RU2156208C1 - Helicopter column - Google Patents
Helicopter column Download PDFInfo
- Publication number
- RU2156208C1 RU2156208C1 RU99107930A RU99107930A RU2156208C1 RU 2156208 C1 RU2156208 C1 RU 2156208C1 RU 99107930 A RU99107930 A RU 99107930A RU 99107930 A RU99107930 A RU 99107930A RU 2156208 C1 RU2156208 C1 RU 2156208C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- helicopter
- hollow axis
- tilted
- shaft
- center
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области летательных аппаратов, в частности к винтокрылым летательным аппаратам вертикального взлета и посадки - вертолетам. The invention relates to the field of aircraft, in particular to rotary-wing aircraft of vertical take-off and landing - to helicopters.
Известны вертолеты серии КА фирмы Н.И. Камова (КА-26, КА-32 и др.) [1]. Колонка соосной системы несущих винтов таких вертолетов содержит втулки трехшарнирных верхнего и нижнего винтов с обычными горизонтальными, вертикальными и осевыми шарнирами, верхний и нижний ползуны, автоматы перекоса верхнего и нижнего винтов, тяги управления верхним и нижним ползунами, соединенные с механизмом общего и дифференциального шага. Known helicopters series KA firm N.I. Kamov (KA-26, KA-32, etc.) [1]. The column of the coaxial system of the rotors of such helicopters contains three-hinged top and bottom rotor bushings with the usual horizontal, vertical and axial joints, upper and lower sliders, swash plates of the upper and lower screws, control rods of the upper and lower sliders connected to the common and differential pitch mechanism.
Недостатком колонок таких вертолетов является то, что втулки несущих винтов крепятся непосредственно на валы, приводящие винты во вращение. Это вызывает повышенный износ подшипников валов, а также вибрацию в корпусе вертолета. Применение трехшарнирных несущих винтов, управляемых автоматами перекоса, снижает КПД силовой установки и подъемную силу несущих винтов за счет трения в шарнирах при циклическом изменении шага лопастей в течение каждого оборота несущего винта во время горизонтального полета. Увеличивает амплитуду колебания лопастей относительно плоскостей вращения, что ограничивает режимы вращения несущих винтов, повышает вероятность аварийности. Кроме того, усложняет конструкцию и техническое обслуживание вертолетов, повышает их стоимость. The disadvantage of the columns of such helicopters is that the rotor bushings are mounted directly on the shafts, which rotate the rotors. This causes increased wear of the shaft bearings, as well as vibration in the helicopter body. The use of three-hinged rotors controlled by swashplate reduces the efficiency of the power plant and the lifting force of the rotors due to friction in the hinges during cyclical changes in the pitch of the blades during each revolution of the rotor during horizontal flight. It increases the amplitude of oscillation of the blades relative to the planes of rotation, which limits the modes of rotation of the rotors, increases the likelihood of accidents. In addition, complicates the design and maintenance of helicopters, increases their cost.
Известен вертолет, колонка которого содержит несущие винты с втулками взаимно противоположного вращения, установленными через подшипники на наклоняемой полой оси большого диаметра. Ось шарнирно связана с корпусом вертолета, размещенным внутри оси, и связана с механизмом управления вертолетом. Винты оборудованы механизмами изменения шага с автономными приводами [2] (прототип). A helicopter is known, the column of which contains rotors with sleeves of mutually opposite rotation mounted through bearings on an inclined hollow axis of large diameter. The axis is pivotally connected to the helicopter body located inside the axis and connected to the helicopter control mechanism. The screws are equipped with step change mechanisms with self-contained drives [2] (prototype).
