ГЛАВА 4. ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ВЕРТОЛЁТА. § 4.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНЫХ УСТРОЙСТВ. Взлетно-посадочные устройства предназначены для восприятия ударных нагрузок, возникающих при посадке и перемещении вертолета по земле, а также для исключения удара рулевого винта о землю. Взлетно-посадочные устройства Ми-8МТ включают в себя шасси и хвостовую опору. Шасси вертолета (рис.4.1) колесное, трехстоечное с передней рычажной самоориентирующейся опорой и главными ферменными стойками пирамидального типа, не убирающееся в полете. Наличие переднего колеса упрощает посадку, позволяет в большей мере использовать тормоза для уменьшения послепосадочного пробега, исключает возможность опрокидывания вертолета на нос, что особенно важно для безопасной посадки в условиях плохой видимости. Кроме того, такая схема шасси обеспечивает хорошую путевую устойчивость при разбеге и пробеге. Рис. 4.1. Взлетно-посадочные устройства вертолёта: 1 - колесо главной стойки шасси; 2 - амортизатор главной стойки шасси; 3,6,7,12 - карданы; 4 - амортизатор хвостовой опоры; 5 - подкос хвостовой опоры; 8 - подкос главной стойки шасси; 9 - полуось главной стойки шасси; 10 - подкос передней стойки шасси; 11 - колесо передней стойки шасси; 13 - амортизатор передней стойки шасси. а – сферическое гнездо под установку гидроподъемника; б – проушины для крепления буксировочного приспособления; в, г – проушины для швартовки. В конструкцию передней амортизационной стойки включен механизм ориентации колеса “по полету” после взлета вертолета, что обеспечивает подготовку шасси к возможности выполнения посадки по-самолетному. Колеса главных опор шасси снабжены тормозами, которые обеспечивают фиксацию колес на стоянке, торможение при пробеге и посадке на наклонные стоянки, а также повышают безопасность маневров при рулении и буксировке вертолета. Управление тормозами колес производится гашеткой, находящейся на левой ручке циклического шага. Все опоры оснащены жидкостно-газовыми амортизаторами. На правой и левой амортизационных стойках установлены механизмы включения гидроупора продольного управления и магнитофона МС-61. 89 Основные технические данные шасси приведены в табл.4.1. Таблица 4.1. Давление воздуха в пневматиках колес, кгс/см²: - передняя опора - главная опора Обжатие пневматиков при незагруженном вертолёте (при взлетном весе 12000 кг), мм: - передняя опора - главная опора Применяемые в амортизаторах рабочие тела: - жидкость - газ Объем жидкости в амортизаторах, см3: - камера высокого давления главной опоры - камера низкого давления главной опоры - передняя опора - хвостовая опора Начальное давление азота в амортизаторах , кгс/см 2: - камера высокого давления главной опоры - камера низкого давления главной опоры - передняя опора - хвостовая опора Полный ход штока амортизатора, мм: - камера высокого давления главной опоры - камера низкого давления главной опоры - передняя опора - хвостовая опора Выход штока амортизатора камеры высокого давления на стоянке - незагруженный вертолет (и при взлетном весе 12000 кг), мм: Обжатие штока амортстойки передней опоры по указателю на стоянке - незагруженный вертолет (и при взлетном весе 12000 кг), мм: 4,5+0,5 5,5+0,5 30±10 (45±10) 45±10 (70±10) масло АМГ-10 азот 2400 1100 2080 300 60+1 26+1 32+1 27+1 240 120 165 200 240 (100±20) 65+10 (130+10) § 4.2. ГЛАВНАЯ ОПОРА ШАССИ Главная (основная) опора шасси пирамидального типа ферменной конструкции. Главная опора включает в себя две стойки и два тормозных колеса КТ-97/3. Конструктивное выполнение правой и левой стоек, симметрично расположенных с обеих сторон фюзеляжа, аналогично. Каждая стойка (рис.4.2) состоит из двухкамерного амортизатора, подкоса, полуоси и обтекателя. Рис. 4.2. Левая и правая стойки главной опоры шасси. Амортизатор своим верхним узлом крепится через серьгу к кронштейну шпангоута №10 центральной части фюзеляжа, а нижней частью – к проушине полуоси. Сама полуось крепится к шпангоуту №11, с другой стороны в нее впрессована ось. Подкос с одной стороны крепится к кронштейну шпангоута № 13, с другой – к проушине полуоси. Колесо устанавливается на ось и фиксируется гайкой. 90 АМОРТИЗАЦИОННАЯ СТОЙКА ГЛАВНОЙ ОПОРЫ ШАССИ. Амортизационная стойка предназначена для восприятия и рассеивания энергии удара при посадке и рулении вертолета по неровной поверхности, а также для гашения поперечных колебаний типа “земной резонанс”. На вертолете Ми-8МТВ установлен двухкамерный жидкостно-газовый амортизатор, включающий в свою конструкцию камеры низкого и высокого давления, соединенные между собой удлинительной трубой. Камера низкого давления (КНД) расположена в верхней части амортизатора, а камера высокого давления (КВД) – в нижней (рис. 4.3). Во время посадки вертолета первой срабатывает камера низкого давления, и только после полного обжатия ее штока в работу вступает камера высокого давления. Наличие в конструкции амортизатора камеры низкого давления позволяет выполнить шасси более “мягкими” при рулении вертолета, уменьшить склонность к “земному резонансу”. Конструктивно амортизатор образован тремя основными элементами: цилиндром камеры высокого давления, шток-цилиндром, штоком камеры низкого давления (рис.4.4). Эти элементы выполнены из высоколегированной стали 30ХГСА и термически обработаны. Шток камеры высокого давления и цилиндр камеры низкого давления являются одной деталью – штокцилиндром, и сварены между собой переходниками с донышками, которые ограничивают внутренние полости камер амортизатора. Камера высокого давления конструктивно состоит из: цилиндра, штока, профилированной иглы, верхней и нижней букс; диффузора, клапана торможения на обратном ходе (плавающего клапана); гайки и деталей уплотнения. В нижней части цилиндра имеется проушина для крепления амортизатора через кардан к узлу полуоси, установлена сливная пробка (для слива рабочей жидкости). Во внутреннее донышко цилиндра ввернута профилированная игла, которая контрится винтом. В верхней части цилиндра при помощи гайки с Рис. 4.3. Амортизатор сальником смонтированы: гайка, ограничивающая выход штока, упорное кольцо и неподвижная бронзовая букса с резиновыми кольцами для обеспечения герметичности и защитными фторопластовыми шайбами. В нижней части штока на резьбе закреплена подвижная бронзовая букса, имеющая продольные отверстия. На буксе установлен кольцевой плавающий клапан, предназначенный для перекрытия части отверстий в буксе при обратном ходе штока. Торцевую часть штока образует диффузор с центральным калиброванным отверстием для прохода профилированной иглы. В верхней части штока установлены штуцер с трубкой уровня жидкости и зарядный клапан. Для обеспечения нормальной работы амортизатора он заряжается маслом АМГ-10 и техническим азотом. Жидкость заливается через штуцер, трубка уровня которого позволяет слить излишнее количество масла. Затем в штуцер вворачивается стандартный зарядный клапан, через который стойка заряжается азотом до заданного давления. При посадке вертолета первоначальный удар воспринимается пневматиками, которые поглощают до 25÷35 % кинетической энергии. Затем в работу вступает амортизатор. Сначала полностью отрабатывает камера низкого давления и только после этого вступает в работу камера высокого давления. 