несущий винт вертолета, лопасть винта — патент РФ 2374137
Изобретение относится к авиационной промышленности. Несущий винт вертолета включает втулку и лопасти, состоящие из лонжерона, хвостового отсека, наконечника, противовесов и обтекателя. Несущий винт снабжен высокоскоростным устройством, состоящим из устройства забора воздуха и сдува пограничного слоя, трубопровода подачи сжатого воздуха и гибкого шланга, расположенных в каждой лопасти, кольцевой емкости на втулке несущего винта и электронно-импульсного механизма управления заслонками. Устройство забора воздуха и сдува пограничного слоя расположено в концевой части лопасти, которая имеет сверхзвуковой профиль поперечного сечения и состоит из пустотелого корпуса и хвостового отсека. Пустотелый корпус имеет входные отверстия для забора воздуха в передней части, а выходные косые отверстия для сдува пограничного слоя расположены сзади и выходят в средней части верхней поверхности профиля. Внутри корпуса расположены два механизма управления входа и выхода воздуха через отверстия. В задней стенке корпуса выполнено отверстие для подачи сжатого воздуха из наступающей к отступающей лопасти. Изобретение направлено на увеличение максимальной скорости полета. 2 н.п. ф-лы, 4 ил. 
Рисунки к патенту РФ 2374137
Изобретение относится к авиации и может быть использовано для проектирования несущих винтов боевых, противолодочных, военно-транспортных и гражданских вертолетов одновинтовой, продольной и соосной схем, а также для модернизации серийных вертолетов путем замены их несущих винтов на предлагаемые.
Лопасть несущего винта вертолета рассматривается в аэродинамике как вращающееся крыло самолета, для которого применимы все ее законы с некоторыми особенностями.
Известен усовершенствованный аэродинамический профиль, содержащий верхнюю и нижнюю поверхности, на которых выполнены два изгиба, которые обеспечивают заданное изменение градиентов давления на поверхности профиля (патент US 5395071 A, срок действия с 07.03.95 г.).
Известно также, что самолеты со сверхкритическими профилями крыльев обеспечивают эффективный полет со скоростями, приближающимися к скорости звука. Закритическое течение воздуха возникает при достаточно большой скорости полета самолета, когда на крыле или фюзеляже возникает область локальных сверхзвуковых скоростей. В случае толстого профиля крыла или фюзеляжа закритическое течение может возникнуть при довольно малой скорости, соответствующей числам М=0,7÷0,75 (М — отношение скорости полета к скорости звука). Принципиальная разница между обычными и сверхкритическими крыльями обусловлена их профилями. При закритических значениях числа М от обоих полукрыльев распространяются широкие области сверхзвукового течения и возникает скачек уплотнения, который приводит к потере энергии и, следовательно, к увеличению сопротивления. Вместе с тем, повышение давления на поверхности крыла за скачком уплотнения может вызвать отрыв пограничного слоя и связанное с ним дополнительное увеличение сопротивления, сильную тряску крыла… Более плоская форма верхней поверхности сверхкритического крыла способствует уменьшению интенсивности скачка уплотнения, приводит к понижению неблагоприятных градиентов давления за скачком и к соответствующему уменьшению сопротивления. Снижение подъемной силы сверхкритического профиля крыла вследствие уменьшения кривизны его верхней поверхности компенсируется увеличением кривизны его средней линии вблизи задней кромки. Применение сверхкритических профилей особенно выгодно для самолетов, предназначенных для полетов с умеренными дозвуковыми скоростями, соответствующими числам М=0,7ч0,9 (А.Н.Пономарев «Авиация настоящего и будущего». М., Воениздат, 1984 г., стр.7-8).
В поверхности для управления ламинарным потоком выполнены перфорированные отверстия. Устройство содержит две решетки из каналообразующих элементов, размещенных в конструкции. Элементы первой решетки, расположенные в первом порядке, связывают один внутренний объем конструкции с подгруппой указанных отверстий. Элементы второй решетки расположены во втором порядке, пересекают элементы первой решетки и связывают другой внутренний объем конструкции со средой, находящейся в первой решетке. В устройстве имеется приспособление, в котором создается всасывающее усилие, прикладываемое к каналообразующим элементам второй решетки. Устройство также содержит блок для управления потоком среды в элементах второй решетки. При этом через решетки на поверхности конструкции образуются дискретные зоны давления для удерживания окружающей среды вдоль поверхности аэродинамической конструкции. (Патент US 5366177 А, срок действия с 22.11.94 г.).
Недостатками данного технического решения являются сложность конструкции устройства, большие габаритные размеры и невозможность использования для вращающихся лопастей несущего винта вертолета.
В качестве прототипа выбран несущий винт боевого российского вертолета Ми-24. Несущий винт вертолета пятилопастный, с шарнирным креплением лопастей и гидравлическими демпферами, лопасти прямоугольной формы в плане, хорда лопастей 0,58 м, профиль NACA-230, окружная скорость 217 м/с. Лопасть имеет лонжерон из алюминиевого сплава, заполненный азотом, с системой сигнализации о появлении трещин и приклеенные к нему 18 секций с обшивкой и сотовым заполнителем из алюминиевого сплава (Е.И.Ружицкий «Современная авиация. Вертолеты». Москва. Виктория. ACT. 1997 г., стр.161).
Недостатком данного прототипа является то, что максимальная скорость полета вертолета Ми-24 равна 325 км/ч и ограничена вследствие возникновения волнового кризиса на концах наступающих лопастей, увеличения зоны обратного обтекания у комлевой части и срыва потока с верхней поверхности на концах отступающих лопастей при больших углах атаки. Указанные причины ограничивают максимальные скорости всех типов существующих вертолетов.
Изобретение направлено на увеличение максимальной скорости полета всех типов боевых, противолодочных, военно-транспортных и гражданских вертолетов. Поставленная техническая задача достигается тем, что у несущего винта вертолета, включающего втулку и лопасти, состоящие из лонжерона, хвостового отсека, наконечника, противовесов, обтекателя, имеется высокоскоростное устройство, состоящее из устройства забора воздуха и сдува пограничного слоя, трубопровода подачи сжатого воздуха и гибкого шланга, расположенных в каждой лопасти, кольцевой емкости на втулке несущего винта и электронно-импульсного механизма управления заслонками, при этом устройство забора воздуха и сдува пограничного слоя расположено в концевой части лопасти, представляет собой сверхзвуковой профиль поперечного сечения и состоит из пустотелого корпуса и хвостового отсека, причем пустотелый корпус крепится к лонжерону замком типа ласточкина хвоста, имеет входные круглые отверстия для забора воздуха в передней части, а выходные косые отверстия для сдува пограничного слоя расположены в задней верхней части корпуса и выходят в средней части верхней поверхности профиля, внутри корпуса расположены два однотипных механизма управления отверстиями входа и выхода воздуха, каждый из которых состоит из заслонки и тягового реле, в задней стенке корпуса выполнено отверстие для подачи сжатого воздуха из наступающей лопасти во внутреннюю полость корпуса аналогичного устройства отступающей лопасти, устройство забора воздуха и сдува пограничного слоя имеет относительную толщину сверхзвукового профиля не более 10,4%, длину от 1/8 до 1/6 длины лопасти, ширину, равную ширине лопасти, а пустотелый корпус, равный ширине лонжерона, имеет толщину стенок не менее 5 мм.