Недостатками описанной колонки вертолета являются: отсутствие возможности бокового маневра, развороты вертолета путем изменения оборотов несущих винтов, размещение двигателей, составляющих, обычно, большую часть массы вертолета, на наклоняемой полой оси, т.е. вблизи плоскостей вращения, а следовательно и вблизи центра аэродинамического давления (тяги) соосной системы несущих винтов. Большой диаметр наклоняемой полой оси приведет к неоправданному увеличению веса вертолета, а также к большим потерям на трение в подшипниках между наклоняемой полой осью и втулками несущих винтов. Вертолет, построенный по такой схеме, должен быть совершенно грандиозных размеров и при этом постоянно перевозить грузы, а при их отсутствии - балласт, в противном случае устойчивость и управляемость его будет весьма сомнительны из-за слишком высоко расположенного центра тяжести. The disadvantages of the described column of the helicopter are: the lack of lateral maneuver, the helicopter turns by changing the rotors of the rotors, the placement of engines, which usually make up most of the mass of the helicopter, on an inclined hollow axis, i.e. near the planes of rotation, and therefore near the center of aerodynamic pressure (thrust) of the coaxial rotor system. The large diameter of the tilted hollow axis will lead to an unjustified increase in the weight of the helicopter, as well as large friction losses in the bearings between the tilted hollow axis and the rotor hubs. A helicopter constructed according to such a scheme must be of absolutely grandiose size and at the same time constantly transport cargo, and in the absence of it - ballast, otherwise its stability and controllability will be very doubtful due to the center of gravity located too high.
Целью изобретения является снижение веса и сил трения, улучшение управляемости и маневренности вертолета, повышение надежности и безопасности путем упрощения конструкции колонки вертолета. The aim of the invention is to reduce the weight and friction forces, improve the controllability and maneuverability of the helicopter, increase reliability and safety by simplifying the design of the helicopter column.
Это достигается тем, что в колонке вертолета, содержащей несущие винты с втулками взаимно противоположного вращения, при этом втулки установлены через подшипники на наклоняемой полой оси, шарнирно связанной с корпусом вертолета и связанной с механизмом управления вертолетом, механизмы изменения шага винтов с автономными приводами, втулки несущих винтов связаны между собой посредством редуктора, состоящего из шестерней втулок верхнего и нижнего несущих винтов и промежуточных шестерней, оси которых жестко установлены на наклоняемой полой оси, которая шарнирно установлена на трубчатом выносе наклоняемой полой оси, причем шарнир наклоняемой полой оси расположен внутри наклоняемой полой оси, в центре аэродинамического давления соосной системы несущих винтов, а трубчатый вынос наклоняемой полой оси закреплен на корпусе вертолета, колонка снабжена валом, расположенным внутри трубчатого выноса наклоняемой полой оси и имеющим карданный шарнир равных угловых скоростей, кинематический центр которого совмещен с центром шарнира наклоняемой полой оси. This is achieved by the fact that in the column of the helicopter containing rotors with bushes of mutually opposite rotation, while the bushes are mounted through bearings on an inclined hollow axis pivotally connected to the helicopter body and connected to the helicopter control mechanism, mechanisms for changing the pitch of screws with autonomous drives, bushings rotors are interconnected by means of a gearbox consisting of gears of the bushings of the upper and lower rotors and intermediate gears, the axes of which are rigidly mounted on the inclined axis, which is pivotally mounted on the tubular extension of the tilted hollow axis, and the hinge of the tilted hollow axis is located inside the tilted hollow axis, in the center of aerodynamic pressure of the coaxial rotor system, and the tubular extension of the tilted hollow axis is mounted on the helicopter body, the column is equipped with a shaft located inside tubular removal of the tilted hollow axis and having a cardan joint of equal angular velocities, the kinematic center of which is combined with the center of the hinge of the tilted hollow axis.
Наклоняемая полая ось установлена на трубчатом выносе наклоняемой полой оси посредством шарового шарнира. The tiltable hollow axis is mounted on a tubular extension of the tiltable hollow axis by means of a ball joint.
При этом шаровой шарнир наклоняемой полой оси имеет два стопора, расположенных диаметрально-противоположно в вертикальных прорезях ответной части шарового шарнира и препятствующих проворачиванию наклоняемой полой оси на выносе наклоняемой полой оси. In this case, the ball joint of the tilted hollow axis has two stoppers located diametrically opposite in the vertical slots of the mating part of the ball joint and preventing the tilted hollow axis from turning on the removal of the tilted hollow axis.
Вал колонки вертолета имеет водило, закрепленное на верхнем конце вала и соединенное с втулкой верхнего несущего винта. The helicopter column shaft has a carrier mounted on the upper end of the shaft and connected to the upper rotor hub.
