка независимо от металлической катушки крепления с целью поиска лучшего распределения внутренних напряжений и жесткости в пучке при кручении.

Задачей изобретения является устранение недостатков, связанных с конфигурацией в виде петли крепежной части лопасти, и предложение устройства для соединения лопасти с втулкой винта и лопастей указанного типа, которые обладали бы более выгодными свойствами и были бы более экономичными, чем те, которые составляют предмет упомянутых патентов.

Целью изобретения является также предложить устройства крепления лопасти, по меньшей мере частично состоящей из композиционного материала, к втулке винта и лопасть с крепежной частью, содержащей по меньшей мере один работающий на кручение пучок из композиционного материала, конструкции которых позволяют оптимальным образом использовать материал и объем, а также не разрывать и не нарушать расположение однонаправленных волокон работающего на кручение пучка крепежной части лопасти в зоне устройства крепления лопасти к втулке винта.

В частности, целью изобретения является предложить устройство для соединения лопасти с втулкой винта и лопасть вышеописанного типа, обеспечивающие улучшение усталостной прочности лопасти, и более точно ее средств крепления к втулке винта, за счет оптимизации геометрии поперечного сечения работающего на кручение пучка из композиционного материала крепежной части лопасти с целью лучшего распределения напряжений и жесткости при кручении независимо от типа средств, удерживающих лопасть, закрепленную на втулке винта.

Еще одной целью изобретения является предложить устройство соединения лопасти с втулкой винта и лопасть вышеописанного типа, конструкция которых позволила бы уменьшить стоимость их изготовления.

Для этого, предметом изобретения является устройство соединения лопасти и втулки винта, предназначенное для крепления к втулке ротора по меньшей мере одной лопасти вышеописанного типа, отличающееся тем, что оно содержит для по меньшей мере одного работающего на кручение пучка крепежной части лопасти многослойную крепежную деталь, содержащую по меньшей мере два слоистых элемента, между которыми вставляется и к которым крепится торцевой соединительный участок указанного пучка, служащий для его крепления к втулке винта, указанный торцевой участок находится со стороны, противоположной оболочке лопасти, и сплющен до плоской формы, каждый слоистый элемент содержит стопу из наложенных друг на друга по меньшей мере двух слоев волокон, связанных отвержденной синтетической смолой, по крайней мере одна из смол пучка и слоистой крепежной детали при этом жестко связывает указанные слоистые элементы с указанным торцевым участком, блок жестко связанных вместе указанной слоистой крепежной детали и торцевого участка указанного пучка опирается в сторону оболочки на средства удержания слоистой крепежной детали лопасти, закрепленной на втулке винта.

Такое устройство крепления имеет преимущество, заключающееся в том, что соединение через слоистую крепежную деталь работающего на кручение пучка лопасти со средствами крепления лопасти на втулке винта позволяет передавать этой втулке винта центробежные усилия, идущие от лопасти и воздействующие на пучок на двух уровнях: с одной стороны, происходит передача осевых нагрузок, действующих на пучок в слоях волокон слоистых элементов крепежной детали, усилием сдвига, стремящимся срезать связь между указанным пучком и указанными слоями волокон слоистых элементов; с другой стороны, происходит передача усилий, действующих на указанные слои волокон в указанных средствах удержания слоистой крепежной детали лопасти на втулке винта в виде перегрузок растяжения, сдвига и сжатия в самих слоях волокон, агломерированных смолой.

Таким образом, возможно оптимально использовать объем, предназначенный для крепления лопасти к втулке винта путем оптимального использования композиционных материалов, составляющих слоистую крепежную деталь лопасти без нарушения положения и без разрывов однонаправленных волокон работающего на кручение пучка в той части этого пучка, которая жестко соединена со слоистой деталью крепления.

Можно также оптимизировать геометрию сечения работающего на кручение пучка для получения желаемого распределения напряжений и жесткости при кручении с тем, чтобы улучшить усталостную прочность лопасти и ее крепежной части, связывающей ее с втулкой винта, без усложнения строения слоистой крепежной детали, форма и размер которой, в частности поперечное сечение слоистых составных элементов, выбираются в зависимости от вида креплений к втулке винта для того, чтобы получить возможность хорошей передачи на них усилия.