На фиг.1 представлено пространственное положение несущего винта вертолета с четырьмя лопастями, где: концевая часть лопасти со сверхзвуковым профилем — 1, трубопровод подачи сжатого воздуха — 2, гибкие шланги — 3, кольцевая емкость на втулке несущего винта — 4, электронно-импульсный механизм управления заслонками — 5, зона обратного обтекания — 6, положение лопасти в азимуте =0° — 7, положение лопасти в азимуте =180° — 8, положение лопасти в азимуте =270° — 9, направление полета — 10, вектор набегающего потока воздуха на лопасть в азимуте =90° — 11, вектор набегающего потока в азимуте =270° — 12
На фиг.2 изображено поперечное сечение серийной лопасти несущего винта в средней части по А-А.
На фиг.3 представлено устройство концевой части лопасти со сверхзвуковым профилем по Б-Б при заборе воздуха, где: корпус — 13, обшивка — 14, сотовый заполнитель — 15, отверстия забора воздуха — 16, отверстия выхода воздуха — 17, тяговые реле 18 и 19, заслонки 20 и 21, трубопровод — 22, отверстие в задней стенке корпуса — 23.
На фиг.4 изображено сечение сверхзвукового профиля по В-В при сдуве пограничного слоя.
Несущий винт вертолета представляет собой втулку с присоединенными к ней лопастями и имеет высокоскоростное устройство, которое состоит из устройства забора воздуха и сдува пограничного слоя со сверхзвуковым профилем в концевой части каждой лопасти 1 (фиг.1), трубопровода подачи сжатого воздуха — 2, гибких шлангов — 3, кольцевой емкости на втулке несущего винта — 4 и электронно-импульсного механизма управления заслонками — 5. Лопасть состоит из лонжерона с противовесами, к лонжерону крепится металлическая обшивка с сотовым заполнителем, на передней поверхности лонжерона расположены противообледенительные ламели, прикрытые оковкой, имеется устройство сигнализации повреждения лонжерона, комлевая часть с наконечником для крепления лопасти к втулке, а к средней части лопасти замком типа ласточкина хвоста крепится концевая часть лопасти со сверхзвуковым профилем 1 (фиг.1), представляющая собой устройство для забора воздуха с давлением скоростного напора и сдува пограничного слоя (фиг.3 и 4). Устройство представляет собой пустотелый корпус 13 (фиг.3), который вместе с расположенными сзади обшивкой 14 и сотовым заполнителем 15 образуют сверхзвуковой профиль. Отличие сверхзвукового профиля лопасти (фиг.3) от традиционного (фиг.2) в том, что его относительная толщина меньше и равна не более 10,4%, верхняя поверхность имеет меньшую кривизну и посередине изогнута вниз, нижняя поверхность профиля со значительно меньшей кривизной в передней части, в задней части большая изогнутость вверх и хвостовая часть отклонена вниз. При этом переход от дозвуковой части профиля к сверхзвуковой выполнен плавным в конце средней части лопасти. В передней части корпуса устройства 13 (фиг.3) по всей его длине выполнены круглые отверстия 16 для забора воздуха с давлением скоростного напора, в задней части выполнены косые отверстия 17 для выхода сжатого воздуха в месте изогнутости верхней поверхности профиля, посередине. Внутри корпуса, спереди, и у задней стенки, вверху расположены два однотипных механизма «открытия-закрытия» отверстий входа и выхода воздуха, состоящих из тяговых реле 18 и 19, заслонок с цилиндрическими поверхностями 20 и 21. За задней стенкой корпуса 13 расположен трубопровод 22 подвода сжатого воздуха через отверстие 23 в задней стенке от наступающей лопасти.
На максимальных скоростях полета вертолета и выше (форсированных режимах полета) устройство работает следующим образом. При периодическом прохождении лопастью сектора 46° (по углу азимута от 67° до 113°) срабатывает переднее тяговое реле 18 (фиг.3), его заслонка 20 открывает отверстие забора воздуха 16 в передней части устройства с давлением скоростного напора, пропорционального квадрату средней скорости 11 (фиг.1) обтекания воздухом устройства. Эта скорость равна сумме окружной скорости вращения средней части устройства и скорости полета. При этом задняя заслонка 21 (фиг.3) устройства закрыта и сжатый воздух подается через отверстие 23 в задней стенке корпуса 13 по трубопроводу 22 за лонжероном через гибкий шланг 3 (фиг.1), кольцевую емкость 4 на втулке и трубопровод противоположной по азимуту отступающей лопасти во внутреннюю полость корпуса ее устройства. В этой лопасти при прохождении ею сектора 46° (по углу азимута от 247° до 293°) передняя заслонка 20 (фиг.4) закрыта, а задняя 21 открыта своим тяговым реле 19. Сжатый воздух, подводящийся из наступающей лопасти во внутреннюю полость корпуса 13 данной отступающей лопасти, вытекает через отверстия 17 в средней верхней части профиля за счет разности давлений скоростных напоров на концевых частях наступающей и отступающей лопастей. В этом секторе средняя скорость обтекания воздухом устройства 12 (фиг.1) равна разности скорости вращения средней части устройства и скорости полета, а давление скоростного напора значительно меньше. При увеличении скорости полета перепад давлений скоростных напоров увеличивается. Так, при окружной скорости конца лопасти 215 м/с и скорости полета 250 км/ч (70 м/с) перепад давлений равен 3,7·104H/м2, а при скорости полета 450 км/ч (125 м/с) перепад равен 6,6·104 H/м2.
За один полный оборот каждой лопасти на форсированных режимах полета вертолета передняя заслонка 20 (фиг.3) устройства открывается своим тяговым реле 18 только в секторе 46° (по углу азимута от 67° до 113°), в остальных положениях лопасти реле обесточено и заслонка закрыта. Задняя заслонка 21 (фиг.4) за один полный оборот каждой лопасти открывается только в секторе 46° (по углу азимута от 247° до 293°), а в остальных положениях лопасти ее тяговое реле 19 обесточено и заслонка 21 закрыта. Срабатывание обоих тяговых реле устройства происходит от электронно-импульсного механизма 5 (фиг.1), например, по аналогии с распределителем электронного зажигания автомобиля, детали которого расположены на верхней крышке и на валу главного редуктора, передача сигналов по электрическим проводам, расположенным за лонжероном в сотовой части каждой лопасти.
Таким образом, применение несущего винта вертолета с высокоскоростным устройством позволяет увеличить скорость полета выше максимальной за счет сверхзвукового профиля концевых частей лопастей, который отодвигает на большие числа М возникновение волнового кризиса для наступающих лопастей и позволяет увеличить критический угол атаки, при котором происходит срыв потока с верхней поверхности концов отступающих лопастей, а также увеличить их подъемную силу за счет большей кривизны профиля и сдува пограничного слоя, что полностью компенсирует увеличение зоны обратного обтекания 6 (фиг.1) при увеличении скорости полета. Полеты на этих форсированных режимах позволяют повысить боевые возможности и боевую эффективность отечественных вертолетов. Предлагаемое устройство работает без дополнительных затрат энергии, имеет относительно простую конструкцию по сравнению с конструкцией адаптивных крыльев самолетов, по аналогии с которыми можно было бы создать адаптивные лопасти несущего винта вертолета.
