Лопатя рульового гвинта вертольота

Винахід відноситься до конструкції лопат повітряних гвинтів літальних апаратів, зокрема лопаті рульового гвинта вертольота, виконаної з композиційних матеріалів. Лопата містить порожнистий лонжерон, виконаний з шаруватих композиційних матеріалів, в комлевої частини якого встановлені зовнішні металеві пластини і виконані отвори стикувальні з втулками в них, і хвостову частину у вигляді стільникового наповнювача і обшивки. Верхня і нижня полиці комлевої частини лонжерону виконані у вигляді шарів композиційного матеріалу, що чергуються, і шарів металевої фольги. У комлевій частині виконані два додаткові отвори з втулками в них для болтового з'єднання зовнішніх металевих пластин з полицями лонжерону і між собою, причому осі цих болтових з'єднань рознесені між собою по хорді та радіусу лопаті на відстані, що становлять 0,5-0,7 відстані. між осями стикувальних отворів Шари металевої фольги можуть мати різну довжину за радіусом лопаті. Винахід дозволяє сформувати лопату рульового гвинта з композиційних матеріалів із заданою конструкцією стикувального вузла і відповідає необхідним міцним, частотним та аеродинамічних характеристик. 1 з.п. ф-ли, 11 іл.

Винахід відноситься до конструкції лопат повітряних гвинтів літальних апаратів, зокрема лопаті рульового гвинта вертольота, виконаної з композиційних матеріалів.

Відома конструкція лопаті повітряного гвинта вертольота, виконана з композиційних матеріалів (патент США № 3476484, НКИ 416-230, 1970), в якій комлева частина лонжерона забезпечена накладками, верхньої і нижньої, з торцевими циліндричними ділянками, охоплюючим з циліндричними ділянками, розташованими всередині петель тапризначені для стикування лопаті з елементами втулки. Накладки призначені для фіксації положення петель та захисту комля лопаті від пошкодження.

Відома конструкція лопаті несучого гвинта вертольота, виконана з композиційних матеріалів (патент Україна № 2148527, МКИ 64 С 27/46, 2000 р. - найближчий аналог), що містить лонжерон, комлева частина якого виконана у вигляді двох смужок з отворами для отворами втулці несучого гвинта, в яких встановлені стикувальні втулки. Кожна з полиць має верхню та нижню металеві пластини-накладки Г-подібної форми для захисту зони стикувальних отворів та торцевих ділянок полиць. Конструкція лопаті відповідає умовам роботи гвинта вертольота.

Існуючі українські вертольоти мають рульові гвинти з металевими лонжеронами (МІ-2 та ін.).

Завданням, що вирішується пропонованим технічним рішенням, є створення лопаті з композиційного матеріалу для кермового гвинта вертольота із заданою конструкцією стикувального вузла і відповідає необхідним характеристикам міцності, частотним і аеродинамічних.

Поставлена задача вирішена завдяки тому, що в лопаті рульового гвинта вертольота, що містить порожнистий лонжерон, виконаний з шаруватих композиційних матеріалів, в комлевій частині якого встановлені зовнішні металеві пластини і виконані отвори стикувальні з втулками в них, і хвостову частину у вигляді стільникового наповнювача і обшивок верхня і нижня полиці комлевої частини лонжерону виконані у вигляді шарів композиційного матеріалу, що чергуються, і шарів металевої фольги, при цьому в комлевій частині виконані два додаткові отвори з втулками в них для болтового з'єднання зовнішніх металевих пластин з полицями лонжерону і між собою, причому осі цих болтовихз'єднань рознесені між собою по хорді та по радіусу лопаті на відстані, що становлять 0,5-0,7 відстані між осями стикувальних отворів.

Шари металевої фольги мають різну довжину по радіусу лопаті.

Введення в комлеву частину лонжерону посилювальних шарів металевої фольги у вигляді пакетів у поєднанні зі склонити дозволяє сформувати лопать рульового гвинта з композиційних матеріалів із заданою конструкцією стикувального вузла і з необхідними характеристиками.

Наявність двох додаткових болтових з'єднань, рознесених меду собою відповідно до зазначеного співвідношення, забезпечує стягування пакета з армуючої фольги, композиційного матеріалу та металевих накладок із забезпеченням необхідної міцності та ресурсу лопаті.