Как упомянуто выше, изобретение также имеет своим предметом лопасть винта, в частности многолопастного винта с изменением шага, используемого в качестве хвостового винта, предпочтительно в обтекателе, для летательного аппарата тяжелее воздуха, а именно вертолета, лопасть вышеописанного типа, отличающуюся тем, что по меньшей мере один пучок, работающий на кручение крепежной части лопасти, имеет со стороны, противоположной оболочке, торцевой участок для связи пучка с втулкой винта, представляющий собой сплющенный до плоского состояния участок, вставленный между двумя слоистыми элементами и жестко соединенный с ними слоистой крепежной детали, устройства крепления лопасти на втулке винта согласно изобретению.

Наконец, предметом изобретения является многолопастный винт, в частности, с изменением шага, используемый в качестве хвостового винта в обтекателе, для винтокрылого летательного аппарата, а именно для вертолета. Изобретение предлагает винт, общее строение которого аналогично известному винту [2] , габариты и привод которого могут быть сохранены неизменными с тем, чтобы многолопастный винт согласно изобретению был бы взаимозаменяемым с известным винтом.

Для решения этой задачи многолопастный винт, содержащий приводной вал, приводимый во вращение вокруг оси вращения винта, втулку винта, жестко соединенную во вращении с приводным валом, несколько лопастей, каждая из которых соединена с втулкой винта своей крепежной частью, содержащей по меньшей мере один протяженный и работающий на кручение пучок из композиционного материала, отличается тем, что каждая лопасть представляет собой лопасть со слоистой крепежной деталью согласно изобретению, крепежная часть которой соединена с втулкой винта с помощью устройства соединения лопасть-втулка винта, выполненного в соответствии с изобретением и как описано выше.

На фиг. 1 показан схематичный вид в перспективе с частичным вырывом участка лопасти со стороны ее комеля и ее крепежной части, которой она соединяется с втулкой винта (не показана); на фиг. 2 - схематичный вид сбоку с частичным разрезом устройства для соединения крепежной части лопасти, аналогичной лопасти, представленной на фиг. 1, с втулкой винта; на фиг. 3 - схематичный вид в разрезе III-III на фиг. 2, показывающий в плане слоистую крепежную деталь, форма которой отличается от формы лопасти по фиг. 1; на фиг. 4 - схематичный вид сбоку торца крепежной части лопасти с работающим на кручение пучком в виде единственной пластины и слоистой крепежной детали этой крепежной части; на фиг. 5 и 6 - соответственно, поперечные разрезы V-V и VI-VI на фиг. 4; на фиг. 7 - вид, аналогичный фиг. 4, крепежной части лопасти с несколькими работающими на кручение пучками - с двумя пластинами с одинаковыми поперечными сечениями; на фиг. 8 - разрез VIII-VIII на фиг. 7; на фиг. 9 - вид, аналогичный виду на фиг. 4, крепежной части лопасти с несколькими работающими на кручение пучками - с тремя пластинами различных поперечных сечений; на фиг. 10 - разрез X-X на фиг.9; на фиг. 11 - схематичный вид сбоку с частичным разрезом устройства для соединения лопасти с крепежной частью, образованной единственным работающим на кручение пучком в виде одной пластины, с втулкой винта; на фиг. 12 - разрез XII -XII на фиг. 11, на котором показана форма в плане слоистой крепежной детали и пластины работающего на кручение пучка лопасти; на фиг. 13 и 14 - два схематичных вида сверху двух вариантов устройства соединения лопасть-втулка винта с несколькими, прикрепленными к втулке винта, крепежными частями соседних лопастей и их крепежными слоистыми деталями; на фиг. 15 - вид, аналогичный виду на фиг.11, для лопасти из композиционного материала с работающими на кручение пучками, представляющими одно целое с каркасом лопасти по фиг.1, для хвостового винта в обтекателе вертолета; на фиг. 16 - вид, аналогичный виду на фиг. 12, для лопасти по фиг. 15; на фиг. 17 - вид, аналогичный виду на фиг. 15, для металлической лопасти, каркас которой не составляет одно целое с ее крепежной частью с работающими на кручение пучками; на фиг. 18 - вид, аналогичный виду на фиг. 16, для металлической лопасти по фиг. 17, также предназначенной для хвостового винта вертолета в обтекателе; на фиг. 19 - по существу горизонтальный разрез хвостовой части фюзеляжа или оперения вертолета, оборудованного хвостовым или рулевым винтом в обтекателе, согласно изобретению; на фиг. 20 - частичный осевой разрез винта по фиг. 19; на фиг. 21 - частичный схематичный радиальный вид сбоку с частичным разрезом винта по фиг. 20.