Общая площадь отверстий забора, выхода воздуха, диаметр трубопроводов подачи сжатого воздуха, гибких шлангов, объем и размеры кольцевой емкости на втулке несущего винта определяются из газодинамического расчета для конкретного типа вертолета. Высокая эффективность работы предлагаемого изобретения обеспечивается при четном количестве лопастей несущего винта.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Несущий винт вертолета, включающий втулку и лопасти, состоящей из лонжерона, хвостового отсека, наконечника, противовесов и обтекателя, отличающийся тем, что он снабжен высокоскоростным устройством, состоящим из устройства забора воздуха и сдува пограничного слоя, трубопровода подачи сжатого воздуха и гибкого шланга, расположенных в каждой лопасти, кольцевой емкости на втулке несущего винта и электронно-импульсного механизма управления заслонками, при этом устройство забора воздуха и сдува пограничного слоя расположено в концевой части лопасти, которая имеет сверхзвуковой профиль поперечного сечения и состоит из пустотелого корпуса и хвостового отсека, причем пустотелый корпус крепится к лонжерону замком типа ласточкин хвост, имеет входные круглые отверстия для забора воздуха в передней части, а выходные косые отверстия для сдува пограничного слоя расположены в задней верхней части корпуса и выходят в средней части верхней поверхности профиля, внутри корпуса расположены два однотипных механизма управления отверстиями входа и выхода воздуха, каждый из которых состоит из заслонки и тягового реле, в задней стенке корпуса выполнено отверстие для подачи сжатого воздуха из наступающей лопасти во внутреннюю полость корпуса аналогичного устройства отступающей лопасти.
2. Лопасть несущего винта по п.1, отличающаяся тем, что ее устройство забора воздуха и сдува пограничного слоя имеет относительную толщину сверхзвукового профиля не более 10,4%, длину от 1/8 до 1/6 длины лопасти, ширину равную ширине лопасти, а пустотелый корпус устройства, равный ширине лонжерона, имеет толщину стенок не менее 5 мм.
www.freepatent.ru
Сверху у вертолета пропеллер или лопасти?
Несущий винт там)) ) Лопасти- одна из его составных частей, а его устройство довольно сложное, и стишок получился бы очень длиный А Карлсон вообще летает только в мультфильме, но это к делу не относится)) ) Мультфильм-то замечательный. Копипасты кусочек по теме ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ВЕРТОЛЕТ — летательный аппарат, который может вертикально взлетать и садиться, неподвижно висеть в воздухе, перемещаться в любом направлении. Это происходит благодаря вращению несущего винта, который создает и подъемную силу, и тягу. У несущего винта есть еще одно прекрасное свойство. Если в полете вдруг откажет двигатель, то винт послужит парашютом. Для этого пилот отсоединяет вал винта от вала двигателя, и набегающий поток воздуха раскручивает винт как ветряную мельницу. В результате машина совершает плавный спуск и посадку. Сегодня в Аэрофлоте работают вертолеты двух типов: марки «Ми» — с одним несущим винтом, и марки «Ка» — с двумя, расположенными друг над другом. У вертолетов с одним несущим винтом есть еще рулевой винт, который устанавливается на длинной хвостовой балке. Этот винт уравновешивает разворачивающий момент от несущего винта, а также он нужен для путевого управления (поворота вертолета относительно вертикальной оси) . В продольном и поперечном направлениях вертолетом управляют с помощью наклона плоскости вращения несущего винта (то есть изменением направления вектора тяги) . Для этого несущий винт снабжен автоматом перекоса. Этот механизм поворачивает лопасти оносительно их оси (изменяет углы установки) при вращении винта так, что с одной стороны описываемого лопастями диска подъемная сила становится больше, а с другой стороны — меньше. В результате вектор тяги несущего винта наклоняется в нужную сторону. А чтобы лопасти могли поворачиваться, они крепятся к втулке винта на шарнирах. С помощью автомата перекоса пилот изменяет также величину тяги несущего винта. Делается это путем одновременного увеличения или уменьшения углов установки всех лопастей (то есть меняется «общий шаг» несущего винта) . В результате вертолет поднимается или снижается. Управляют вертолетом с помощью ручек, педалей и рычагов. Пилот отклоняет ручку в сторону, куда он хочет лететь (вперед, назад, вбок) . Ручка связана с автоматом перекоса, который поворачивает лопасти несущего винта так, что вертолет летит в нужном направлений. Педали служат для путевого управления. С их по- мощью меняется тяга рулевого винта и вертолет поворачивается в нужную сторону (у вертолета с одним несущим винтом) . У двухвинтовых машин при отклонении педалей меняются углы установки обоих несущих винтов, Для изменения общего шага несущего винта существует рычаг «шаг — газ» . Называется он так потому, что одновременно меняет не только углы установки (шаг) лопастей, но и мощность двигателя. Например, пилот хочет подняться на большую высоту. Для этого необходимо, во-первых, увеличить углы установки всех лопастей (то есть общий шаг) . Во-вторых, нужно сделать так, чтобы лопасти вращались быстрее, а это требует увеличения мощности двигателя, что пилот и делает с помощью рычага «шаг — газ» . Иногда для улучшения устойчивости и управляемости вертолетов на них устанавливают хвостовое оперение как у самолетов; стабилизаторы (управляемые или неподвижные) и кили с рулями направления. И еще во многом вертолет похож на самолет — у него есть двигатель, кабина экипажа, пассажирский салон или грузовой отсек, шасси, различные самолетные приборы. <img src=»//otvet.imgsmail.ru/download/470666c766c9585043f0a2a4a930a000_i-3641.jpg» >
Пропеллер состоит из двигателя, стержня и лопастей
конечно лопасти
Пропеллер состоит из лопастей… Как хотите, так и называйте, летать он от этого хуже не будет…
лопасти, посмотри конструкцию вертолёта <a href=»/» rel=»nofollow» title=»7301973:##:http://www.aviastar.org/helicopters_rus/nato-90-r.html» target=»_blank» >[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]</a>
У вертолёта, то что сверху называется лопасти, сзади пропепеллер, а вот у самолёта винт.
Пропеллер или по лругому воздушный винт, это как раз и есть то, что у самолёта спереди, а у вертолёта сзади и сверху. И сосотоит пропеллер из лопастей, Бывает двухлопастный, трёхлопастный и т. д. Так что сказать пропеллер крути, конечно же можно.
Пропеллер и есть винт с лопастями.
Пропеллер т. к лопасти тоже относятся к пропеллеру.
У вертолёта: Сверху — несущий винт Сзади — стабилизирующий винт У вертолётов соосной схемы стабилизирующего винта нет, а несущих винтов два.
touch.otvet.mail.ru
Самодельный вертолет своими руками. Самодельный вертолет: пошаговая инструкция :: SYL.ru
Кто не мечтал иметь собственный вертолет? Наверное, об этом задумывался каждый ребенок и каждый мужчина. Ведь мужчины это большие дети. О вертолетах ходит много разных историй. Например, девушка, которая везла в метро для мужа коробку с моделью данного аппарата, еще ни разу не получала такого внимания от других мужчин. Естественно, окружающих интересовала вовсе не девушка, а именно эта модель.
