Узел крепления лопасти несущего винта вертолета

Узел крепления лопасти несущего винта вертолета

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к устройству несущих винтов вертолетов. Она может быть использована также в других воздушных винтах изменяемого шага, в конструкции роторов ветродвигателей и винтовентиляторов, а также в других областях техники, где необходима гибкая (торсионная) связь между двумя конструктивными элементами, например - в шасси различных видов транспорта или в муфтах специального назначения.

Известен узел крепления лопасти несущего винта вертолета, включающий осевой шарнир, состоящий из цапфы и корпуса, соединенных между собой торсионной лентой, воспринимающей центробежные нагрузки. Торсионная лента зафиксирована одной своей петлей посредством пальца, установленного в упомянутом корпусе, а второй петлей - посредством пальца, установленного во вкладыше, находящемся в полости цапфы (патент США №3942910 фирмы «Текстрон», кл. 416/141, 1976). Отсутствие опорного фланца у вкладыша сильно усложняет и соответственно удорожает конструкцию узла крепления лопасти, вместе с тем снижая его надежность.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемой конструкции (прототипом) является узел крепления лопасти несущего винта по патенту Германии №3838782 (кл. В 64 С 27/48, 1990) фирмы «Мессершмитт-Бёлков-Блом», включающий осевой шарнир, состоящий из цапфы и корпуса и присоединенный к цапфе стакан комля лопасти. Упомянутые цапфа и корпус осевого шарнира соединены между собой воспринимающей центробежные нагрузки торсионной лентой. Последняя зафиксирована одной своей петлей посредством пальца, установленного в упомянутом корпусе, а второй петлей - посредством пальца, установленного в зафиксированном от проворота вкладыше, находящемся в полости цапфы и имеющем опорный фланец, контактирующий с соответствующей ему опорной поверхностью упомянутой цапфы. Практика эксплуатации конструкции, содержащей подобный узел крепления лопасти, на вертолете Ми-26 показала ее ненадежность: наблюдались случаи отрыва одной из лопастей несущего винта вертолета по причине разрушения вкладыша - лопасть отрывалась вместе с торсионной лентой и разрушенным вкладышем, что в полете приводило к катастрофическим последствиям.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в разработке более надежного узла крепления лопасти несущего винта вертолета, т.е. конструкции, лишенной недостатков известных аналогов в части ее сложности, высокой стоимости и ненадежности, путем создания простого устройства, позволяющего предотвратить катастрофические последствия при разрушении вкладыша.

Указанная техническая задача решается тем, что в узле крепления лопасти несущего винта вертолета, включающем осевой шарнир, состоящий из цапфы и корпуса, и присоединенный к одному из этих конструктивных элементов стакан комля лопасти, где упомянутые цапфа и корпус осевого шарнира соединены между собой воспринимающей центробежные нагрузки торсионной лентой, зафиксированной одной своей петлей посредством пальца, установленного в упомянутом корпусе, а второй петлей - посредством пальца, установленного в зафиксированном от проворота вкладыше, находящемся в полости цапфы и имеющем опорный фланец, контактирующий с соответствующей ему опорной поверхностью упомянутой цапфы, на случай разрушения опорного фланца вкладыша предусмотрен уловитель вкладыша, установленный в полости цапфы и выполненный в виде второй опорной поверхности для торцевой поверхности вкладыша. При этом между торцом вкладыша и упомянутой второй опорной поверхностью установлена кольцевая прокладка трубчатого профиля из мягкого вязкого материала, например меди.

На фиг.1 показано продольное сечение заявляемого устройства; на фиг.2 - сечение по А-А фигуры 1; на фиг.3 - сечение по Б-Б фигуры 2 в увеличенном масштабе; на фиг.4 - узел вкладыша в увеличенном масштабе.