Показанная на фиг. 1 лопасть 1 содержит рабочую часть 2, продолжением которой со стороны, противоположной концу лопасти (не показан), служит трубчатый комель 3 лопасти, через который наружу выходит крепежная часть 4, которой лопасть 1 крепится к втулке винта.

В своей рабочей части 2 лопасть 1, в основном выполненная из композиционных материалов, содержит жесткую оболочку 5, имеющую форму желаемого аэродинамического профиля и протяженную в продольном направлении по размеру лопасти, прочный каркас, представляющий собой лонжерон б, размещенный в продольном направлении внутри оболочки 5 и расположенный параллельно продольной оси лопасти, и элемент заполнения 7, размещенный внутри оболочки 5 между лонжероном 6 и задней кромкой 8 лопасти.

Лопасть может также содержать накладку из титана или нержавеющей стали для защиты передней кромки 9, передний элемент заполнения и/или усилительные слои из композиционного материала передней части лопасти, размещенные внутри оболочки 5 лопасти, между лонжероном 6 и передней кромкой 9, а также, в некоторых случаях, упрочняющую рамку задней кромки лопасти 8 (передний элемент заполнения, защитные накладки, усилительные слои и упрочняющие рамки на фиг. 1 не показаны).

Оболочка 5 может быть выполнена в соответствии с упомянутым французским патентом [2] наложением снаружи-внутрь лопасти двух слоев ткани из стеклянных или арамидных волокон, расположенных таким образом, что, например, их основные нити перекрещиваются под прямым углом и расположены под углом в 45^o по отношению к продольной оси лопасти, и двух слоев ткани из угольных волокон, предпочтительно также перекрещивающихся в расположенных под углом в 45^o, совокупность всех этих слоев агломерируется отвержденной синтетической смолой так, что образуется полая коробчатая структура, обеспечивающая жесткость при кручении всей лопасти.

Задний элемент заполнения 7, как и передний, если он имеется, представляет собой элемент из легкого синтетического материала, например, вспененного или ячеистого, наружная форма которого соответствует внутреннему объему оболочки 5 между лонжероном 6 и задней кромкой 8 лопасти.

Лонжерон 6 состоит из единственного мотка или пучка высокопрочных, органических или неорганических, однонаправленных продольных волокон, связанных отвержденной синтетической смолой, этот моток выполнен в виде протяженной пластины, сплошного, по существу прямоугольного сечения и представляет собой лонжерон известного типа [2] из слоистых нитей из арамидного волокна, агломерированных термоотверждаемой смолой.

Своими верхней и нижней сторонами лонжерон 6 жестко связан либо непосредственно, либо через накладки из композиционного материала с оболочкой 5, в которой он размещен. Этот лонжерон б, предназначенный для восприятия центробежных усилий, действующих на вращающуюся лопасть 1, составляет своей концевой в радиальном направлении внутренней (по отношению к оси втулки винта, с которой соединяется лопасть) частью крепежную часть 4, которая выступает из рабочей части 2 лопасти, проходя через трубчатый комель 3 лопасти.