Сегодня можно купить практически все что угодно. В широком ассортименте в магазинах предлагаются различные модели самолетов или коптеров. Но купить легко, а самодельный вертолет − это очень интересно. Ведь здесь нужно придумать конструкцию, продумать до мельчайших деталей привод и мотор, сделать систему управления. Это большой труд. Обычно таким занимаются любители техники или инженеры в свободное от работы время. Но существует информация и не только о моделях этой летающей техники. Есть вполне реальные, воплощенные в металле летающие машины.
Сегодня можно встретить даже целые субкультуры людей, которые конструируют, изготавливают и запускают такие самодельные самолеты и вертолеты. Это настоящие энтузиасты в этой области.
Первый вертолет
Прежде чем заниматься изготовлением самодельных аппаратов, нужно разобраться, как же эта штука работает, как она устроена, за счет чего она поднимается в воздух.
Первый геликоптер удалось поднять в воздушное пространство в 1907 году. Для тех, кто не в курсе, это произошло через 4 года после первых полетов величайших изобретателей братьев Райт на их самодельной летающей машине.
Вертолет был создан французскими любителями неба. Братья Бреге дали своему летательному аппарату имя «гироплан». Он весил порядка 578 кг. Бензиновый мотор обладал мощностью в 45 л. с. Аппарат комплектовался четырьмя несущими винтами диаметром 8,1 м. Также на каждом отдельном винте были установлены еще 8 лопастей. Они были соединены между собой попарно. Также геликоптер имел четыре вращающихся крыла бипланового типа. Так, тяга летательной конструкции составляла порядка 600 кг.
Это, можно сказать, самодельный вертолет. Ведь они собирали его из подручных средств. В итоге он смог подняться на 60 см над землей. Аппарат провисел над поверхностью какую-то минуту.
Разница в четыре года между изобретением самолета и вертолета можно объяснить лишь сложностью конструкции геликоптера.
Конструкция
Существуют несколько видов коптеров. Их подразделяют по типам. Это одновинтовые, соосные, а также поперечные и продольные. Особо распространены первые два. Давайте посмотрим, как же работают эти летающие конструкции. Если знать, как устроен аппарат, а также его принцип действия, то собрать самодельный вертолет своими руками не составит особого труда, лишь бы желание было.
Одновинтовая схема
Конструкция состоит из фюзеляжа, впереди которого располагается кабина для размещения пилотов. Остальное место предназначено для размещения пассажиров или же грузов. Справа и слева, рядом с шасси крепятся баки для топлива. Также конструкция включает два газотурбированных двигателя. Каждый из них обладает мощностью в 1500 л. с. Спереди, прямо над кабиной пилотов, расположены воздухозаборники, сзади выхлопная система.
Самая сложная часть в этой конструкции − автомат перекоса и несущий винт, а также хвостовая балка, на которой закреплен рулевой винт.
Соосная схема
Составляющие этой машины мало чем отличаются от предыдущего типа. В промышленных и военных машинах разве что моторы мощней. Также отличием является наличие 2-х несущих винтов. Геликоптеры, построенные по такому принципу, не имеют управляющего винта. Однако комплектуются вертикальным стабилизатором.
Как и почему они летают?
Если вы поставите обычный бытовой вентилятор на колесную базу и запустите его на максимальной мощности, то он вместе с базой будет перемещаться в сторону, которая противоположна потоку воздуха. Это все из-за тяги, которая создается элементом.
Ту же самую функцию выполняет и вертолетный винт. Именно последняя деталь выполняет основные задачи по подъему летательного аппарата. Также винт заставляет машину двигаться в горизонтальной плоскости. Это одна из сложнейших деталей вертолета.
Несущий винт
Этот узел состоит из втулки и лопастей. Лопасти могут быть исполнены в виде цельной конструкции из металла либо же лонжерона, а также обшивки и заполнителей.
В современных лопастях промышленных и военных геликоптеров установлены системы, в которые полностью в автоматическом режиме закачивается воздух, если лонжерон каким-то образом повредится. В 1963 году произошла вертолетная революция, и лопасти машины стали производить на основе стеклопластика. Сегодня такие детали используют на большинстве вертолетов во всем мире. Но, если есть доступ к производству различных элементов из такого материала, самодельный вертолет тоже можно укомплектовать ими.
В большинстве случаев лопасти были закреплены на втулке при помощи шарниров или же различных гибких элементов. В вертолетостроении особо распространена трехшарнирная конструкция. Она имеет шарнир в горизонтальной плоскости, а также вертикальный и осевой элемент.
При полете такой машины лопасти порой совершают самые разные движения. Они могут совершать вращение вокруг горизонтальной оси винта и менять свое положение на каждый оборот.
Лопасти и шарниры
Шарниры располагаются в очень строго определенной последовательности на определенном расстоянии от центра. Вначале идет горизонтальный, далее вертикальный, а в конце осевой шарнир.
К чему все это? А вот к чему. Лопасти винта вращаются вокруг оси по часовой стрелке. При положении 90 градусов скорость, с которой двигаются лопасти в отношении потоков воздуха, является максимальной. Она складывается из той, с которой вращается винт, и непосредственно скорости воздуха, идущего навстречу машине.
На противоположной стороне данное значение минимальное. Оно от воздушного потока. Казалось бы, такая разность скоростей не может способствовать подъему летательного аппарата в воздух. Но нет. Так как лопасти закреплены на втулке посредством гибких элементов, то вместо опрокидывания машины остается лишь сменить угол наклона.
Процесс подъема геликоптера в небо и сам полет происходит вследствие того, что изменяется угол атаки лопастей. Это синхронизируется с тягой двигателя. Чтобы можно было синхронизировать работу лопастей и моторов, был изобретен так называемый автомат управления углом атаки, или элемент перекоса. Данный узел обладает достаточно сложной конструкцией. Поэтому самодельный автомат перекоса вертолета сделать не так уж просто. Хотя чертежи этого узла существуют.
Радиоуправляемые вертолеты своими руками
Еще около пяти лет назад радиоуправляемые модели были в диковинку для многих. Люди сбегались посмотреть на это чудо. Сегодня такая техника предлагается в самых различных комплектациях. Большинство предпочитает полностью готовые комплекты. Но есть и детали для самостоятельного изготовления.
Готовимся к сборке
Если есть желание собрать геликоптер своими силами, то стоит начать с более простых схем. Это в большинстве случаев два несущих винта на одном шасси. Такие модели обладают более высокой стабильностью, нежели их аналоги в классической компоновке. Это идеальный вариант для тех, кто ни разу не летал. Также подобные конструкции являются идеальным вариантом, если придется летать в закрытых пространствах.
Прежде чем собирать самодельный мини-вертолет, следует воспользоваться основными правилами. Для начала нужно придумать либо разработать схему. Затем следует правильно подобрать материалы и необходимый инструмент. Резьбы, а в особенности в металле, лучше посадить на фиксатор резьбы. Это необходимо для безопасности.
