Устройство винта с центробежным и автоматически изменяющимся шагом регулятора

Устройство винта с центробежным и автоматически изменяющимся шагом регулятора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 62 с, ОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ устройства винта с центробежным регулятором и автоматически изменяющимся шагом.

К патенту ин-ной фирмы „Авиационная Ковпорацня Эялияэ" (Eelijse

Aviation 0orporatien), в г. Нью-Джерсей, США, заявленному 24 октября

1931 года (спр, о перв. ¹ 96487).

Действительный изобретатель ин-ц Клинтон Хэнтэр. Хээвлль (Cllnten

ttunter Кау1И).

0 выдаче патвнта опубликовано 31 декабря 1934 года.

Двйотвне патента распространяется на 1б лет от 31 декабря 1934 года.

Предлагаемое изобретение относится к пропеилерам, в которых шаг лопастей может изменяться во время вращения.

До настоящего времени. было замечено, что во время вращения пропеллера, имеющего одну или йесколько лопастей, последние постоянно стремятся повернуться вокруг их продольной оси так, чтобы их средняя плоскость совпадала с плоскостью вращения пропеллера; иначе говоря, шаг или угол наклона лопастей поитояиао стремится: к нулю.

Это вращение или скручивание лопастей есть результат действия центробежной силы, которая стремится уменьшить шаг и аэродинамическую силу, которая стремится этот шаг увеличить при некоторых условиях, причем первая из этих сил больше, чем вторая.

В результате описанного скручивания было необходимо употреблять большие и тяжелые втулки - для удержмия лопастей во время вращении пропеллера в положении, которому соответствует определенная величйна шага.

В пропеллерах are e переменным шагом приходилось прибегать к употреблению тяжелых механизмов, включающих разные типы передаточных средств, необходимых для преодолений деэивия скручивания лопастей, чтобы обеспечить увеличение их шага во время вращения пропеллера.

Одной из задач предлагаемого изобретения является конструкция нового пропеллера, в котором указанные недостатки устранены.

Другой задачей изобретения является «онструкция пропеллера, снабженного средстваии для точного уравновешивания или нейтрализации скручивания лопастей. Следующей задачей изобретения является снабжение пропеллера новыми средствами, использующими тягу лопастей для изменении угла или шага во время вращения пропеллера.

Задачей изобретения является также снабжение пропеллера с автоматически переменным шагом новыми средствами, включающими составные органы, снабженные противовесами для существенного противодействия скручиванию лопастей.

Следующей зэдачей изобретения является снабжение пропеллера, в котором шаг лопастей изменяется между определенными пределами, новыми средстваии, включающими органы, подверженные влиянию центробежной силы для ограничения наименьшего предела шага лопастей во время вращения пропеллера

s разных условиях полета.. Задачу изобретения составляет также конструкция пропеллера, в котором тяга лопастей использована новым образом для изменения их шага и в котором новые средства, подвергающиеся влиянию центробежной силы, приспособлены для сопротивления полностью или частично скручиванию лопастей и установления определенной скорости вращения пропеллера для данной поглощаемой энергии.

Следующей задачей изобретения является пропеллер, в котором составные части обеспечивают компактную конструкцию, соединяющую легкесть с максимальным коэфициентом полезного действия.

На чертеже фиг. 1 изображает горизонтальный разрез пропеллера; фиг. 2 — вид сбоку, с частичным разрезом, частей, представленных на фнг. 1; фиг. 3 — вид пропеллера в разрезе; фиг. 4 — вид, частично в разрезе, слегка измененной формы изобретения.

Предлагаекый пропеллер (фиг. 1 и 3) имеет несколько лопастей 5, несомых втулкою 6, которая вращается при посредстве продолжения приводного вала 7, в свою очередь вращаекого мотором аэрфплана.

Между приводным валом и втулкой 6 помещаются соединяющие средства, при помощи которых втулка 6 приводится в движение. Эти средства состоят из приводного блока 8, насаженного на внешнем конце приводного вала 7 и соединенного с этим последним при помощи шпонок. Приводной орган укреплен на валу неподвижно при посредстве прорезанных конусов 9 и 10, прижатых к соответствующим конусным поверхностям приводного блока при помощи гайки 11; навииченной на внешний конец вала 7.

Соответствующие приспособления против отвинчивания могут быть употреблены для закрепления гайки в неподвижном положении по отношению к приводному валу, как например, шплинт 12 и прорезанное расширяющееся кольцо 13. Втулка 6 насажена на приводной блок 8 при посредстве нескольких рядов шариковых направляющих, помещенных между втулкой и приводнык блоком.