Этот комель 3 лопасти имеет оболочку, которая является продолжением тканевых волокнистых слоев, составляющих оболочку 5 и содержит, кроме того, усилительные тканевые волокнистые слои 10, которые располагаются внутри оболочки комеля 3 для придания ей необходимой толщины. Комель имеет, таким образом, вид полого цилиндра, конец которого по радиусу винта (со стороны крепежной части 4) постепенно утоньшается, а наружный (по радиусу винта) конец комеля связан с рабочей частью лопасти 2 переходным участком 11, длина которого близка к длине хорды лопасти 1. Комель 3 лопасти охвачен опорной деталью, с которой он жестко связан и которая представляет собой металлическую муфту управления шагом лопасти, которая не показана на фиг. 1, но представлена на фиг. 20 и 21 и описана ниже со ссылками на эти фигуры.

Крепежная часть 4, которая выступает наружу из оболочки 5, проходя через комель 3, содержит два крепежных пучка 12a и 12b лопасти, протяженных, как продольное продолжение оболочки 5, и более точно, как продолжение лонжерона 6, так как оба пучка 12а и 12b получены разделением на две равных половины единственного пучка в виде пластины, составляющего лонжерон 6. Каждый из пучков 12а и 12b имеет, следовательно, ту же композиционную структуру, что и лонжерон 6 из единственной пластины, с которым они составляют одно целое, пучки 12а и 12b имеют вид двух пластин с одинаковыми прямоугольными поперечными сечениями и их нижние и верхние поверхности представляют собой плоские и параллельные большие стороны параллелепипеда, соответствующего этим сечениям. Два пучка в виде пластин 12а и 12b постепенно расходятся в направлении, перпендикулярном их нижним и верхним плоским поверхностям, начиная от их конца, которым они соединены в лонжероне 6 и до их противоположных торцевых крепежных участков 13а и 13b, которыми пластины 12а и 12b, каждая из которых работает на кручение вокруг своей продольной оси, жестко соединяются друг с другом и крепятся к втулке винта слоистой крепежной деталью 14.

Слоистая крепежная деталь 14 содержит три слоистых элемента: верхний 14а, нижний 14b и вставной или промежуточный 14с, расположенные по вертикали один над другим, так что торцевой крепежный участок 13а верхней пластины 12а вставлен между верхним слоистым элементом 14а и промежуточным слоистым элементом 14с, а торцевой участок 13b нижней пластины 12b вставлен между промежуточным слоистым элементом 14с и нижним слоистым элементом 14b. Каждый из слоистых элементов 14а, 14b и 14с состоит из стопы из нескольких слоев, например из 10 - 20 слоев, неорганических или органических армирующих высокопрочных волокон, связанных синтетической отвержденной смолой. В каждом волокнистом слое слоистых элементов волокна образуют плоскую структуру, например, нетканую плоскую структуру, волокнистую плоскую балку, плетеную структуру из волокон или, что предпочтительно, ткань из предварительно пропитанных смолой волокон. Предпочтительно, чтобы армирующие волокна слоев слоистых элементов 14а, 14b и 14с и смола, связывающая эти волокна, были соответственно того же вида (или по меньшей мере совместимы с ними), что и волокна и синтетическая агломерирующая смола, составляющие пучки в виде работающих на кручение пластин 12а и 12b, которые, как и лонжерон 6, могут выполняться в виде пучка прилегающих друг к другу слоистых нитей или наложением полотен однонаправленных, предварительно пропитанных смолой волокон, например шестнадцати полотен волокон каждое толщиной в 0,13 мм, для каждой из двух пластин 12а и 12b. В этом случае каждый слоистый элемент 14а, 14b, 14с состоит, например, из стопы из 15-20 листов или слоев ткани из волокон, нити утка и основы которых направлены под углом 45^o к продольному направлению работающей на кручение пластины 12a или 12b, которая сама расположена вдоль продольной оси лопасти 1.

Три слоистых элемента 14а, 14b и 14с имеют в плане форму, расширяющуюся в обе стороны от торцевых крепежных участков 13а и 13b, имеющих по существу прямоугольную форму на продолжении и на концах пластин 12а и 12b.