Необходимые материалы
Чтобы изготовить такую летающую технику, понадобится пластик, стеклопластик, дерево, карбон и алюминий. Также нужен двигатель, аккумуляторы, лопасти, ротор, редуктор для хвоста. Кроме этого, понадобиться сервоприводы для управления, электронные компоненты, краска, клей и некоторые мелочи.
Самодельный радиоуправляемый вертолет в несколько этапов
Сейчас мы посмотрим, как делать такую модель из того, что есть в гараже у каждого. Сборка будет производиться в несколько шагов. Давайте рассмотрим их.
Рама
Итак, для начала работы нам нужно рама. На ней будут закреплены основные детали и узлы. Этот узел должен иметь высокую жесткость. Чем жестче получится конструкция, тем лучше.
Для хобби-техники будет достаточно пластиковой рамы из двух половин. Между двумя частями будут зажаты подшипники и другие части. Затем половинки нужно стянуть саморезами. Если вам удалось изготовить раму по данному принципу, стянув и скрепив ее правильно, можете считать, что треть всей работы уже выполнена.
Мотор
Если вы не хотите долго рассчитывать при помощи специализированных программ передаточные отношения и мощность двигателя, лучше сделать так, чтобы мотор соответствовал рекомендациям производителя. Мотор крепится к раме. Крутящий момент будет передаваться на сцепление. Для этого дополнительно монтируют резиновую муфту.
Сцепление
На самодельный вертолет своими руками нужно установить систему центробежного сцепления. Оно должно включать в себя маховик и кулачки, а также «колокол». Когда обороты дойдут до нужного уровня, кулачки раздвинутся и войдут в зацепление с ним.
Ротор
Если модель спроектирована по схеме с одним несущим ротором и рулевым винтом, то это очень простая модель для реализации. Как поступать далее? Между мотором и ротором нужно смонтировать обгонную муфту. Она предназначена для того, чтобы механизм мог свободно вращаться по инерции.
Хвостовая балка
Данная деталь может быть изготовлена из алюминия, карбона или углепластика. Здесь важна жесткость. Внутри балки нужно расположить ременную передачу или же вал, через который вращение мотора будет передаваться на ротор на хвосте.
Управление шагом хвостового ротора
Самодельный вертолет предусматривает наличие машинки для управления хвостовым ротором. Так, можно применить длинную тягу через промежуточные качалки.
Шасси
Чтобы аппарат был более устойчивым, его необходимо оснастить шасси. Это позволяет смягчать удары и предотвратить возможные опрокидывания машины. Данный узел можно купить или же сделать самостоятельно из алюминиевой трубы и поперечин из пластика.
Капотная часть
Это больше декоративная деталь, хотя она несет и противоударную функцию. Для изготовления подойдет пластик. Чем он легче, тем лучше.
Электронная система
Без гироскопа, приемника, аккумуляторов и сервоприводов усилия просто обречены на провал. Самодельный вертолет на радиоуправлении не взлетит без вышеперечисленных деталей. Электронику тоже монтируют в корпусе летающей машины. Чтобы обеспечить безопасность, в электронную часть можно добавить выключатель и индикаторы заряда ботовых батарей.
Несколько советов
В качестве пульта для управления лучше приобрести готовое устройство. Собрать такое устройство с нуля не каждому под силу. Также нужно помнить, что в конструкции летательного аппарата не должно быть тяжелых моторов или аккумулятора. В противном случае машина не полетит в силу большой снаряженной массы.
Сделать своими руками вертолет − очень увлекательное занятие. Но летать с ним — это настоящее искусство. Полеты самодельных вертолетов − особенное зрелище. Если научиться управлять аппаратом виртуозно, тогда вы определенно вызовите восторг у окружающих.
Лопасти для вертолетов
Все те, кто регулярно летают с такими моделями, знают, как часто ломаются данные элементы. Особенно часто с этим сталкиваются начинающие летчики. Играть с вертолетом хочется, но постоянно приобретать эти детали − совсем не выход. К тому же и цена на них внушительная.
За час времени можно сделать четыре самодельные лопасти для вертолета. Для изготовления понадобятся пластиковые карточки без тиснения, а также целые лопасти. Целые детали будут использованы в качестве шаблона.
Одну из лопастей следует избавить от профиля. Для этого можно прогреть ее на газу, а затем расплющить об стол или любой другой предмет. Главное, делать это не слишком сильно. Затем, нужно обвести по шаблону, например, ножом. Резать необходимо несколько раз без нажима, а затем раз от раза усиливать нажим. Далее, аккуратным движением пластиковая карточка надламывается и дальше прорезается.
Так получилась заготовка. Теперь необходимо сделать ее тоньше. Для этого нужно шкуркой зачистить ее от второй трети ее размера. Затем переходимо к созданию профиля. Здесь необходимо свернуть тряпку в рулон, а нашу заготовку подогреть до мягкости. Нагревать нужно с широкой стороны. Затем, когда она уже достаточно мягкая, можно положить ее на рулон из ткани. Для того чтобы получить нужный профиль, достаточно прижать сверху заготовку заводской лопастью.
Другие самодельные аппараты
Далеко не все предпочитают самодельный вертолет на пульте управления. Некоторые любители техники предпочитают собирать вполне серьезные машины. Они выглядят почти как настоящие геликоптеры, просто изготовлены в большинстве достаточно кустарно. Но это все-таки хобби.
Например, парень из Нигерии, который учится на физическом факультете, увлекается тем, что разбирает на запчасти старую автомобильную технику и собирает из этого настоящий самодельный вертолет. Чертежи парень разрабатывает также сам.
Про очередное свое детище нигерийский физик говорит, что собирал машину порядка восьми месяцев. Этот аппарат поднимался над нигерийскими землями более 6 раз. В качестве материала был использовать алюминиевый лом.
Данный плод инженерной мысли оснащен мотором от автомобиля «Хонда». Двигатель имеет мощность в 133 л. с. В кузове установлены сидения от «Тойоты». Другие комплектующие были от «Боинга», который терпел крушение неподалеку.
Еще один самодельный вертолет из бензопилы стал возможностью для заключенного организовать побег из тюрьмы. Правда, конструкция его была проста до банального. Заключенный приделал к бензопиле деревянный винт. Это дало возможность мужчине без труда преодолеть на таком «хеликоптере» более 100 метров.
А 82-летний житель Рязани, несмотря на свой возраст, увлекается авиацией и вертолетостроением. Токарь, фрезеровщик да и вовсе большой мастер собрал свой первый летательный аппарат в 30-летнем возрасте. Он тогда работал на одном из заводов в Алма-Аты. Там он познакомился с одним летчиком, а тот помог ему сконструировать самодельный одноместный вертолет.
Хоть этому вертолету уже порядка 50 лет, старый специалист все еще продолжает конструировать все новые и новые машины. Сегодня со своим сыном он пытается собрать еще одну модель аппарата. Сборка началась прямо во дворе, затем переехала в гараж.
В Харькове тоже живет один любитель вертолетной техники. Конечно, на его машине нельзя полетать над землей. Его вертолет оснащен автопилотом, а управление осуществляется по радиоканалу. Эта конструкция отличается наличием автопилота. Вертолет может облететь по 200 точек по заранее заданному маршруту, а также вернуться туда, откуда аппарат взлетал ранее.