91 92 линдры камеры высокого давления; 7, 12 - неподвижные буксы; 13 - уплотнительное кольцо; 15 - сальник; 16 - буферная втулка; 17 - амортизационное резиновое кольцо; 18 - стопорное кольцо; 19 - ухо крепления амортизатора к фюзеляжу; 20 - донышко; 21,25 - трубки уровня жидкости; 22 - шток камеры низкого давления; 23,24 - переходники; 26 - профилированная игла; 27,34 - стопорные винты; 28 - штуцер слива жидкости; 29 - вильчатый наконечник; 31 - шток-цилиндр (шток камеры высокого давления); 32 - шток-цилиндр (цилиндр камеры низкого давления); 33 - шлиц-шарнир; 35 - механизм включения гидроупора; а, б – зарядные клапаны. I - камера низкого давления; II. - камера высокого давления; 1,10 - подвижные буксы; 2 - диффузор; 3,9 - плавающие клапаны торможения; 4 - упорная втулка; 5, 8, 11, 14 - гайки; 6, 30 - ци- Рис. 4.4. Амортизационная стойка главной опоры: На прямом ходе шток камеры высокого давления перемещается по цилиндру вниз. При этом объем полости цилиндра уменьшается, а давление жидкости в нем возрастает. Так как жидкость не сжимаема, она перетекает через центральное отверстие диффузора во внутреннюю полость штока. Одновременно жидкость перетекает из полости штока в кольцевую полость между цилиндром и штоком (она при движении штока вниз увеличивает свой объем) через продольные отверстия буксы при открытом кольцевом клапане, который под действием давления жидкости находится в верхнем положении, обеспечивая беспрепятственный ее проход. Кроме того, по мере движения штока вниз в отверстие диффузора входит профилированная игла, уменьшая его проходное сечение: тем самым скорость движения штока уменьшается. Таким образом, на прямом ходе штока энергия удара расходуется на сжатие газа, преодоление сил гидравлического сопротивления, преодоление сил трения в буксах и на выделение тепла (рассеивается в атмосфере). Обратный ход: под действием давления сжатого газа шток перемещается вверх. При этом жидкость из полости штока перетекает через центральное отверстие диффузора в полость цилиндра. Одновременно жидкость стремится перейти из уменьшающейся кольцевой полости в полость цилиндра через отверстия буксы, однако клапан-кольцо садится на буксу и перекрывает часть отверстий в ней скорость движения штока уменьшается. Таким образом, на обратном ходе скорость движения штока меньше, чем на прямом. Это достигается включением в конструкцию плавающего клапана торможения и служит для гашения амплитуды колебаний вертолета на шасси. Энергия сжатого газа на обратном ходе штока расходуется на подъем вертолета, преодоление сил гидравлического сопротивления, преодоление сил трения в буксах и на выделение тепла. Рис.4.5. Работа амортизатора Камера низкого давления конструктивно состоит из (рис. 4.4): шток-цилиндра, штока, шлиц-шарнира, верхней и нижней 93 букс, клапана торможения на обратном ходе (плавающего клапана), гайки и деталей уплотнения. К нижней части шток-цилиндра приварена удлинительная труба и переходник, сбоку в резьбовое отверстие ввернута пробка для слива жидкости. В верхней части шток-цилиндра при помощи гайки крепится неподвижная бронзовая букса с резиновыми кольцами. На гайке установлены буферное резиновое и стальное кольца, которые закреплены закладным кольцом. Этот демпфирующий пакет позволяет смягчить ударную нагрузку элементов стойки при полном обжатии штока. К верхней части штока приварен наконечник с проушиной для крепления амортизатора к узлу фюзеляжа и проушина для крепления шлиц-шарнира. Кроме того, имеется штуцер с трубкой уровня жидкости, в который ввернут зарядный клапан. В нижней части штока закреплена подвижная бронзовая букса с продольными отверстиями, кольцевым плавающим клапаном и упором, ограничивающим выход штока. Для предотвращения проворачивания штока относительно шток-цилиндра они соединены между собой шлиц-шарниром. При посадке вертолета камера низкого давления вступает в работу первой. Шток, двигаясь вниз, вытесняет жидкость из полости шток-цилиндра через центральное калиброванное отверстие подвижной буксы. Одновременно жидкость перетекает в кольцевую полость между штоком и цилиндром через продольные отверстия подвижной буксы и открытый плавающий клапан. Обратный ход штока за счет энергии сжатого газа происходит с торможением, так как плавающий клапан торможения перекрывает часть отверстий в подвижной буксе. Обратный ход штока камеры низкого давления может происходить только при поперечных колебаниях вертолета на шасси или при взлете, когда амортизаторы освобождаются от нагрузок. Механизм включения гидроупора (рис.4.6) включает в себя разъемную коробку (8) и шлиц-шарнир (7). Разъемная коробка крепится на штоке камеры низкого давления с помощью скобы (9) и четырех болтов через приклеенный на место посадки слой листовой резины. В коробке размещены: микровыключатель АМ-800К (4), коромысло(5) с толкателем (6), жгут(3) и пружина (2). Рис. 4.6. Механизм включения гидроупора и магнитофона МС-61: 1 - амортстойка основной опоры шасси; 2 - пружина; 3 - жгут; 4 - микровыключатель 5 - коромысло; 6 - толкатель; 7 - шлиц-шарнир; 8 - разъемная коробка; 9 - скоба. 