Расширяющаяся по отношению к торцевым крепежным участкам 13а и 13b форма каждого слоистого элемента 14а, 14b и 14с образована боковыми сторонами этих элементов, выступающими в сторону относительно торцевых участков 13а и 13b и имеющими в той части каждого слоистого элемента, которая обращена к оболочке 5, вогнутую зону 15, обращенную в ту, или другую сторону от лопасти и к ее оболочке 5, тогда как противоположные концы лопасти слоистых элементов 14а, 14b и 14с образованы их сходящимися плоскими боковыми сторонами, образующими по существу трапецеидальные концевые участки этих слоистых элементов, причем продолжения этих сходящихся боковых плоских сторон слоистых элементов предпочтительно пересекаются на оси вращения винта, к втулке которого должна крепиться лопасть.

Для заполнения пространства, ограниченного выступающими по отношению к торцевым крепежным участкам 13а и 13b частями соседних слоистых элементов 14а, 14b и 14с, слоистая крепежная деталь 14 содержит также четыре боковых заполняющих слоистых элемента, два из которых 17а прилегают к одной из боковых сторон торцевого крепежного участка 13а между боковыми выступающими частями верхнего и среднего слоистых элементов 14а и 14с, а два других 17b, располагаются каждый, прилегая к одной из боковых сторон торцевого участка 13b и между выступающими боковыми частями среднего и нижнего слоистых элементов 14с и 14b. Эти боковые заполняющие слоистые элементы 17а и 17b имеют слоистую структуру, аналогичную структуре других слоистых элементов 14а, 14b и 14с, и их боковые стороны противоположные той, к которой они прилегают к одному из торцевых участков крепления 13а и 13b, так же, как и боковые стороны слоистых элементов 14а, 14b и 14с, имеют вогнутую зону 18, являющуюся продолжением вогнутых зон 15 слоистых элементов 14а, 14b и 14с, так же, как и плоские боковые стороны 19 слоистых боковых заполняющих элементов 17а и 17b, продолжают плоские боковые стороны 16 слоистых элементов 14а, 14b и 14с и плоская сторона 19 одного бокового заполняющего слоистого элемента сходится с плоской стороной 19 другого такого же элемента.

Отверждение одной или нескольких агломерирующих или пропитывающих смол различных волокнистых слоев различных слоистых элементов 14а, 14b, 14с, 17а, 17b и слоистых нитей или полотен однонаправленных волокон, работающих на кручение пластин 12а и 12b, а также их крепежных торцевых участков 13а и 13b обеспечивает жесткое соединение всех слоистых элементов крепежной детали 14 с крепежными торцевыми участками 13а и 13b обеих работающих на кручение пластин 12а и 12b крепежной части 4 лопасти 1.

Ниже, со ссылками на фиг. 2 и 3 описывается метод монтажа лопасти 1 в винте и, в частности, метод крепления такой лопасти 1 с помощью ее слоистой крепежной детали 14.

На этих фигурах схематично представлена крепежная часть лопасти 24, аналогичная крепежной части 4 с несколькими пучками, с двумя работающими на кручение пластинами лопасти по фиг. 1.

Оба пучка в виде пластин 32а и 32b, выполненные из композиционного материала, протяженные, с прямоугольным сечением, своей большей стороной, расположенные по хорде лопасти и разведенные на некоторое расстояние в направлении, перпендикулярном большей стороне их поперечного сечения, представляют собой две пластины, работающие на кручение вокруг своих соответствующих продольных осей так, чтобы вся крепежная часть 24 была работающей на кручение относительно продольной оси, по существу параллельной или совпадающей с продольной осью лопасти. Эта крепежная часть 24 несет на своем свободном конце, противоположном оболочке лопасти, слоистую крепежную деталь 34, верхний 34а, нижний 34b и средний 34с слоистые элементы которой имеют такую же слоистую структуру, как и слоистые элементы крепежной детали 14 лопасти по фиг. 1, и жестко соединены за счет отверждения смолы или смол агломерации с торцевыми крепежными участками 33а и 33b двух работающих на кручение пластин 32а и 32b.