Вал может быть установлен с возможностью осевого перемещения для изменения шага верхнего несущего винта (вариант). В этом случае на валу ниже карданного шарнира равных угловых скоростей смонтирована упругая муфта, а водило, закрепленное на верхнем конце вала, соединено шарнирно непосредственно с рычагами на комлях лопастей верхнего несущего винта. The shaft can be installed with the possibility of axial movement to change the pitch of the upper rotor (option). In this case, an elastic coupling is mounted on the shaft below the cardan joint of equal angular speeds, and the carrier mounted on the upper end of the shaft is pivotally connected directly to the levers on the butt of the blades of the upper rotor.
Возможен вариант установки внутри наклоняемой полой оси, на валу, второго редуктора, ведомые шестерни которого соединены валиками непосредственно с промежуточными шестернями редуктора между втулками несущих винтов. Причем второй редуктор можно смонтировать и внутри шарового шарнира наклоняемой полой оси (вариант). В последнем случае геометрические центры обоих редукторов должны быть совмещены с кинематическим центром шарового шарнира наклоняемой полой оси. It is possible to install inside the tilted hollow axis, on the shaft, a second gearbox, the driven gears of which are connected by rollers directly to the intermediate gears of the gearbox between the rotor bushings. Moreover, the second gearbox can be mounted inside the ball joint of the tilted hollow axis (option). In the latter case, the geometric centers of both gearboxes must be aligned with the kinematic center of the ball joint of the tilted hollow axis.
На фиг. 1 изображен вертолет двухвинтовой соосной схемы, на фиг. 2 - колонка вертолета двухвинтовой соосной схемы с наклоняемой полой осью на шаровом шарнире выноса наклоняемой полой оси и автономными гидравлическими приводами механизмов изменения шага несущих винтов; на фиг. 3 - колонка вертолета с фиг. 2 при выполнении горизонтального полета, на фиг. 4 - колонка вертолета с изменением шага верхнего несущего винта посредством изменения длины вала, на фиг. 5 - колонка вертолета со вторым редуктором внутри шарового шарнира наклоняемой полой оси; на фиг.6 - колонка вертолета со вторым редуктором, расположенным внутри наклоняемой полой оси выше карданного шарнира равных угловых скоростей вала; на фиг. 7 - разрез Б - Б на фиг. 5. In FIG. 1 shows a helicopter of a twin-screw coaxial circuit; FIG. 2 - a helicopter column of a twin-screw coaxial circuit with a tiltable hollow axis on a ball joint of the tilt-away hollow axis and autonomous hydraulic drives of the rotor pitch change mechanisms; in FIG. 3 - column of the helicopter of FIG. 2 when performing horizontal flight, in FIG. 4 - a helicopter column with a change in the pitch of the upper rotor by changing the length of the shaft; 5 - a helicopter column with a second gearbox inside the ball joint of the tilted hollow axis; Fig.6 is a column of a helicopter with a second gearbox located inside the tiltable hollow axis above the universal joint of equal angular speeds of the shaft; in FIG. 7 - section B - B in FIG. 5.
Колонка вертолета содержит следующие элементы и механизмы: на корпусе вертолета 1 закреплен трубчатый вынос оси 2 с шаровой опорой 3, на которой установлена наклоняемая полая ось 4 с рычагами 5 при помощи сухарей 6. Шаровой шарнир оси имеет стопоры 7 в вертикальных прорезях 8 ответной части шарнира. Внутри трубчатого выноса и наклоняемой полой оси расположен вал 9 с карданным шарниром равных угловых скоростей 10, упругой муфтой 11 (фиг. 4), водилом 12 и поводком 13. На наклоняемой полой оси установлены: через подшипники - втулки с шестернями верхнего 14 и нижнего 15 несущих винтов, верхний 16 и нижний 17 винтовые ползуны верхнего 18 и нижнего 19 механизмов изменения шага несущих винтов, управляемых верхними 20 и нижними 21 гидроцилиндрами, трубки и шланги верхних 22 и нижних 23 гидроцилиндров, тяги 24. Промежуточные шестерни 25 на осях 26 или валиках 27 (фиг. 5,6,7), ведущую 28 и ведомые 29 шестерни второго редуктора, расположенного внутри шарового шарнира наклоняемой полой оси (фиг.5) или внутри наклоняемой полой оси выше шарового шарнира и карданного шарнира равных угловых скоростей вала (фиг. 6). The helicopter column contains the following elements and mechanisms: on the
ОЦ - общий центр. OTs is a common center.