94 АМ-800К; При посадке происходит полное обжатие камеры низкого давления амортизационной стойки. Верхнее звено шлиц-шарнира (7) нажатием на толкатель (6), поворачивает коромысло и освобождает шток микровыключателя. При этом подается электрический сигнал на электрогидрокран гидросистемы ГА-192, который осуществляет подвод рабочей жидкости к гидроупору канала продольного управления. Гидроупор сработает и ограничит перемещение качалки продольного управления вниз. Этим ограничивается отклонение тарелки автомата перекоса назад с 5º до 2º, что исключает касание лопастей несущего винта о хвостовую балку. Одновременно производится отключение магнитофона МС-61. В полете, когда амортизационная стойка не обжата и верхнее звено шлиц-шарнира удалено от толкателя, верхнее плечо коромысла под действием пружины нажимает на шток микровыключателя, который отключает систему гидроупора и включает магнитофон МС-61. Поворот коромысла на угол, обеспечивающий зазор 1 ± 0,5 мм между верхним его плечом и штоком микровыключателя в его исходном положении, регулируется толкателем. Подкос (рис.4.7.) представляет собой сварную трубчатую конструкцию, выполненную из стали 30ХГСА. На обоих концах подкоса имеются узлы. С одного конца расположен узел для крепления к фюзеляжу, с другого - к проушине (1) на полуоси. С задней части подкоса близи колеса имеется проушина для подсоединения троса при буксировке вертолета хвостом вперед. Внутренняя полость подкоса используется в качестве баллона для сжатого воздуха с давлением 50 кгс/см² воздушной системы вертолета. Для подсоединения к воздушной системе и для слива конденсата на подкосе имеются специальные штуцеры (4). В тройнике подкоса (5) левой стойки установлен зарядный клапан (6), который используется для подзарядки воздухом колес шасси во внеаэродромных условиях. Рис. 4.7. Подкос. 1 - узел крепления к проушине полуоси; 2 - заглушка; 3 - штуцер для слива конденсата; 4 - штуцер для подвода сжатого воздуха в баллон; 5 - тройник; 6 - клапан для внеаэродромной зарядки колес; а – подвод сжатого воздуха; б – слив конденсата. Полуось шасси изготовлена из стали 30ХГСА, сварной трубчатой конструкции. На одном конце полуоси приварена проушина для крепления к узлу фюзеляжа, на другом – фланец крепления тормоза колеса, ухо для крепления амортизационной стойки и проушина для крепления буксировочного приспособления. В полуось запрессована ось колеса, которая фиксируется двумя конусными втулками, стянутыми болтом. На конце оси имеется резьба для гайки крепления колеса. На каждой полуоси снизу вблизи колеса приварена сферическая опора под головку домкрата. 95 § 4.3. ТОРМОЗНОЕ КОЛЕСО. Тормозное колесо КТ-97/3 служит для обеспечения стоянки, руления, взлета и посадки вертолета. Колеса главных стоек шасси размером 865×280 мм с пневматическими колодочными тормозами. Конструктивно колесо КТ-97/3 включает в себя (рис.4.8): пневматик, барабан и тормозное устройство. Пневматик вместе с амортизатором поглощает кинетическую энергию ударов при посадке и передвижении вертолета по земле. Пневматик включает в свою конструкцию покрышку и камеру. Покрышка является силовым элементом, она воспринимает нагрузки и передает их на барабан колеса. Основу покрышки составляет каркас из капроновой кордовой нити. Снаружи на каркас навулканизирован слой высокопрочной резины протектор, который защищает корд от износа и механических повреждений; беговая часть протектора утолщена. В бортах покрышки завулканизирована стальная проволока. Камера является герметичной частью пневматика, изготовлена из высококачественной резины. В камеру вмонтирована зарядная трубка, которую при монтаже пневматика на обод колеса выводят через отверстие в барабане и закрепляют гайкой. Барабан отлит из магниевого сплава за одно целое с ободом, ступицей и несъемной ребордой. Вторая реборда для удобства монтажа пневматика выполнена съемной. Съемная реборда состоит из двух полуколец, которые фиксируются от осевого перемещения буртиками, от проворачивания – шпонками, и соединяются между собой пластинами. Барабан (7) ступицей крепится на оси (22) при помощи двух конусных роликовых подшипников (6), между которыми установлена регулируемая распорная втулка (21). Весь пакет затягивается гайкой (3), которая контрится болтом (2) . Ось левого колеса имеет левую резьбу. С целью исключения попадания пыли в полость подшипников устанавливаются две дюралюминиевые крышки с войлочными кольцами (4). С внутренней и внешней сторон колесо закрывается щитками (5). С одной стороны барабана выполнено посадочное место для установки тормозной рубашки (10), которая крепится болтами (8) с потайными головками. Тормозная рубашка состоит из стальной обечайки, внутрь которой запрессована чугунная гильза. Смазка подшипников колеса осуществляется смазкой НК-50 или «Сапфир» (ВНИИ НП261)при каждом снятии колеса и при переводе техники на другой период эксплуатации. Тормоз колеса служит для фиксации вертолета на стоянке и уменьшения поступательной скорости движения вертолета при рулении. Тип тормоза: пневматический колодочный. В корпусе колеса (рис. 4.8) смонтирована на болтах тормозная рубашка, к фланцу полуоси крепится болтами корпус тормоза. На корпусе закреплены: два воздушных цилиндра (12); два разжимных рычага; две тормозные колодки (13); две возвратные пружины (14); регулировочные винты (18) с валиками (11). Корпус тормоза и колодки отлиты из магниевого сплава. Тормозные колодки крепятся к корпусу на анкерных валиках (20). На противоположных концах колодок установлена гайка регулировочного винта, с внутренних сторон к колодкам крепятся возвратные пружины. На наружные поверхности колодок приклепаны фрикционные накладки. Разжимные рычаги стальные, своими проушинами монтируются на анкерных валиках. Один конец разжимного рычага соединен со штоком воздушного цилиндра, а противоположный конец имеет сферическое глухое отверстие, в которое входит и упирается своим буртиком регулировочный винт. Зазоры в тормозах регулируются валиками (11) и проверяются щупом через лючки, выполненные на щитке колеса; зазор между колодками и тормозной рубашкой должен быть 0,3÷0,4 мм. При нажатии летчиком на тормозную гашетку, расположенную на левой ручке циклического шага, воздух под давлением из воздушных баллонов поступает через редукционный ускоритель УП-О3 в воздушные цилиндры тормозов колес. Давлением воздуха поршни со штоками перемещаются и поворачивают разжимные рычаги, которые через регулировочные винты и гайки прижимают колодки к тормозному барабану. При отпускании гашетки воздух из цилиндров стравливается через УП-О3 в атмосферу, а пружины возвращают колодки в исходное положение. 