Заключение
Вот мы и узнали, как сделать самодельный вертолет. Как видите, при должном уровне навыков и информации можно собирать достойные летательные аппараты.
www.syl.ru
Блог милитаристов. Оружие и выживание.
Сегодня я расскажу вам про вертолеты. Не знаю, как вы, но лично я просто по уши влюблен в эти машины. Влюблен как визуально, так и просто обожаю их потроха и внутренности. Потому что вертолет — это, по–моему, самая крутая машина из всех, которые только строил человек.
Внутри будет много подробностей про вертолеты, их техническое устройство, много картинок, разоблачение стереотипов и заблуждений, а также интересные факты
Сразу должен сказать, что я являюсь просто помешанным любителем, никогда не получал специального образования в области вертолетостроения . C самого детства зачитал книги по их устройству до дыр, и сейчас грежу мечтой построить свой вертолет.
Вообще, вертолетов бывает много разных, я приложу сначала картинку, которая показывает некоторые типы вертолетов.
Буду рассказывать в основном о двух типах вертолетов: соосных под цифрой I и классической схемы под цифрой V, потому что во всем мире это самые распространенные схемы.
Вертолет — это машина компромисса. Трудно рассказать о том, как она устроена в одну историю, потому что одна тема задевает другую, другая тема задевает третью.
Сначала поговорим о самом просто и очевидном: у каждого вертолета есть двигатель и трансмиссия, посредством которой момент передается на винты.
Вроде такая очевидная вещь, но тут тоже есть свои нюансы: идеальный двигатель для вертолета должен обладать следующими параметрами: должен быть надежен, обладать высокой энерговооруженностью, желательно обладать
oboronadaily.com
Несущий винт вертолёта — это… Что такое Несущий винт вертолёта?
- Несущий винт вертолёта
- Несущий винт вертолёта
-
воздушный винт, предназначенный для создания аэродинамических сил, необходимых для осуществления полёта, а также для управления вертолётом. По характеру обеспечения вращательного движения различают Н. в. с механическим приводом и с реактивным приводом.
Н. в. состоит из лопастей и втулки, устанавливаемой на валу. В зависимости от конструкции втулки несущего винта, к которой крепятся лопасти, различают шарнирные и жёсткие Н. в. К основным параметрам Н. в. относятся: диаметр, число лопастей, заполнение несущего винта, частота вращения винта.
Диаметр Н. в. устанавливается из условия обеспечения оптимальной нагрузки на ометаемую поверхность. Число лопастей выбирается в зависимости от заполнения и требований прочности лопасти. Применяют Н. в. с числом лопастей от 2 до 8. Двухлопастные винты характеризуются повышенным уровнем вибраций и требуют дополнительных средств для его снижения. С увеличением числа лопастей значительно возрастает масса втулки, а из-за увеличения суммарной массы приходится облегчать лопасти, что вызывает трудности в обеспечении необходимой жёсткости лопастей.
В зависимости от положения Н. в. в потоке воздуха различают два основных режима работы: режим осевого обтекания, когда ось втулки винта расположена параллельно набегающему невозмущённому потоку, и режим косого обтекания, при котором поток воздуха набегает на Н. в. под углом к оси втулки. В режиме осевого обтекания винт работает на стоянке, при висении, при вертикальном наборе высоты и при вертикальном снижении вертолёта. У шарнирного Н. в. в режиме осевого обтекания каждая лопасть находится в равновесном положении при действии аэродинамических сил, силы тяжести и центробежной силы, а её продольная ось описывает конус, вершина которого расположена на оси втулки. Плоскость, проходящая через концы лопастей вращающегося винта, называется плоскостью концов лопастей. При осевом обтекании она параллельна плоскости вращения, в которой лежат оси горизонтальных шарниров (ГШ). Угол между плоскостью вращения и продольной осью лопасти называется углом конусности. В плоскости вращения под действием сил сопротивления вращению лопасть отклоняется в вертикальном шарнире (ВШ) от плоскости, проходящей через ось вращения винта и ось ВШ на угол, который называется углом отставания лопасти.
В режиме косого обтекания винт работает при горизонтальном полёте вертолёта и при полёте по наклонной траектории. В этих условиях непрерывно изменяется положение лопасти относительно воздушного потока, а следовательно, изменяются скорость обтекания каждого элемента и действующие на него аэродинамические силы, что вызывает маховое движение лопастей. Угол поворота оси лопасти вокруг оси ГШ, измеряемый от плоскости вращения втулки, называется углом взмаха лопасти. Повышение устойчивости махового движения лопасти достигается с помощью регулятора взмаха.
• Изменение сил сопротивления и кориолисовой силы вызывает качание лопасти вокруг оси ВШ в плоскости вращения относительно плоскости, проходящей через ось вращения винта и ось ВШ. Угол между этой плоскостью и продольной осью лопасти называется углом качания лопасти. Уменьшение качания лопастей достигается установкой демпферов на втулке.
Использование Н. в. для управления вертолётом основано на изменении создаваемой винтом тяги и её направления. Наиболее распространённый способ управления Н. в. — изменение угла установки лопастей, то есть угла между аэродинамической хордой характерного сечения лопасти и плоскостью вращения, при их вращении. Это обычно осуществляется с помощью автомата перекоса. Крепление лопасти ко втулке включает осевой шарнир (ОШ), который позволяет лопасти поворачиваться относительно продольной оси (установочное движение лопасти). Изменение угла установки следует за вертикальным перемещением или наклоном тарелки автомата перекоса по мере поворота лопасти. Управление положением вертолёта в пространстве по вертикали (вертикальное управление) осуществляется с помощью одновременного изменения угла установки всех лопастей Н. в. (общего шага), что вызывает изменение тяги винта. Создание продольной или боковой составляющих тяги Н. в. (управление по тангажу и крену) достигается циклическим изменением угла установки лопастей (см. Циклический шаг).
Н. в. определяет скоростные и манёвренные характеристики аппарата. Поскольку основным фактором, ограничивающим скорость вертолёта, является срыв потока с отстающих лопастей, предлагались конструкции Н. в. со средствами для затягивания срыва: принудительное качание лопастей (так называемый винт Дершмидта), переменный компенсатор взмаха, управляемая циркуляция воздушного потока, система жёстких соосных винтов. Для оптимизации аэродинамических характеристик Н. в. на режимах полёта вперёд и висения разработаны проекты винтов изменяемого диаметра (с телескопическими лопастями и с гибкими лопастями ленточного типа). В проектах комбинированных вертолётов рассматриваются конструкции останавливаемых в полёте Н. в. двух типов: преобразуемых в крыло или складываемых в нишу фюзеляжа.
Для уменьшения габаритов вертолёта на стоянке или при базировании в ангарах и на авианесущих кораблях применяются складываемые Н. в. Складывание осуществляется вручную или автоматически. С целью снижения уровня вибраций, передаваемых от Н. в. на фюзеляж, устанавливаются маятниковые виброгасители на втулке или лопастях. Для защиты от обледенения лопасти Н. в. оборудуются противообледенительными системами.