Шари металевої фольги мають різну довжину по радіусу лопаті, плавно зходячи нанівець у напрямку перехідної ділянки до хвостової частини лопаті. Плавна зміна кількості армуючих шарів фольги і склотканини в напрямку регулярного профілю лопаті за рахунок зміни довжини шарів) сприяє плавному включенню хвостової частини лопаті у сприйняття зовнішніх навантажень на лопату і дозволяє створити необхідні жорсткі властивості в площині найменшої і найбільшої жорсткості .

Конструкція лопаті рульового гвинта вертольота, що заявляється, пояснюється кресленнями, де зображені:

на фіг.1 - загальний вигляд лопаті в плані;

на фіг.2 - переріз А-А фіг.1;

на фіг.3 - переріз Б-Б фіг.1;

на фіг.4 - переріз С-З фіг.1;

на фіг.5 - переріз Д-Д фіг.1;

на фіг.6 - переріз Е-Е фіг.1;

на фіг.7 - переріз Б-Б лонжерону;

на фіг.8 - комлева частина лопаті в плані;

на фіг.9 - переріз К-К фіг.1;

на фіг.10 - кінцева частина лопаті;

на фіг.11 - схема шарів лонжерону, поздовжній переріз.

Лопатя рульового гвинта вертольота виготовлена з композиційних матеріалів і містить лонжерон 1 хвостову частину 2 (фіг.1). Лонжерон 1 замкнутого профілю виконаний методом намотування, а в його комлевої частини 3 у верхній і нижній полицях 4 шари композиційного матеріалу 5, наприклад склопластикової стрічки і сполучного, чергуються з підсилюючими пакетами з шарів металевої фольги 6, укладеними між шарами склотканини.

У комлевій частині 3 лопаті з зовнішніх сторін верхньої та нижньої полиць 4 лонжерону 1 встановлені плоскі металеві пластини 8, наприклад, сталеві. У комлевій частині 3 виконані отвори стикувальні з втулками 9. Для болтового з'єднання металевих пластин 8 з полицями 4 лонжеронів 1 і між собою виконані два отвори з втулками 10 в них для установки болтів 11 і 12 (фіг.9). Причому вісь отвору під болт 10 зміщена щодо осі отвору під болт 11 по хорді та по радіусу лопаті на відстані l=(0,5-0,7) L, де L - відстань між осями втулок стикувальних отворів 9.

Підсилюючі пакети з шарами металевої фольги 6 мають різну довжину радіусу лопаті для плавного зменшення кількості армуючих шарів у напрямку регулярного профілю лопаті (фіг.11). Таким чином, армуючі шари фольги плавно виключаються з композиційного матеріалу лонжерону, починаючи від полиць 4 комлевої частини до першої частини лопаті.

Форма торця комлевої частини 3 і розташування стикувальних отворів з втулками 9 виконані відповідно до відповідних деталей втулки рульового гвинта (показано пунктиром на фіг.1). З боку торця комлевої частини 3 лонжерон 1 заглушений.

Хвостова частина 2 виконана у вигляді стільникового наповнювача 13та обшивки 14, з'єднаних за допомогою клею з лонжероном 1 по його задній стінці та між собою.

На носінні лопаті встановлена металева оковка 15. Лопата забезпечена нагрівальними накладками 16 системи протиобледенювання. У кінцевій частині лонжерону 1 під кришкою 17 встановлені балансувальні пластини 18. На хвостовій частині встановлені стрінгер 19 і кінцевий обтічник 20.

Композиційна лопать кермового гвинта пропонованої конструкції дозволяє без конструктивних змін втулки кермового гвинта встановити її на існуючі серійні вертольоти.

1. Лопата рульового гвинта вертольота, що містить порожнистий лонжерон, виконаний з шаруватих композиційних матеріалів, у комлевій частині якого встановлені зовнішні металеві пластини і виконані отвори стикувальні з втулками в них, і хвостову частину у вигляді стільникового наповнювача і обшивки, що відрізняється тим, що верхня нижня полиці комлевої частини лонжерону виконані у вигляді шарів композиційного матеріалу, що чергуються, і шарів металевої фольги, при цьому в комлевій частині виконані два додаткові отвори з втулками в них для болтового з'єднання зовнішніх металевих пластин з полицями лонжерону і між собою, причому осі цих болтових з'єднань собою по хорді та за радіусом лопаті на відстані, що становлять 0,5-0,7 відстані між осями стикувальних отворів.

2. Лопата за п.1, що відрізняється тим, що шари металевої фольги мають різну довжину по радіусу лопаті.