96 97 Рис. 4.8. Тормозное колесо КТ 97/3: 1 - крышка; 2 - контровочный болт; 3 - гайка крепления колеса; 4 - войлочное кольцо; 5 - щиток; 6 - конусный роликовый подшипник; 7 - барабан колеса; 8 - болт с потайной головкой; 9 - корпус тормоза; 10 - тормозная рубашка; 11 - регулировочный валик; 12 - воздушный цилиндр; 13 - тормозная колодка; 14 - возвратная пружина; 15 - лючок для замера зазора; 16,17 – конические зубчатые колеса; 18 - регулировочный винт; 19 - болт крепления тормоза; 20 - анкерный валик; 21 - распорная втулка; 22 - ось колеса. § 4.4. ПЕРЕДНЯЯ ОПОРА ШАССИ. Передняя опора предназначена для восприятия ударных нагрузок, возникающих при взлете и посадке вертолета, а также для обеспечения стоянки, руления и буксировки вертолета по земле. Тип передней опоры: балочная, рычажная с самоориентирующимися колесами. Самоориентирующиеся колеса служат для маневрирования вертолета при его передви- Рис. 4.9. Передняя опора шасси. жении по земле. После взлета они автоматически устанавливаются в линию полета, чем обеспечивается последующее выполнение посадки с пробегом. Конструктивно передняя опора состоит (рис. 4.9) из рычажной амортизационной стойки, вильчатого подкоса и двух нетормозных колес К-2-116. Амортизационная стойка опоры верхним узлом крепится к кронштейну на шпангоуте №1 центральной части фюзеляжа, а нижним узлом при помощи вильчатого сварного подкоса - к кронштейнам шпангоута № 2 центральной части фюзеляжа. Амортизационная стойка передней опоры предназначена для восприятия и рассеивания энергии удара при посадке и рулении вертолета по неровной поверхности. Амортизационная стойка (рис. 4.10) конструктивно состоит из: цилиндра (4); пустотелого штока (9) с буксами (6 и11); плунжера (5) с поршнем (7); поворотного кронштейна (10) с рогом; шатуна (13); кулачкового механизм самоориентации колес (12); рычага (14) с осью (15) навески колес. Все основные детали амортизационной стойки и ось колес выполнены из хромансилевой стали 30ХГСА. Сверху к цилиндру приварена головка с проушинами (3) для крепления стойки к шпангоуту № 1 ЦЧФ и сливной штуцер с пробкой. В средней части цилиндра сзади имеются проушины (8) для крепления вильчатого подкоса, а спереди – проушина (18), используемая для швартовки вертолета. Внутри цилиндра, в верхней его части, при помощи стопорной втулки и гайки(2) установлен плунжер. Плунжер представляет собой трубу с отверстиями диаметром 12 мм. Он служит для гашения струи жидкости на прямом ходе штока и уменьшения пенообразования. Сверху в плунжер ввернут зарядный клапан. Объем масла в стойке ограничивается трубкой уровня жидкости, через которую при обжатии штока происходит слив излишнего количества заливаемого масла. В нижней части плунжера приварен поршень (7). На поршне установлена втулка (19) с калиброванным отверстием Ø5 мм. В нижней части цилиндра установлен поворотный кронштейн (10), вращающийся на двух бронзовых втулках. Смазка втулок осуществляется через пресс-масленки кронштейна смазкой ЦИАТИМ-201. В рог поворотного кронштейна вварена втулка (17), предназначенная для крепления буксировочного приспособления. Внутри цилиндра перемещается шток (9). На верхний конец штока навернута верхняя букса (6), имеющая четыре продольных отверстия. На нижний конец штока навернута нижняя букса (11) с резиновыми уплотнительными кольцами. 98 Рис. 4.10. Амортстойка передней опоры и принцип работы амортизатора 1 – зарядный клапан; 2 – гайка крепления плунжера; 3 – проушина крепления амортизатора к фюзеляжу; 4 - цилиндр; 5 – плунжер; 6 – верхняя букса; 7 – поршень плунжера; 8 – проушина крепления вильчатого подкоса; 9 – шток; 10 –поворотный кронштейн; 11 - нижняя букса; 12 – нижний кулачок механизма самоориентации колес; 13 – шатун; 14 – рычаг; 15 – ось колес; 16 – лимб указателя обжатия амортизатора; 17 – втулка под буксировочное приспособление; 18 – проушина для крепления швартовочного приспособления; 19 –втулка с калиброванным отверстием; 20 – пробка слива; 21 – хвостовик плунжера. 99 Для установки колес в линию полета при полном выходе штока на нем имеется радиусный фиксирующий выступ – верхний фиксатор механизма разворота колес. Ответный вырез фиксатора – нижний кулачок механизма самоориентации колес, закреплен штифтами в нижней внутренней части цилиндра. Когда стойка нагружена весом вертолета, фиксаторы разнесены по высоте и колеса имеют возможность свободной ориентации. При снятии нагрузки с передней опоры выступы фиксаторов скользят друг по другу: фиксирующий выступ штока входит в ответный вырез нижнего кулачка и колеса ориентируются “по полету”. Шток (9) и рычаг(14) соединены между собой шатуном (13). Нижняя полость цилиндра закрыта специальным чехлом, предохраняющим цилиндр от загрязнения. Рычаг сварной конструкции, одним концом крепится к рогу поворотного кронштейна, а в другой его конец впрессована ось (15) передних колес. На пальце, соединяющем рычаг с рогом поворотного кронштейна, установлен указатель (16) хода штока и давления в цилиндре амортизатора. При посадке вертолета (рис.4.10) шток с закрепленными на нем буксами движется вверх. Жидкость, вытесняемая плунжером из полости штока, перетекает через центральное калиброванное отверстие поршня плунжера в верхнюю полость цилиндра, сжимая азот. Из верхней полости цилиндра через осевые отверстия в буксе нарастающее давление в амортизаторе передается также в кольцевую полость, образованную штоком и цилиндром, с целью выравнивания давления в полостях амортизатора. При этом энергия удара расходуется на сжатие газа, преодоление сил гидравлического сопротивления, преодоление сил трения в буксах и выделение тепла (рассеивается в атмосфере). При обратном ходе жидкость под действием давления азота перетекает через центральное калиброванное отверстие поршня из полости цилиндра в полость штока. Энергия сжатого газа на обратном ходе штока расходуется на подъем вертолета, преодоление сил гидравлического сопротивления, преодоление сил трения в буксах и выделение тепла. Вильчатый подкос (рис. 4.10) сварной трубчатой конструкции изготовлен из стали 30ХГСА. Конструктивно состоит из двух труб и вильчатого наконечника. Одними концами каждая труба подкоса приварены к вильчатому наконечнику, посредством которого подкос крепится к проушине цилиндра. На других концах труб имеются проушины, предназначенные для крепления через карданы к шпангоуту № 2 центральной части фюзеляжа. В районе вильчатого наконечника приварена усиливающая накладка. § 4.5. КОЛЕСО НЕТОРМОЗНОЕ Колесо нетормозное К-2-116 предназначено для обеспечения стоянки и передвижения вертолета по земле, а также для восприятия части энергии удара при посадке. На передней опоре расположены два нетормозных колеса размером 595×185 мм. Давление воздуха в пневматике колеса 4,5+0,5 кгс/см². Колесо (рис.4.11) включает в свою конструкцию пневматик и барабан. Пневматик состоит из покрышки и камеры. Барабан (6) смонтирован на оси колеса (12) на двух конических роликовых подшипниках (10), между которыми установлена регулируемая распорная втулка (11). Распорная Рис. 4.11. Колесо К-2-116. 