При виде сверху по часовой стрелке вращаются: ведущий вал 9 с карданным шарниром равных угловых скоростей 10, водилом 12 и поводком 13, верхний несущий винт с наружной обоймой механизма изменения шага 18. Против часовой стрелки вращаются: нижний несущий винт с наружной обоймой механизма изменения шага 19. When viewed from above, clockwise rotates: the
Управление вертолетом осуществляется следующим образом: при отклонении ручки управления, например, от себя, тяга 24 переместится вниз по стрелке и воздействуя через рычаг 5, закрепленный на наклоняемой полой оси 4, наклонит ось вперед, плоскости вращения несущих винтов изменят свое положение в пространстве (наклонятся вперед) изменит свое направление и вектор тяги соосной системы несущих винтов относительно центра тяжести вертолета. При отклонении ручки влево или вправо, тяга поперечного управления (аналогичная тяге 24, но смещенная на 90 градусов и поэтому не показанная на фиг.) отклонит в соответствующем направлении наклоняемую полую ось 4 и изменит направление вектора тяги соосной системы несущих винтов. The helicopter is controlled as follows: when the control stick deviates, for example, from itself, the
Управление механизмами изменения шага 18 и 19 несущих винтов осуществляется автономно, в данном случае гидроцилиндрами 20 и 21 гидравлической системы, которые перемещают внутренние обоймы 16 и 17 механизмов изменения шага по винтовым поверхностям на наклоняемой полой оси. При этом развороты вертолета осуществляются как обычно - путем увеличения шага одного винта с одновременным уменьшением шага другого винта, а вертикальные перемещения - путем изменения общего шага обоих несущих винтов. The control mechanisms of the
Таким образом, использование колонки вертолета с несущими винтами на наклоняемой полой оси, установленной на шаровом шарнире трубчатого выноса наклоняемой полой оси, имеющей вал с карданным шарниром равных угловых скоростей, совмещенным с шаровым шарниром наклоняемой полой оси, улучшает управляемость и маневренность вертолета, снижает вес и силы трения, повышает надежность и безопасность полетов. Thus, the use of a helicopter column with rotors on an inclined hollow axis mounted on a spherical hinge of a tubular extension of an inclined hollow axis having a shaft with a cardan joint of equal angular speeds combined with a spherical joint of an inclined hollow axis improves the controllability and maneuverability of the helicopter, reduces weight and friction forces, increases the reliability and safety of flights.
Источники информации
1. А.М.Володко. Основы летной эксплуатации вертолетов: Аэродинамика - М. : Транспорт, 1984 г., стр. 138.Sources of information