В основе теорий Н. в. лежит расчёт поля скоростей возмущающего течения, выполняемый обычно в предположении отсутствия вязкости и сжимаемости воздуха с привлечением вихревых или струйных моделей. При этом исследуются либо индивидуальное воздействие на воздух каждой из лопастей (лопастная модель), либо их осреднённое воздействие (дисковая модель). В обоих случаях чаще используется предложенная Н. Е. Жуковским вихревая теория винта.
В лопастной вихревой модели лопасти Н. в. обычно рассматривают как бесконечно тонкие несущие поверхности, а действующие на лопасть аэродинамические силы определяют на основе Жуковского теоремы заменой несущей поверхности слоем дискретных вихрей присоединённых. Изменение интенсивностей присоединённых вихрей во времени и в пространстве приводит к образованию вихрей свободных, движущихся в потоке со скоростями частиц среды. Эти вихри сначала движутся по несущей поверхности, а затем сходят с задней кромки лопасти и образуют вихревую пелену, форма которой существенно зависит от скорости набегающего на Н. в. потока. Изменения интенсивности присоединённых вихрей по лопасти и во времени подбираются из условия, чтобы индуцируемое всеми образовавшимися к данному моменту вихрями поле скоростей удовлетворяло условиям обтекания лопасти.
• Численная реализация процесса построения системы вихрей и определения поля скоростей обычно ведётся аппроксимацией непрерывных слоев вихрей на лопасти и в пелене системой дискретных прямолинейных вихревых отрезков. Часто лопасть изображают всего лишь одним вихрем (схема несущей линии). Вихревой нитью обычно описывают и сходящую с концевого участка лопасти часть пелены, которая быстро сворачивается в вихревой жгут (концевой вихрь).
В нелинейной теории Н. в. для построения системы свободных вихрей прослеживают траектории узловых точек — концов прямолинейных отрезков сетки, аппроксимирующей вихревую пелену, считая, что в течение короткого промежутка времени (шага интегрирования по времени) каждая такая точка движется со скоростью, индуцируемой всеми вихрями, имеющимися к данному моменту в потоке. При этом длины и направления прямолинейных вихревых отрезков сетки изменяются, но интенсивность вихрей сохраняется. В линеаризованной теории Н. в. указанные узловые точки смещают с некоторой постоянной скоростью, приближённо аппроксимирующей всё поле возмущающих скоростей. Система свободных вихрей имеет в линейном приближении вид скошенных винтовых поверхностей. На обтекание лопастей существенно влияют концевые вихри, которые, вновь приближаясь к лопастям, вызывают резкие изменения аэродинамических сил. Вязкость и сжимаемость среды обычно учитывают путём обобщения и переноса на элемент лопасти экспериментальных зависимостей, получаемых в испытаниях стационарных и колеблющихся крыльев в аэродинамических трубах.
В линейной дисковой вихревой модели Н. в. система свободных вихрей непрерывно заполняет скошенный цилиндр, идущий от диска винта вниз по потоку. В предельном случае осевого потока (например, в режиме висения вертолёта) косой вихревой цилиндр обращается в прямой, рассматривавшийся в вихревой теории винта Жуковского. В важном для приложений другом предельном случае, когда диск винта имеет нулевой угол атаки, косой вихревой цилиндр вырождается в плоскую вихревую пелену, подобную пелене за крылом круглой формы в плане. Поле скоростей косого вихревого цилиндра удалось найти аналитически. В частности, зависимость между средними по окружности заданного радиуса циркуляцией скорости и индуктивной скоростью аналогична получаемой из теории Жуковского. При переходе к средним по диску величинам результаты дисковой вихревой теории совпадают с результатами, получаемыми в теории, использующей схему одномерного струйного течения.
Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.
.
- Несущая способность конструкции
- Неустановившееся течение
Смотреть что такое «Несущий винт вертолёта» в других словарях:
Несущий винт — вертолета Ми 2 Несущий (основной) винт воздушный винт с вертикальной осью вращения, обеспечивающий подъёмную силу летательному аппар … Википедия
несущий винт — Рис. 1. Шарнирный несущий винт вертолёта. несущий винт вертолёта воздушный винт, предназначенный для создания аэродинамических сил, необходимых для осуществления полёта, а также для управления вертолётом. По характеру обеспечения… … Энциклопедия «Авиация»
несущий винт — Рис. 1. Шарнирный несущий винт вертолёта. несущий винт вертолёта воздушный винт, предназначенный для создания аэродинамических сил, необходимых для осуществления полёта, а также для управления вертолётом. По характеру обеспечения… … Энциклопедия «Авиация»
несущий винт — Рис. 1. Шарнирный несущий винт вертолёта. несущий винт вертолёта воздушный винт, предназначенный для создания аэродинамических сил, необходимых для осуществления полёта, а также для управления вертолётом. По характеру обеспечения… … Энциклопедия «Авиация»
несущий винт — Рис. 1. Шарнирный несущий винт вертолёта. несущий винт вертолёта воздушный винт, предназначенный для создания аэродинамических сил, необходимых для осуществления полёта, а также для управления вертолётом. По характеру обеспечения… … Энциклопедия «Авиация»
НЕСУЩИЙ ВИНТ — вертолета воздушный винт, к рый создаёт необходимые аэродинамич. силы для осуществления полёта, а также обеспечивает управление вертолётом. Н. в. устанавливаются в верх. части вертолёта и отличаются числом лопастей (2 8), их конструкцией… … Большой энциклопедический политехнический словарь
несущий винт — воздушный винт, служащий для создания аэродинамической подъёмной силы у вертолёта, винтокрыла, автожира и для управления этими летательными аппаратами. Состоит из лопастей и втулки, устанавливаемой на валу двигателя. Несущие винты имеют от 2 до 8 … Энциклопедия техники
Соосный несущий винт — Колонка несущих винтов на Ка 26 Соосная схема схема, при которой пара установленных параллельно … Википедия
Вертолёт — Bell 205 … Википедия
вертолёт — летательный аппарат тяжелее воздуха, у которого подъёмная сила и тяга для горизонтального полёта создаются одним или двумя т. н. несущими винтами. Вертолёт может взлетать вертикально с места без разбега и садиться без пробежки, он может… … Энциклопедия техники
dic.academic.ru
Способ производства лопастей вертолетов из композиционных армированных материалов
Использование: для изготовления лопастей вертолетов, крыльев и корпусных конструкций для легких летательных аппаратов, а также лопастей для электрогенераторов, использующих силу ветра. Сущность изобретения: способ предусматривает операции растяжения струнного каркаса, формирование группы конструктивов или послойное увеличение поперечного сечения. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к отрасли авиастроения, преимущественно к воздушным движителям, и может быть использовано для изготовления лопастей вертолетов, крыльев и корпусных конструкций для легких летательных аппаратов, а также лопастей для электрогенераторов, использующих силу ветра.