1 - конический роликоподшипник; 2 - гайка крепления колеса; 3 - крышка; 4 - вентиль; 5 - съемная реборда; 6 - барабан; 7,9 - щитки; 8 - болты; 10 - войлочное кольцо; 11 - распорная втулка; 12 - ось колеса; 13 - упорное кольцо. втулка позволяет устанавливать необходимый зазор в подшипниках. С обеих сторон колес 100 подшипники закрываются крышками (3) с пылезащитными войлочными кольцами (10). Барабаны колес закрываются щитками(7 и 9), которые крепятся болтами (8). Подшипники колес смазываются смазкой НК-50 или “Сапфир” (ВНИИ НП-261). Колеса с обеих сторон затягиваются гайками (2). Для предотвращения отворачивания гаек, ось на левом конце имеет левую резьбу. Таким образом, передние колеса отличаются от колес основной опоры размерами и отсутствием тормозного устройства. §4.6. ХВОСТОВАЯ ОПОРА. Хвостовая опора предназначена для предотвращения удара лопастей рулевого винта о землю при посадке вертолета с большими углами кабрирования. Хвостовая опора ферменнопирамидальной схемы. Конструктивно хвостовая опора (рис. 4.12) состоит из амортизационной стойки, двух трубчатых дюралюминиевых подкосов, стального вильчатого узла и штампованной дюралюминиевая пяты. Подкосы своими верхними узлами крепятся к кронштейнам шпангоута №15 хвостовой балки. Амортизационная стойка проушиной штока соединяется с кронштейном шпангоута Рис. 4.12 Конструкция хвостовой опоры: 1 - амортизационная стойка; 2 - подкос; 3 - вильчатый узел; 4 - пята; 5 - ухо; 6,12 - гайки; 7 - корпус; 8 - внутренняя обойма; 9 - наружная обойма; 10 - резиновая втулка; 11 - кольцо; 13 - головка амортстойки; 14 - втулка; 15 - стопорное кольцо; 16 - шайба; 17 - резиновое кольцо. №17 хвостовой балки, а проушина цилиндра, расположенная в нижней части амортизатора, крепится к ребру вильчатого узла. Для исключения передачи возможных вибраций хвостовой опоры в полете на хвостовую балку элементы опоры крепятся к ней посредством демпферов. Демпфер (рис.4.12) верхнего узла амортизационной стойки состоит из втулки (14) и двух резиновых колец (17). Болт верхнего узла крепления стойки устанавливается во втулку демпфера. Крепление стойки в нижней части к ребру вильчатого узла осуществляется с помощью болта через шаровой подшипник и втулку. 101 Конструкция подкосов аналогична. Один конец каждого подкоса приклепан к вильчатому узлу (3), на другом конце также заклепочным соединением установлен стальной демпфирующий узел. В корпусе узла гайкой (12) жестко закреплен демпфер. Демпфер конструктивно состоит из внутренней (8) и наружной стальных цилиндрических обойм (9), к которым привулканизирована находящаяся между ними резиновая втулка (10). Наружная обойма гайкой (6) через кольцо жестко закреплена относительно стального уха (5), с помощью которого подкос (2) крепится к кронштейну хвостовой балки. Пята (4) отштампована из сплава АК-6 и крепится к стальному вильчатому узлу подкосов с помощью валика, установленного во втулках. Пружина удерживает пяту под некоторым углом для предотвращения зарывания ее при движении по земле. Амортизационная стойка служит для смягчения ударных нагрузок, передаваемых на фюзеляж при касании хвостовой опоры о землю. Жидкостно-газовый амортизатор конструктивно состоит (рис. 4.13) из цилиндра (1), штока (7), разрезной втулки (3), верхней буксы (4), нижней буксы (2), элементов уплотнения и фиксации. Цилиндр амортизатора выполнен из легированной стали. Снаружи цилиндр переменного диаметра имеет внутреннюю хромированную поверхность. Верхняя бронзовая букса с резиновыми и фторопластовыми уплотнительными кольцами зафиксирована при помощи накидной гайки. Сальник (5) гайки (6) исключает попадание грязи в рабочую поверхность амортизатора. Внутри цилиндра перемещается шток (7). Нижняя букса навернута на резьбовую часть штока и зафиксирована винтом. Между верхней и нижней буксами находится разрезная дюралюминиевая втулка (3). В донышке нижней буксы выполнено калиброванное отверстие. Для протока жидкости в кольцевую полость между штоком и цилиндром в средней части штока под углом 120° просверлены три радиальные отверстия. В верхней части штока имеется проушина для крепления к узлу на хвостовой балке, а сбоку - штуцер, в который ввернут зарядный клапан (8). Ход штока составляет 200 мм и ограничивается надетой на шток разрезной дюралевой втулкой. При ударе хвостовой опоры о землю цилиндр амортизатора движется вверх, шток через отверстие в нижней буксе вытесняет жидкость из полости цилиндра в полость штока и далее через его радиальные отверстия в кольцевую полость, образованную цилиндром и штоком. На обратном ходе цилиндр амортизатора возвращается в исходное полоРис. 4.13. Амортизатор хвостовой опоры. 1 - цилиндр; 2 - нижняя букса; 3 - разрезная втулка; жение под давлением технического азота. 4 - верхняя букса; 5 - сальник; 6 - гайка; 7 - шток; 8 - зарядный клапан. 102 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ГЛАВЕ 4 1. Сформулируйте назначение взлетно-посадочных устройств вертолёта. Какие основные элементы входят в состав ВПУ вертолёта? 2. Сформулируйте назначение основной опоры шасси вертолёта. Какие конструктивные элементы входят в состав основной опоры? 3. Для чего предназначены микровыключатель, установленный на амортизаторе основной опоры шасси вертолёта? 4. Сформулируйте назначение амортизатора основной опоры шасси вертолёта. Какие конструктивные элементы входят в состав амортизатора? 5. Опишите работу амортизатора на прямом ходе штока. За счет чего происходит рассеивание энергии удара? 6. Опишите работу амортизатора на обратном ходе штока. 7. Назовите контролируемые значения выхода штока амортизатора. Что они характеризуют? 