В отличие от крепежной детали 14 по фиг. 1 слоистые элементы 34а, 34b и 34с слоистой крепежной детали 34 имеют в плане по существу квадратную или прямоугольную форму, ширина которой, рассматриваемая перпендикулярно продольному направлению пластин 32а и 32b, больше ширины этих пластин так, что слоистая крепежная деталь 34 значительно расширяется в обе стороны по отношению к пластинам 32а и 32b. Разумеется, боковые заполняющие слоистые элементы располагаются и в этом примере, прилегая к двум боковым сторонам торцевых крепежных участков 33а и 33b обеих пластин и между двумя слоистыми элементами 34а и 34с или 34с и 34b, между которыми вставлен и к которым жестко присоединен каждый торцевой крепежный участок 33а и 33b.

Два цилиндрических паза 35 выполнены во всех трех слоистых элементах 34а, 34b, 34с, располагаясь друг над другом и по обе стороны от продольной оси пластин 32а и 32b, в соответствии с полуцилиндрическими выемками, выполненными в слоистых боковых заполняющих элементах и с пазами такой же формы, выполненными по бокам пластин 32а и 32b, или в соответствии с поперечными сужениями этих пластин так, что слоистая крепежная деталь 34 и торцевые участки крепления 33а и 33b, с которыми они жестко связаны, могут быть закреплены в радиальной, открывающейся наружу серьге, образованной на втулке винта 36 двумя фланцами 37 и 38 этой втулки. Фиксирование крепежной слоистой детали 34 и крепежной части 24 обеспечивается двумя параллельными осями 39, вставленными в цилиндрические пазы 35 слоистых элементов крепежной детали 34 и в пазы или сужения боковых заполняющих элементов и двух торцевых участков крепления 33а и 33b, а также в два коаксиальных отверстия, выполненных в радиально выступающих фланцах 37 и 38 втулки винта 36.

Для упрощения демонтажа крепежной части 24 лопасти и ее крепежной слоистой детали 34, укрепленных на втулке винта 36, в качестве фиксирующих осей 39 используют болты, опирающиеся головкой 39а на верхнюю поверхность верхнего радиально выступающего фланца 37 втулки винта 36, а на резьбовой конец 39b болтов 39, выступающий вниз на нижней поверхности нижнего радиально выступающего фланца 38 втулки винта 36, навинчивается гайка 40, прижимаясь к этому нижнему фланцу 38.

Таким образом, лопасть, содержащая крепежную часть 24, крепится к втулке винта 36 устройством соединения или крепления лопасть-втулка винта, которое содержит, с одной стороны, жестко связанную с крепежной частью 24 лопасти слоистую крепежную деталь 34 и, с другой стороны, две съемные оси 39, съемно соединенные с втулкой винта 36, и представляет собой средства фиксации крепежной детали 34 и соответствующей лопасти на втулке винта 36, расположенные по обе стороны от работающих на кручение пластин 32а и 32b крепления лопасти, на уровне их торцевых участков 33а и 33b соединения с крепежной деталью 34, форма которой позволяет ей опираться на обе оси 39.

При работе винта центробежные силы, действующие на лопасть, создают в ее крепежной части 24 осевые усилия в работающих на кручение пучках 32а и 32b, это приводит к тому, что блок жестко связанных между собой слоистой крепежной детали 34 и торцевых участков 33а и 33b пучков 32а и 32b упирается, в направлении к оболочке, в оси 39, представляющие собой средства фиксации слоистой крепежной детали 34 и лопасти на втулке винта 36. Усилия от работающих на кручение пучков 32а и 32b крепежной части 24 лопасти на втулку винта 36 передаются последовательно на двух уровнях. Передача осевых усилий от работающих на кручение пучков 32а и 32b в волокнистых слоях слоистых элементов 34а, 34b, 34с крепежной слоистой детали 34 происходит напряжением сдвига, возникающим между пучками 32а и 32b, точнее между их торцевыми крепежными участками 33а и 33b и слоями волокон слоистых элементов. Поэтому волокнистые слои слоистых элементов состоят из ткани, в которой волокна ориентированы по направлениям нитей основы и утка, которые наклонены под углом 45^o к продольной оси пучков 32а и 32b, что обеспечивает оптимальное поведение этих волокнистых слоев в том, что касается прочности на сдвиг (срез). Поэтому также желательно, чтобы боковые слоистые заполняющие элементы тоже состояли из набора волокнистых слоев из ткани, в которой нити утка и основы были бы наклонены таким же образом.