Втулка 6 имеет пару диаметрально противоположных гнезд 14, приспособленных для принятия корней лопастей пропеллвра. Борень каждой лопасти снабжен двухраздельной муфтой 15, закрепленной на нем зажимным кольцом 16. Внутренняя поверхность каждой муфты снабжена ередствами для закрепления или захиатывания керня соответствующей дойасщ. Эщ нуисцособледия могут быть образованы окружными фланцами или заплечиками 17, сделанными на муфтах 15, которые приспособлены зацеплять соответствующие заплечики на коренных концах лопастей.

Каждая лопасть укреплена в гнезде так, что она может вращаться вокруг своей продольной оси. Для этой цели предусмотрены шариковые подшипники 18 и 19, причем последний из них помещен между окружным заплечиком или выступом 20, сделанным на муфте 15 и органом 21, ввинченным во внешний конец гнезда втулки.

Средства, предназначенные для предупреждения утечки масла из подшипника 19, состоят из заградительйого кольца 22, несомого гнездом 14 и удерживаемого в постоянном контакте с гайкой 23, навинченной на внешний конец муфты 15 при помощи расширяющейся пружины 24.

С целью вращения лопастей в гнездах 14 для изменения шага во время вращения пропеллера предусмотрены средства, которые предпочтительно включают втулку и подвержены влиянию тяги лопастей, чтобы производить изменение их шага автоматически.

Такие средства включают механическое соединение между приводным блоком и лопастями, благодаря которому шаг лопастей изменяется, когда эти лопасти и втулка двигаются вперед под действием силы тяги во время вращения пропеллера.

Несколько пружин 25 предназначены для сопротивления в,известных пределах движению втулки вперед и помещены между втулкой 6 и органом 26, который навинчен на внепший конец приводного блока 8 и закреплен неподвижно при помощи гайки 27 и шайбы 28. Бонцы пружин 25 закреплены неподвижно по отнешению к органу 26 и втулке 6 при помощи шпилек 29 и 30, Чтобы позволить втулке двигаться вперед, чашкообразный орган 26 имеет большие размеры, чем втулка и, кроме того, снабжен вырезанными чаегями 31, приходящимися против гнезд 14 втулки 6.

Орган 26 снабжен парой выступающих вбок ушков 32, к каждому из которых прикреплен орган 33, имеющий просверленные раздвоения 34 и 35, между которымн кожет вращаться один конец стержня 36, другой конец которого соединен с раздвоенным рычагом 37 таким образом, что он может вращаться вокруг точки соединения с этим органом, который .проходит через отверстие 38, сделанное s гнезде 14 втулки препеллера и накрепко соединен с кольцом 16, муфтой 15 х корнем лопасти 5 винтовым соединением 39 . и шпилькой 40 (фиг. 2).

Соответствующая защитная покрышка 41 может быть употреблена для отверстия 38; она укреплена на рычаге 37, чтобы двигаться вместе с ним.

При посредстве описаннной конструкции, во время вращения пропеллера, пружины 25 будут стремиться удержать втулку 6 в ее заднеи крайнем положении (фиг. 1), которому соответствует максимальный шаг лопастей, как показано сечением лопаста 5 (пунктир на фиг. 2); между тем, когда пропеллер вертится и тяга, производимая лопастями, достаточна, чтобы преодолеть напряжение пружин 25, втулка и лопасти передвинутся вперед по отношению к приводному блоку 8 и таков движение произведет при посредстве рычагов 36 — 37 вращение лопастей в гнездах 14 так, что шаг их уменьшится.

Во время движения втулки вперед(фиг. 2) шарнирное соединение между рычагами 36 и 37 будет двигаться в направлении, указанном стрелками а и b, так как рычаг 37 двигается свободно в отверстии 38 для изменения шага лопастей пропеллера. Данная конструкция такова, что шаг, который лопасти принимают в соответствии с величиной силы тяги, дает максимальный коэфициент полезного действия пропеллера для данных условий.

Бак уже было указано, во время вращения пропеллера сила скручивания лопастей стремится повернуть их в плоскость вращения, например, в направлении часовой стрелки (фиг. 2). Момент скручивания, который может быть разложен на две составляющие с и д, стремится при посредстве этих сил двигать втулку вперед против действия пружин 25 и растянуть или произвести натяжение в стержне 36. В результате этих сил, если они не будут каким-нибудь образом уравновешены, втулка будет двигаться вперед, тем самым уменьшая шаг лопастей до тех пор, пока напряжение пружин 25 не уравновесит скручивание и тягу или это движение не будет остановлено соответствующим упорным органом.

Для точного уравновешивания или нейтрализации момента скручивания предусмотрены средства, подвергнутые влиянию центробежной силй и скомбинированные с механическим соединением между приводным блоком и двигающейся вдоль этого блока втулкой.

Такие средства состоят из продолжения 42 рычага 37, наружная часть 43 оконечности которого снабжена винтовой нарезкой, на которую навинчивается груз 44, положение которого, таким образом, может бйть регулируемо и который может быть закреплен в урегулированном положении.