8. Сформулируйте назначение тормозного колеса. Какие конструктивные элементы входят в состав колеса основной опоры? 9. Опишите работу тормоза колеса основной опоры шасси. 10. Сформулируйте назначение амортизатора передней опоры шасси вертолёта. Какие конструктивные элементы входят в состав амортизатора? 11. Опишите работу амортизатора передней опоры на прямом ходе штока. За счет чего происходит рассеивание энергии удара? 12. За счет чего происходит ориентирование колес передней опоры по полёту? 13. Назовите контролируемые значения выхода штока амортизатора. Что они характеризуют? 14. Какие конструктивные элементы входят в состав колеса передней опоры? Назовите контролируемые значения обжатия пневматика колеса передней опоры. 15. Сформулируйте назначение хвостовой опоры шасси вертолёта. Какие конструктивные элементы входят в состав хвостовой опоры? 16. Какие конструктивные элементы входят в состав амортизатора хвостовой опоры? 17. За счет чего происходит рассеивание энергии удара хвостовой опоры о землю? 103 ГЛАВА 5. ВИНТЫ ВЕРТОЛЁТА. §5.1. НЕСУЩИЙ ВИНТ. Несущий винт предназначен для образования подъемной и движущей сил на всех режимах полета, а также для создания продольного и поперечного моментов управления вертолетом. Несущий винт конструктивно состоит из втулки и пяти лопастей. Втулка предназначена для крепления лопастей, передачи им вращения от главного редуктора, а также восприятия и передачи на фюзеляж аэродинамических и инерционных сил, возникающих на несущем винте. Втулка устанавливается на валу главного редуктора. Диаметр НВ, м Направление вращения Ометаемая НВ площадь, м². Коэффициент заполнения Масса, кг Хорда лопасти, мм Форма лопасти в плане Профиль лопасти Масса лопасти, кг Таблица 5.1. 21,3 по часовой стрелке (сверху). 356 0,0777 1285 520 прямоугольная с геометрической круткой: 5º в сечениях № 1…4, далее изменяется по линейному закону до 0º на конце лопасти (сечение № 22). между сечениями 0…1 – NACA-230, 2…3 -NACA-230-12, между 4…22 до 50% хорды -NACA-230-11c увеличением его ординат от хорды по 1мм, а от 50% до 95% изменение ординат до 0 по линейному закону 135 § 5.2. ЛОПАСТЬ НЕСУЩЕГО ВИНТА Конструктивно лопасть несущего винта состоит из лонжерона, двадцати одного хвостового отсека, наконечника, законцовки. Лопасть несущего винта оборудована противообледенительной системой и системой обнаружения повреждений лонжерона. Лонжерон является основным силовым элементом лопасти, воспринимающим аэродинамические и массовые нагрузки, возникающие при изменении шага несущего винта. Лонжерон представляет собой пустотелую балку с внутренним контуром постоянного сечения, выполненную из алюминиевого сплава АВТ-1 в форме носка лопасти в соответствии с теоретическим профилем. Рис. 5.1. Лопасть несущего винта: 1 - штепсельный разъем; 2 - наконечник; 3 - зарядный вентиль с золотником; 4,12 - заглушки; 5 - сигнализатор давления; 6 - болты крепления наконечника к лонжерону; 7 - лонжерон; 8 - отсек лопасти; 9 - лампа контурного огня; 10 - законцовка; 11- пластины балансировочного груза; 12– заглушка;13- герметик; 14 - прижим; 15 - винтовой упор;16- противофлаттерный груз; 17- межотсечный вкладыш; 18- сотовый заполнитель; 19- противофлаттерный груз. 104 Поверхность лонжерона упрочняется методом наклепа стальными шариками на вибростенде. При этом глубина нагартованного слоя достигает 0,3÷0,4 мм, что значительно увеличивает ресурс лопасти. Для увеличения жесткости конструкции верхняя и нижняя полки лонжерона имеют внутри плавные ребра утолщения. Первые из них от носка лонжерона используются как направляющие для установки противофлаттерных грузов (рис. 5.2). Всего в каждую лопасть для получения необходимой поперечной центровки, что необходимо для увеличения критической скорости флаттера, в носок лонжерона между отсеками № 18÷22 вставлены восемь противовесов (противофлаттерных грузов) длиной 400 мм и массой около 1 кг каждый. Каждый противофлаттерный груз (5) обрезинен, что позволяет плотно вставлять его по передним ребрам жесткости в полость лонжерона. Возникающие при вращении лопасти центробежные силы противовесов воспринимаются винтовым упором (15), ввернутым по резьбе внутрь концевой части лопасти. Концевая часть лонжерона закрыта заглушкой (12) и прижимом (14), между которыми находится герметик (13). При стягиРис. 5.2. Фрагмент лопасти несущего винта: вании половин герметик выдав1 - стрингер; 2 - обшивка; 3 - нервюра; 4 - лонжерон; ливается и герметизирует конце5 - противофлаттерный груз; 6 - лонжерон; 7 - лапка нервюры; вую часть лонжерона. На заглуш8 - сотовый заполнитель; 9 - межотсечный вкладыш. ке установлены два болта и две шпильки, на которых собираются пластины балансировочного груза (11). Торец комлевой части лонжерона (рис. 5.1) закрыт крышкой, установленной на девяти болтах и герметизирован. К торцевой крышке крепится винтами (и к лонжерону) крышка, закрывающая провода, проходящие к штепсельному разъему. На крышке установлен штепсельный разъем (1) для подвода питания к нагревательным элементам противообледенительной системы лопасти и контурному огню, а также зарядный вентиль (3), предназначенный для накачки воздуха в полость лонжерона. На задней стенке лонжерона, около торца комлевой части (рис.5.3) установлен сигнализатор повреждения лонжерона. Рис.5.3. Система сигнализации повреждения лонжерона лопасти Система сигнализации повреждения лонжерона лопасти – пневматическая с визуальным сигнализатором давления. Система включает в себя заглушки, установленные по торцам лонжерона для герметизации внутренней полости, вентиль с золотником и сигнализатора давления. 