Узел крепления лопасти несущего винта вертолета (фиг.1, 2, 3) включает осевой шарнир 1, состоящий из цапфы 2 и корпуса 3, и стакан 4 комля 5 лопасти 6, присоединенный к корпусу 3 болтами 7. Цапфа 2 снабжена двумя проушинами 2а для сочленения ее с не показанным на чертежах пальцем вертикального шарнира. Упомянутые цапфа и корпус, взаимодействуя друг с другом через подшипники качения 8 и 8а, соединены между собой воспринимающей центробежные нагрузки торсионной лентой 9. Последняя зафиксирована правой своей петлей в корпусе 3 посредством пальца 10, а левой петлей - посредством пальца 11 во вкладыше 12, установленном в полости цапфы 2. При этом торсионная лента взаимодействует с пальцами 10 и 11 через коуши 13 и 13а, с помощью которых и образуются ее петли. Вкладыш 12 снабжен опорным фланцем 14, контактирующим с соответствующей ему кольцевой опорной поверхностью цапфы 2, и зафиксирован от проворота штифтом 15.

В соответствии с технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, на случай разрушения опорного фланца 14 вкладыша 12 в конструкции предусмотрен уловитель вкладыша, установленный в полости цапфы 2 и выполненный в виде второй опорной поверхности 16 (фиг.4), взаимодействующей с правой торцевой поверхностью вкладыша 12. При этом, как это хорошо видно на фиг.4, между торцом вкладыша 12 и упомянутой второй опорной поверхностью 16 установлена кольцевая прокладка 17 трубчатого профиля из мягкого вязкого материала, например меди.

Заявляемый узел крепления лопасти несущего винта вертолета функционирует следующим образом.

В процессе вращения несущего винта вокруг его оси центробежное усилие, возникающее на лопасти 6, воспринимается цапфой 2, на которую оно передается последовательно через палец 10, торсионную ленту 9, палец 11 и фланец 14 вкладыша 12. При этом торсионная лента 9, являясь гибким элементом связи, не препятствует повороту корпуса 3 осевого шарнира относительно цапфы 2 в заданных пределах. Такой поворот корпуса 3, передаваемый от механизма поворота лопасти, не показанного на чертежах, возможен благодаря наличию подшипников качения 8 и 8а. Через стакан 4 он передается лопасти 6 несущего винта, изменяя угол ее наклона и тем самым подъемную силу несущего винта в пределах от 0 до заданного максимального значения, необходимого для подъема вертолета в воздух.

В практике эксплуатации вертолетов Ми-26 наблюдались случаи отрыва одной из лопастей несущего винта вертолета по причине разрушения фланца 14 вкладыша 12, что в полете приводило к катастрофическим последствиям. Лопасть отрывалась вместе с корпусом 3, торсионной лентой 9 и вкладышем 12, лишенным фланца 14. Для предотвращения таких последствий в прелагаемой конструкции узла крепления лопасти предусмотрен уловитель вкладыша 12, описанный выше и действующий следующим образом. При разрушении фланца 14 вкладыш 12 своим правым торцом упирается во вторую опорную поверхность 16, сминая медную трубчатую прокладку 17, смягчающую удар. Тем самым предотвращается отрыв лопасти, а соответствующий прибор в кабине летчика сигнализирует о случившейся поломке. При получении такого сигнала летчик обязан немедленно совершить посадку вертолета.

Предлагаемая конструкция узла крепления лопасти несущего винта вертолета прошла стендовые испытания и показала свою высокую эффективность.

Источники информации

1. DE 3838782 С1, 01.02.1990.

2. US 3885887, 27.05.1975.

3. US 3942910, 09.03.1976.

4. Руководство по технической эксплуатации Ми-26. - М., 1988; стр.4/5, рис.2.

1. Узел крепления лопасти несущего винта вертолета, включающий осевой шарнир, состоящий из цапфы и корпуса, и присоединенный к одному их этих конструктивных элементов стакан комля лопасти, причем упомянутые цапфа и корпус осевого шарнира соединены между собой воспринимающей центробежные нагрузки торсионной лентой, зафиксированной одной своей петлей посредством пальца, установленного в упомянутом корпусе, а второй петлей - посредством пальца, установленного в зафиксированном от проворота вкладыше, находящемся в полости цапфы и имеющем опорный фланец, контактирующий с соответствующей ему опорной поверхностью упомянутой цапфы, отличающийся тем, что на случай разрушения опорного фланца вкладыша в конструкции предусмотрен уловитель вкладыша, установленный в полости цапфы и выполненный в виде второй опорной поверхности для торцевой поверхности вкладыша.

2. Узел крепления лопасти по п.1, отличающийся тем, что между торцом вкладыша и упомянутой второй опорной поверхностью установлена прокладка трубчатого профиля из мягкого вязкого материала, например меди.