1. A.M. Volodko. Fundamentals of flight operation of helicopters: Aerodynamics - M.: Transport, 1984, p. 138.
2. Патент РФ N 2123962 C1, кл. B 64 C 27/10 от 27.12.98 г. (прототип). 2. RF patent N 2123962 C1, cl. B 64
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107930A RU2156208C1 (en) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | Helicopter column |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107930A RU2156208C1 (en) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | Helicopter column |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2156208C1 true RU2156208C1 (en) | 2000-09-20 |
Family
ID=20218664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99107930A RU2156208C1 (en) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | Helicopter column |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2156208C1 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA014651B1 (en) * | 2006-01-13 | 2010-12-30 | Белл Хеликоптер Текстрон Инк. | Stiff-in-plane gimbaled tiltrotor hub |
RU2533374C1 (en) * | 2013-10-01 | 2014-11-20 | Александр Александрович Любимов | Helicopter |
US8939725B2 (en) | 2007-11-07 | 2015-01-27 | Heliscandia Aps | Autonomic rotor system for an aircraft |
CN105644781A (en) * | 2015-03-02 | 2016-06-08 | 王泽民 | Method for balancing rotation torque of helicopter body |
RU2600248C1 (en) * | 2012-10-17 | 2016-10-20 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Equal angular velocities connecting assembly for drill column |
RU2607717C2 (en) * | 2011-10-27 | 2017-01-10 | К4А С.Р.Л. | Constant-velocity universal joint for helicopter rotor |
RU2656737C1 (en) * | 2016-12-13 | 2018-06-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Skew machine |
CN109774917A (en) * | 2019-01-30 | 2019-05-21 | 南京航空航天大学 | A kind of miniature double-rotor aerobat |
RU2742513C2 (en) * | 2018-12-29 | 2021-02-08 | Александр Александрович Горшков | Helicopter |
-
1999
- 1999-04-14 RU RU99107930A patent/RU2156208C1/en active
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA014651B1 (en) * | 2006-01-13 | 2010-12-30 | Белл Хеликоптер Текстрон Инк. | Stiff-in-plane gimbaled tiltrotor hub |
US8939725B2 (en) | 2007-11-07 | 2015-01-27 | Heliscandia Aps | Autonomic rotor system for an aircraft |
RU2607717C2 (en) * | 2011-10-27 | 2017-01-10 | К4А С.Р.Л. | Constant-velocity universal joint for helicopter rotor |
RU2600248C1 (en) * | 2012-10-17 | 2016-10-20 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Equal angular velocities connecting assembly for drill column |
US10267098B2 (en) | 2012-10-17 | 2019-04-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drill string constant velocity connection |
RU2533374C1 (en) * | 2013-10-01 | 2014-11-20 | Александр Александрович Любимов | Helicopter |
CN105644781A (en) * | 2015-03-02 | 2016-06-08 | 王泽民 | Method for balancing rotation torque of helicopter body |
RU2656737C1 (en) * | 2016-12-13 | 2018-06-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Skew machine |
RU2742513C2 (en) * | 2018-12-29 | 2021-02-08 | Александр Александрович Горшков | Helicopter |
CN109774917A (en) * | 2019-01-30 | 2019-05-21 | 南京航空航天大学 | A kind of miniature double-rotor aerobat |
CN109774917B (en) * | 2019-01-30 | 2024-04-16 | 南京航空航天大学 | Miniature double-rotor aircraft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5085315A (en) | Wide-range blade pitch control for a folding rotor | |
US3807896A (en) | Concentric tube spring rotor mount | |
US20140084114A1 (en) | VTOL Aircraft with Propeller tiltable around two Axes and a retractable Rotor | |
US4367063A (en) | Pitch control mechanism for coaxial helicopter steering | |
WO2013098736A2 (en) | A four-rotor helicopter | |
US11820499B1 (en) | Tilt rotor systems and methods for eVTOL aircraft | |
RU2156208C1 (en) | Helicopter column | |
CN110816814A (en) | Coaxial helicopter control-transmission system based on single automatic inclinator | |
US5853145A (en) | Rotor head for rotary wing aircraft | |
CN113086171B (en) | Coaxial double-cone rotor parallel manual device of helicopter | |
CN110539881A (en) | Unmanned autorotation gyroplane control system | |
US3894703A (en) | Articulating rotor systems for helicopters and the like | |
CN212332966U (en) | Flying saucer with rotor | |
CN113086178B (en) | Coaxial double-rotor two-rotation three-movement parallel driving device of helicopter | |
CN107651183B (en) | Unmanned aerial vehicle drive shaft, unmanned aerial vehicle drive arrangement and unmanned aerial vehicle | |
US11136116B2 (en) | Elastomeric double Hooke's joint | |
US4828205A (en) | Device for carrying and lifting loads and moving same by aerodynamic lifting | |
CN111392031A (en) | Rotor wing pitch changing device | |
RU2674743C1 (en) | Autogyro with possibility of vertical take-off | |
RU2307766C1 (en) | Coaxial lifting system | |
CN113815857B (en) | Amphibious robot device | |
RU2412081C1 (en) | Aligned rotor system | |
RU69015U1 (en) | HELICOPTER SCREW-SWEEP AUTOMATIC | |
RU2709081C1 (en) | System of two coaxial rotors of aircraft | |
RU2533374C1 (en) | Helicopter |