Во время вращения пропеллера (фиг. 2) груз 44, под действием центробежной силы, стремится повернуть рычаг, состоящий из плечей 37 и 42 в направлении часовой стрелки вокруг шарнирного соединения между этим рычагом и стержнем 36, в результате чего сила е, стремящаяся сжать стержень 36, уравновешивает силу И н сила f уравновешивает силу с. Таким образом, при помощи грузов 44, подверженных влиянию центробежной силы, скручивание лопастей может быть нейтрализовано действительным способом. Величина такой уравновешивающей силы может быть определена положением и размером грузов 44. Действительный вес этих грузов у поддерживающих их приспособлений может быть увеличен увеличением размеров кольца 16 в иесте винтового соединения 9 (15 на фиг. 1 и 2).

В некоторых случаях может быть интересным определить наименьший предел шага, который могут принять лопасти, чтобы ограничить скорость вращения пропеллера. Для этой цели предусмотрены средства, также подверженные влиянию центробежной силы.

Ионцы каждого из рычагов 42 — 37 имеют полую часть, в которой поиещается маленький груз 45, удерживаемый в определенном положении пружиной 46. Баждая из этих пружин удерживается в соответствующем положении, внутри полых частей этих рычагов, ввинчивающейся пробкой 47. Груз 45 и пружина 46 устроены таким образом, что во время вращения пропеллера с определен- . ной скоростью груз 45 передвигается в сторону выхода, таким образом увеличивая действующий вес груза 44, подвергнутого дейcTBHIo центробежной силы. Это увеличит силу, уравновешивающую скручивание лопасти и так как сила f может стать больше при таких условиях, чем сила с, производимая скручиванием, втулка передвинется обратно до положения, при котором эти силы уравновесятся. Это произведет некоторое увеличение шага пропеллера, что увеличит нагрузку на приводной вал и, таким образом, уменьшит число оборотов мотора.

Измененная форма изобретения (фиг. 4) сходна с конструкцией, описанной выше, с тем исключением, что изменение шага лойастей во время движения втулки под действием тяги пропеллера производится при помощи механизмов, включающих зубчатые рейки и зубчатые кольца. Этот механизм состоит из зубчатого кольца 50, укрепленного на внутреннем конце муфты 15 и приспособленного взаимодействовать с зубчатой рейкой 51, несомой ушком 32 органа 26.

Для уравновешивания или нейтрализации скручивания лопастей предусмотрены средства (фиг. 4), состоящие из кольца 52 для шариков подшипника 19, которое укреплено соответствующим образом на муфте 15 и снабжено множеством наклонных поверхностей.

Во время вращения пропеллера, под влиянием центробежной силы, стремящейся вытянуть лопасть 5 наружу, эта лопасть, благодаря присутствию наклонных плоскостей 53 на кольце 52 упорного шарикового подшипника, будет стремиться повернуться в направлении, обратном тому, в которое лопасть стремится повернуться под действием скручивания и так как центробежная сила и скручивание зависят от скорости вращения пропеллера, то скручивание может быть уравновешено при всех скоростях вращения.

Таким образом предлагаемое изобретение позволяет построить пропеллер типа с переменным шагом, в котором изменение шага лопастей производится простым и автоматическим способом. Благодаря употреблению новых средств для уравновешивания скручивания лопастей более легкий и более компактный механизм изменения шага может быть использован. Так как шаг лопастей изменяется в зависимости от тяги лопастей получается пропеллер с необыкновенно высоким козфициентом полезного действия, в котором шаг, принимаемый лопастями при разных условиях полета таков, что пропеллер дает максимум полезного действия при всех условиях. Положительность действия обеспечена средствамн, соответствующими тяге пропеллера н включающими шарнирный механизм

36 — 37, который делает конструкцию особенно подходящей для употребления на азропланах, Благодаря употреблению противовесов получается новое средство для ограничения чиеяа оборотов пропеллера и наименьшего предела шага лопастей автоматически.

Предмет патента.

1. Устройство винта с центробежным регулятором и автоматически изменяющимся шагом, отличающееся тем, что рычаги 37 регулятора непосредственно соединены с лопастями 5 с целью уравновешивания последних при повороте лопастей.

2. Устройство винта с автоматически изменяющимся шагом, отличающееся тем, что на кольце 52 (фиг. 4) упорного шарикового подшипника лопастей 5 устроена наклонная плоскость 53 для поворота. лопастей 5 под действием центробежной силы с целью уравновешивания скручивающего момента лопастей.

Типография „Советский Печатник", Ленинград, Моховая, 40, Бапатенту нн-ной фирмы „Авиационная корпораций

-Зклипс" № 40882

Эксперт И. Н. Морозов Редактор Ю. Н. Герман

Типография, Советский Печатник", Ленниград, мохов»», 40.