105 Анероидный чувствительный элемент представляет собой сильфон, внутри которого находится инертный газ - гелий с давлением 1,05 ÷ 1,1 кгс/см². В рабочем состоянии полость лонжерона находится под повышенным воздушным давлением: через зарядный вентиль закачивается ручным насосом воздух с давлением РЛОНЖ, которое должно быть на 0,15 кгс/см² больше давления РСПЛ начала срабатывания сигнализатора. Внутренняя полость корпуса сигнализатора сообщается с полостью лонжерона. При появлении трещин в лонжероне или нарушении его герметичности воздух стравливается, и давление в полости корпуса сигнализатора выравнивается с атмосферным. Силами упругости и внутреннего давления сильфон разжимается и выталкивает красный цилиндрик в зону видимости через плексигласовый колпачок. Давление закачиваемого воздуха зависит от температуры ТН и давления РН атмосферного воздуха и определяется по специальным монограммам и графикам. При температурах ТН < -40°С давление воздуха в лонжероне РЛОНЖ должно превышать давление срабатывания сигнализатора РСПЛ на 0,25 кгс/см². Наконечник предназначен для крепления лопасти к втулке и состоит из гребенки и двух щек. С помощью гребенки лопасть крепится к корпусу осевого шарнира двумя болтами. К лонжерону наконечник крепится щеками с помощью 9 сквозных болтов и 12 (по 6 с каждой стороны) болтов с втулками. Втулки предназначены для разгрузки болтов от срезывающих усилий. Кроме того, в местах прохода сквозных болтов в целях исключения деформации лонжерона имеется текстолитовая распорка. Хвостовая часть лопасти образована отдельными отсеками. Всего лопасть включает 21 хвостовой отсек. Отсеки приклеиваются к задней кромке лонжерона и конструктивно совершенно одинаковы. Все составные элементы отсека склеиваются между собой клеемпленкой ВК-3. Нервюры изготавливаются из авиаля толщиной 0,4 мм. В местах стыковки нервюры к лонжерону спинка нервюры отогнута и представляет собой лапку, которая приклеивается к задней стенке лонжерона. Обшивка, толщиной 0,3 мм выполнена из авиаля, у хвостового стрингера не разрезана, а обогнута вокруг него. Сам стрингер – текстолитовый. Сотовый заполнитель изготовлен из алюминиевой фольги толщиной 0,04 мм и образует шестигранные соты со стороной 5 мм. На отсеках № 16 и № 17 в районе хвостовых стрингеров, закреплены закрылки в виде пластин шириной 40 мм и толщиной 1,5 мм, служащие для регулирования соконусности лопастей несущего винта. Отсек приклеен к полке и задней стенке лонжерона клеем ВК-3. Для предотвращения перетекания воздуха между отсеками вложены межотсечные вкладыши, выполненные либо из губчатой резины, либо в виде дюралевых обрезиненных коробочек. Законцовка (рис.5.4) обеспечивает плавность обтекания концевой части лопасти. Концевой обтекатель состоит из несъемной и съемной частей. Несъемная часть приклеивается к нервюре последнего отсека. Съемная часть установлена на винтах, имеет вырез, закрытый плексигласовым фонарем и титановую усиливающую накладку. При снятой съемной части открывается доступ к узлу крепления балансировочных пластин (стальные для весовой балансировки) и к лампе контурного огня, установленной на кронштейне. ПротивообледенительРис. 5.4. Законцовка лопасти несущего винта. ная система лопасти электротеплового действия. Нагревательная накладка (рис.5.5) конструктивно состоит из шести слоев изолирующей стеклоткани (1), металлических нагревательных элементов (5), силового провода (4), соединительных шинок (6) и поверхностного антиабразивного слоя резины (3). 106 Питание током нагревательных элементов осуществляется через штепсельный разъем, к которому присоединены силовые привода. Другим концом силовые привода подпаяны к шинкам нагревательных приборов. На носке каждой лопасти на участках длиной 5 м от конца приклеиваются разрезные металлические (нержавеющая сталь) оковки для защиты носка от абразивного износа (7). На оковку Ри.5.5. Нагревательная накладка: нанесен слой поли1-стеклоткань; 2-электроизоляционный слой; 3-полиуретан; 4-силовые провода; 5уретана (3) толщиной нагревательные элементы; 6- соединительные шинки; 7- оковки. 0,8…1 мм. § 5.3. ВТУЛКА НЕСУЩЕГО ВИНТА. Втулка несущего винта предназначена для передачи лопастям крутящего момента от главного редуктора, а также для восприятия и передачи на фюзеляж сил и моментов, возникающих на несущем винте (рис. 5.6). Рис. 5.6. Схема действия равнодействующей силы и общий вид втулки несущего винта. Крепление лопастей к корпусу втулки осуществляется посредством горизонтальных, вертикальных и осевых шарниров. Компенсатор взмаха служит для уменьшения амплитуды маховых движений лопастей и завала конуса несущего винта. Горизонтальные шарниры позволяют лопастям совершать маховые движения под действием переменных по азимуту аэродинамических сил. При взмахе лопасти вверх установочный угол уменьшается, а при махе вниз – увеличивается. Вертикальные шарниры дают возможность лопастям совершать колебания в плоскости вращения из-за действия переменных сил лобового сопротивления и сил инерции Кориолиса. Для предотвращения земного резонанса колебания лопастей относительно вертикального шарнира демпфируются гидравлическим демпфером. Осевые шарниры предназначены для изменения углов установки лопастей. С целью уменьшения свеса лопастей и создания необходимых зазоров между лопастями и хвостовой балкой при невращающемся винте и малых оборотах несущего винта в конструкцию втулки введены центробежные ограничители свеса. 107 Рис.5.7. Втулка несущего винта. Разнос горизонтального шарнира, мм Разнос вертикального шарнира, мм Смещение горизонтального шарнира, мм Величина коэффициента компенсатора взмаха Угол поворота горизонтального шарнира Максимальный угол взмаха вверх Угол взмаха вниз (свеса от плоскости, перпендикулярной оси вращения НВ) - при упоре на скобу - при упоре на собачку Углы поворота относительно ВШ: - вперёд по вращению - назад против вращения Угол наклона оси НВ вперёд Масса втулки (сухая), кг Габаритные размеры втулки, мм: - диаметр - высота Регулировка центробежных ограничителей свеса по частоте вращения несущего винта, % : - срабатывание механизмов при разгоне несущего винта - срабатывание механизмов при торможении несущего винта Таблица 5.2. 220 507 45 0,5 5 4 19 25º ± 30' 4º ± 10' 1º 40' ± 20' 15º ± 15' 11º ± 10' 4º 20' ± 10' 585 1744 287 108 3 95 3 Корпус втулки (рис. 5.7) изготовлен из высокопрочной легированной стали и представляет собой литую деталь с внутренним эвольвентными шлицами для установки на вал главного редуктора. Корпус центрируется на валу нижним бронзовым разрезным конусом и верхним стальным конусом, состоящим из двух половин. Шлицы смазываются смазкой НК-50. Весь пакет стягивается гайкой и контрится штифтами. 