На втором уровне передача усилий от волокнистых слоев крепежной детали 34 на оси 39 крепления к втулке винта 36 происходит за счет напряжений сдвига, растяжения и сжатия в самих волокнистых слоях.

На фиг. 2 под позицией 25 показаны плоскости сдвига на уровне границ раздела между торцевыми участками крепления 33а и 33b работающих на кручение пластин 32а и 32b и слоистыми элементами крепежной детали 34, а на фиг. 3 соответственно под позициями 26, 27 и 28 показаны плоскости сдвига, зоны сжатия и плоскость растяжения при передаче напряжений усилий от слоистых элементов крепежной детали 34 через оси 39, расположенные по обе стороны от работающих на кручение пластин 32а и 32b, на втулку винта 36.

Ясно, что лопасть 1 по фиг. 1 может крепиться на втулке винта 36 такой, как показано на фиг. 2, таким же образом и в случае, когда вогнутые боковые стороны 15 и 18 слоистых элементов крепежной детали 14 имеют опорные поверхности, соответствующие по форме тем частям наружной поверхности осей 39, в которые они упираются, то есть, когда вогнутые стороны 15 и 18, например, имеют форму четверти боковой цилиндрической поверхности того же радиуса, что и цилиндрические оси 39 крепления к втулке винта 36. Кроме того, в этом случае достаточно, чтобы съемной была одна ось 39, чтобы можно было при необходимости снять соответствующую лопасть путем извлечения ее крепежной слоистой детали из серьги крепления во втулке винта.

На фиг. 4, 5 и 6 схематично представлена крепежная часть однопучковой лопасти 41, образованной единственным работающим на кручение пучком в виде пластины 42, которая является продолжением лонжерона лопасти за пределами ее оболочки. В этом варианте с одной пластиной крепежных частей, образованных несколькими пучками или пластинами, представленных на фиг. 1 и 2, слоистая крепежная деталь 44 содержит верхний слоистый элемент 44а и нижний слоистый элемент 44b, между которыми вставлен и с которыми жестко соединен отвержденной агломерирующей смолой торцевой крепежный участок 43 единственной работающей на кручение пластины 42. Как показано на фиг. 6, слоистая крепежная деталь 44 содержит также боковые заполняющие слоистые элементы 47, каждый из которых жестко связан с помощью отвержденной смолы с боковой стороной пластины 42, а также с выступающими по отношению к этой пластине 42 боковыми частями двух слоистых элементов 44а и 44b.

На фиг. 7 и 8 представлен вариант выполнения устройства по фиг. 2, где крепежная часть 24' лопасти сохраняет многопучковую структуру с двумя пластинами 32'а и 32'b с одинаковыми прямоугольными поперечными сечениями, крепежные торцевые участки 33'а и 33'b которых вставлены между слоистыми элементами 34'а, 34'с и 34'b слоистой детали 34' и жестко связаны с ними. Но кроме этого, чтобы гарантировать хорошее взаимное расположение двух пластин 32'а и 32'b в процессе изготовления лопасти, и, в частности, на этапе отверждения одной или нескольких агломерирующих смол всех составляющих деталей крепежной части 24' и ее крепежной детали 34', между участками работающих на кручение пластин 32'а и 32'b, прилегающими к их торцевым крепежным участкам 33'а и 33'b, жестко крепится вставной элемент 29, например, из эластомера. Этот вставной элемент 29 не только служит приспособлением для установки при изготовлении, но может также играть роль амортизатора кручения, когда обе пластины 32'а и 32'b подвергаются крутящим нагрузкам кручения вокруг их продольной оси, препятствующего всякому контакту обеих пластин между ними, что могло бы вызвать нарушение слоев вдоль кромки контакта. По той же причине слоистый средний элемент 34' с крепежной детали 34' выполняется достаточно толстым, чтобы помешать всякому контакту между двумя пластинами 32'а и 32'b в случае воздействия усилий кручения на крепежную часть 24' лопасти.