Аналогом данной лопасти и способом ее производства являются лопасть несущего винта со стальным полым лонжероном переменного сечения и способ изготовления лопастей и лонжеронов послойным формированием профиля из пропитанной ткани. Известны и другие конструкции несущего винта вертолета со стальными трубчатыми лонжеронами переменного сечения по длине в котором, смонтированный каркас образует профиль, многослойные лопасти из легких сплавов. В каждом конкретном случае может быть использован тот или иной способ производства, та или иная конструкция, в зависимости от характера эксплуатации, финансирования и серийности. По совокупности признаков за прототип выбирается способ изготовления лопастей и лонжеронов лопасти, который является усовершенствованием технологии изготовления цельных лопастей из тканей с пропиткой. Усовершенствование касается устранения пустот, образующихся внутри лопасти между слоями ткани за счет складок материала, и как следствие снижение прочностных характеристик. Способ, принятый за прототип, предусматривает послойное наклеивание ткани на оправку с визуальным контролем, затем соединение передней и задней частей лопасти с балансировочным грузом. Данный способ промышленно применим при малых сериях, обладает высокой трудоемкостью, большим количеством операций и переходов, требует средств защиты. Способ производства лопастей вертолетов из композиционных армированных материалов (СП ЛВКАМ) позволяет получить детали и конструктивы из групп или слоев композиционных армированных материалов, выполненных по технологии способа производства прямолинейных, легких, армированных конструкций (СП ПЛАК), СП ПЛАК предусматривает растяжение струнного каркаса, состоящего из колец, струн в осевом направлении. Усилия Р1 Р2 определяют конечные характеристики единичного конструктива после затвердевания полимерной матрицы. Растягивающее усилие образует реактивные силы в каркасе, которые после получения конечной отливки являются пороговым напряжением для поперечной деформации. Технология СП ЛВКАМ является суммирующей послойной технологической схемой, определяющей последовательность технологических приемов, которые существенно отличаются от стандартной технологии получения композиционных армированных материалов. Цель изобретения создание СП ЛВКАМ, который позволяет: снизить себестоимость производства лопастей и конструктивов, не снижая технических характеристик; внедрить элементы механизации в отрасль; широко внедрять материалы и конструктивы, обладающие способностью демпфировать многие виды энергии. Технология СП ЛВКАМ позволяет получить конструктивы, не уступающие металлическим элементам конструкций по прочности, что обусловлено минимальным количеством дефектов в поперечном сечении струны (для металлических каркасов) по отношению к цельнометаллическим конструкциям. Разница по показателю предел прочности составляет четыре раза. Это говорит о том, что содержание металла в конечном композиционном конструктиве можно снизить до 25% Учитывая, что наличие скрытых дефектов в цельнометаллическом конструктиве заставляет при конструировании увеличивать толщину металла, а следовательно, и веса, технология СП ЛВКАМ имеет значительные преимущества, так как технология получения струн с требуемыми высокими характеристиками не заставляет, при проектировании, делать значительный запас по прочности. Конструктивы обладают в силу цельности конструкции более высокими вибропроч- ностными характеристиками по отношению к лопастям из слоистых материалов. На фиг. 1 показан продольный разрез конструктива, состоящего из упорных колец 1, струн 2 и полимерной матрицы 3; на фиг. 2 то же, поперечный разрез; на фиг. 3 лопасть с креплением; на фиг. 4 поперечный разрез лопасти, содержащей наружный слой 1, внутренний единичный конструктив 2; на фиг. 5 продольный разрез лопасти, содержащей крепление 1, один из внутренних конструктивов 2, металлический упор 3. Способ СП ЛВКАМ реализуется на стандартном оборудовании методом экструзии полимерной матрицы на модель. Для единичного конструктива модель состоит из тонкой пластиковой трубы, на которую одевается и растягивается струнный волоконный каркас. Из единичных конструктивов и общего каркаса формируется модель второй ступени и т.д. Как вариант может быть послойное изготовление лопастей, где каждый из слоев имеет собственный каркас. Оборудование для растяжения каркаса изготавливается как нестандартное.Формула изобретения
1. СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЛОПАСТЕЙ ВЕРТОЛЕТОВ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ АРМИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что соединяют конструктивы вида армированной композиционной трубы, выполненной растягиванием каркаса перед заливкой полимерной матрицы, снаружи которых устанавливают каркас, аналогичный единичному конструктиву, и набрызгивают полимерную матрицу. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в технологический процесс создания композиционного армированного проволокой или волокном материала добавляют технологическую операцию, связанную с формированием основы лопасти, состоящей из единичных армированных конструктивов, и операцию растяжения армирующего каркаса, выполненную до набрызгивания полимерной матрицы.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5findpatent.ru
Цельнометаллические лопасти винта вертолета — Устройство, конструкции и управление вертолетами. Радиоуправляемые модели вертолетов. Военные и гражданские вертолеты
Рассмотрим конструкции лопастей шарнирных несущих винтов. Для лопастей карданных втулок следует учитывать большие изгибающие моменты в комле лопасти. Поэтому такая лопасть имеет усиленную комлевую часть.
Большинство современных вертолетов имеют цельнометаллические лопасти, так как они легки и надежны в эксплуатации, имеют достаточную прочность и длительный ресурс. Лопасти цельнометаллической конструкции можно подразделить на две группы: лопасти каркасной конструкции с трубчатым стальным лонжероном и лопасти с прессованным лонжероном из легких сплавов.
Лопасти каркасной конструкции впервые появились в 30-х годах на вертолете ЦАГИ 1-ЭА и вертолетах конструкции Сиерва (Англия). Основным элементом лопасти является лонжерон, изготовленный из стальной трубы, имеющей переменную по длине толщину стенки и форму поперечного сечения.
Материал трубы — высоколегированная сталь типа 30хГСА или 40хН2МА. Наружную и внутреннюю поверхности трубы полируют и подвергают механическому упрочнению наклепом, в результате чего динамическая прочность лонжерона повышается в 1,5—2 раза. Такие лопасти используются на вертолетах Ми-6 и Ми-26. В конце 50-х годов для передачи сил и моментов с лопасти на втулку винта лонжерон соединяли со втулкой при помощи стального наконечника.
Наконечник лопасти из стали 0хН3МФА насажен на комлевую трубу так, что центробежная сила лопасти передается на наконечник фланца комлевой трубы, зажатого с помощью гайки. Шарнирный момент воспринимается трением по фланцу трубы лонжерона и дополнительно восемью штифтами, фиксирующими относительное угловое положение трубы и наконечника.
Осевое перемещение наконечника относительно лонжерона ограничено пружинным кольцом 8, вставленным в наконечник. Изгибающие моменты в комле лонжерона воспринимаются в наконечнике двумя опорами: по фланцу трубы и специальному поясу на трубе у тонкого конца наконечника. Эта опора осуществляется с помощью разрезного конуса из бронзы. Площадь сечений лонжерона увеличивается по направлению к комлю для ограничения резкого роста напряжений от центробежных сил и изгибающего момента, которые возрастают от конца лопасти к комлю.
Лопасть состоит из отдельных отсеков, включающих в себя обшивку, нервюры и стрингеры. Каждый отсек закреплен на лонжероне и не имеет жесткой связи с соседними отсеками. При этом обшивка, нервюры и стрингеры каждого отсека не работают на изгиб, а передают нагрузки на лонжерон на участке отсека. Лонжерон под действием нагрузки может свободно деформироваться внутри отсеков. Поэтому в такой конструкции можно применять заклепочно-винтовые соединения, которые в другой конструкции не обеспечили бы сопротивление усталости.
wertolety.ru