На фиг. 9 и 10 представлена многопучковая крепежная часть 51 лопасти, состоящая из трех работающих на кручение пластин с разными сечениями, полученных разделением одного и того же пучка, образующего единственный лонжерон лопасти. В этом варианте верхняя 52а и нижняя 52b пластины - прямоугольные с одинаковыми поперечными сечениями, расположенные на расстоянии по обе стороны от центральной пластины 52с, имеющей большее прямоугольное сечение, чем две другие пластины при той же толщине. Крепежные торцевые участки 53а, 53b, 53с этих трех пластин вставляются каждый и жестко крепятся, между двумя из четырех слоистых элементов 54а, 54 b, 54с, 54d слоистой крепежной детали 54, из которых элементы 54с и 54d - промежуточные вставки.

Следует отметить, что в вариантах выполнения, представленных на фиг. 4 - 10, соответствующая крепежная слоистая деталь всегда содержит боковые части, выступающие по обе стороны работающих на кручение пластины или пластин крепежной части лопасти, чтобы благодаря своей форме эта слоистая крепежная деталь могла всегда опираться в направлении к оболочке лопасти на органы крепления к втулке винта, такие как оси 39 на фиг. 2.

Разумеется, крепежная часть лопасти может иметь многие варианты структуры с несколькими пластинами или многопучковые, с одинаковыми или разными сечениями. Однако если пучок или пучки крепежной части не имеют вид пластины, то по крайней мере их крепежные торцевые участки обязательно должны быть выполнены плоскими, чтобы их можно было интегрировать в слоистую структуру соответствующей крепежной слоистой детали.

На фиг. 11 и 12 схематично показано соединение с втулкой винта 46 крепежной части лопасти 41 по фиг. 4 и 6, два слоистых элемента 44а и 44b соответствующей крепежной детали 44 имеют в плане такую же форму, как и слоистые элементы крепежной детали 14, показанной на фиг. 1, выступающую по обе стороны от единственной работающей на кручение пластины 42, крепежный торцевой участок 43, который вставлен между слоистыми элементами 44а и 44b крепежной детали 44, с которыми он жестко соединен. Эта крепежная деталь имеет расширенную часть, выступающую по бокам, ограниченную с каждой стороны боковой вогнутой поверхностью 45, форма которой представляет собой четверть цилиндрической боковой поверхности, продолженной плоской боковой поверхностью, сходящейся к продольной оси пластины 42 со стороны, противоположной этой последней. Таким образом, крепежная слоистая деталь 44 и крепежный торцевой участок 43 пластины 42 могут быть закреплены в серьге, образованной нижним радиально выступающим фланцем 48 в виде кольцевого диска, жестко связанного с корпусом втулки винта 46, и верхним фланцем 47 также в виде кольцевого диска, установленного с возможностью скольжения по корпусу втулки 46. Верхний радиально выступающий фланец 47 фиксируется на втулке 46 и крепежная деталь 44 с торцевым участком 43 удерживаются, таким образом, в образованной серьге двумя болтами 49, каждый из которых проходит в коаксиальные отверстия, выполненные одно в верхнем фланце или диске 47, а другое в нижнем фланце или диске 48, на эти болты слоистая крепежная деталь опирается своими боковыми вогнутыми сторонами 45, взаимодействующими с соответствующими частями боковой поверхности болтов 49. Болты 49 опираются своими головками 49а на верхнюю поверхность верхнего диска 47, а