108 Корпус имеет пять (по количеству лопастей) широких проушин, лежащих в одной плоскости под углом 72º друг к другу (рис. 5.6). Середины проушин смещены по направлению вращения на 45 мм вдоль оси горизонтального шарнира. Проушины в соединении со скобой образуют горизонтальные шарниры. Для заправки и слива масла из шарнира в корпусе втулки имеются отверстия, закрываемые пробками. Верхние пробки используется также как ушки при демонтажа втулки. На каждой проушине выполнены приливы, образующие с приливами скоб верхние и нижние упоры, которые ограничивают маховые движения лопастей. Нижние упоры выполнены съемными, что позволяет производить их замену в эксплуатации в случае появления дефектов (наклепа). В верхней части корпуса имеется фланец, к которому шпильками крепится бачок гидродемпферов вертикальных шарниров, а в нижней части – отверстие под штифт поводка тарелки автомата перекоса. Скоба (рис. 5.8) представляет собой литую деталь коробчатого сечения с двумя парами взаимноперпедикулярных площадок. Площадки-проушины предназначены для соединения скобы с корпусом втулки и с цапфой осевого шарнира. Соединение с корпусом втулки образует горизонтальный шарнир, а с цапфой - вертикальный шарнир. Внутри скобы монтируются детали центробежного ограничителя свеса - пружина и противовес, а в нижней её части выполнены проушины для оси собачки центробежного ограничителя свеса. Центробежный ограничитель свеса (рис. 5.8) предназначен для предотвращения уда- Рис. 5.8. Конструкция и принцип работы центробежного ограничителя свеса лопасти: 1 - противовес; 2 – палец противовеса; 3 - пружина; 4 - тяга; 5 – палец собачки; 6 - собачка. ров лопастей несущего винта о хвостовую балку при малых частотах его вращения (раскрутка и останов несущего винта, стоянка вертолёта). Упоры должны обеспечивать достаточные углы поворота относительно горизонтального шарнира при наклоне конуса несущего винта в процессе управления вертолётом, при этом лопасть не должна касаться упоров. Однако на остановленном несущем винте или при малых частотах его вращения лопасти имеют значительный прогиб под действием собственного веса из-за отсутствия растягивающей центробежной силы. Обеспечить необходимый зазор между концом лопасти и хвостовой балкой при малых частотах вращения несущего винта – задача центробежного ограничителя свеса (ЦОС). При неработающем несущем винте и во время раскрутки его до 108±3 об/мин пружина (3) удерживает противовес (1) и собачку (6) в положении, при котором лопасть находится на упоре, при этом угол свеса составляет 1º 40'. При достижении частоты вращения несущего винта 108 ±3 об/мин противовес под действием центробежных сил начинает проворачиваться, растягивая пружину и разворачивая собачку. При частоте 111 об/мин собачка полностью отходит от скобы. Свес лопасти ограничивается только постоянными упорами, которые позволяют ей отклоняться вниз на 4º ± 10'. При уменьшении оборотов несущего винта менее 95 об/мин собачка возвращается в положение, соответствующее углу свеса лопасти 1º 40'. Частота несущего винта, при которой срабатывает центробежный ограничитель свеса при раскрутке, выше, чем при его остановке благодаря изменению плеча приложения центробежной силы при повороте противовеса. За счёт этого процесс срабатывания происходит без замедлений, исключая удары о подвижный упор в его промежуточных положениях. 109 Горизонтальный шарнир предназначен для разгрузки комлевой части лопасти от переменного изгибающего момента путём обеспечения возможности колебаний лопасти в вертикальной плоскости. Горизонтальный шарнир (рис.5.9) образован сочленением проушин корпуса втулки и вертикальными проушинами скобы. Конструктивно горизонтальный шарнир состоит из пальца, двух игольчатых подшипников и деталей уплотнения. В проушине корпуса устанавливаются наружные обоймы игольчатых подшипников и закрепляются гайками. Между наружными обоймами помещены две бронзовые шайбы, между которыми установлено стальное упорное кольцо. Бронзовые шайбы выполняют роль подшипников скольжения. На пальце устанавливаются внутренние обоймы игольчатых подшипников. Игольчатые подшипники воспринимают наибольшие по величине нагрузки от действия центробежных сил лопасти. Герметизация полостей подшипников осуществляется резиновыми уплотнительными кольцами и армированными манжетами. Циркуляция масла осуществляется с помощью специальных проточек под дейстРис. 5.9. Горизонтальный шарнир. вием центробежных сил. В заливной пробке может быть установлен компенсатор давления, который при увеличении давления масла в шарнире (при увеличении температуры) предотвращает выбивания масла через уплотнения благодаря резиновому рабочему элементу. С одной стороны палец с помощью игольчатого подшипника соединяется с серьгой гидродемпфера. Здесь же, со стороны серьги, для защиты внутренней полости пальца от попадания влаги в палец вставлена резиновая заглушка. С другой стороны на палец устанавливается пробка с ушком для подсоединения струбцины фиксации лопастей на стоянке. Вертикальный шарнир предназначен для разгрузки комлевой части лопасти от переменных изгибающих моментов путём обеспечения возможности лопасти совершать колебания в плоскости вращения. Вертикальный шарнир образован сочленением (рис.5.10) горизонтальных проушин скобы и цапфы осевого шарнира. Конструкция вертикального шарнира принципиально аналогична горизонтальному. В цилиндрической полости головной части цапфы монтируются два игольчатых подшипника, состоящие из наружных и внутренних обойм с набором игл. Наружные обоймы крепятся к цапфе, внутренние - надеты на палец. Для восприятия осевых усилий предусмотрены бронзовые шайбы, расположенные между Рис. 5.10. Вертикальный шарнир. торцами наружных обойм и упорным кольцом. На палец наворачивается пробка, которая закрывает отверстие для заправки в шарнир масла. К игольчатым подшипникам масло поступает через сверления в пальце и во внутренних обоймах подшипника. Уплотнениями шарнира являются резиновые кольца. В нижнюю часть стакана ввёрнута маслёнка, через которую при первичной заправке (при сборке) в вертикальный шарнир зашприцовывается масло. Дозаправка маслом производится непосредственно в стакан через заливную пробку. 110 Осевой шарнир предназначен для обеспечения изменения углов установки лопастей. Осевой шарнир (рис.5.11) образован соединением цапфы и корпуса осевого шарнира. В головной части цапфы выполнены два фланца крепления кронштейнов гидродемпфера. Здесь же имеются приливы-упоры, которые ограничивают поворот лопастей вокруг оси вертикального шарнира. Внутренняя цилиндрическая полость головной части служит для монтажа игольчатых подшипников вертикального шарнира. Цапфа осевого шарнира (12) представляет собой стальную поковку, состоящую из головки и хвостовика с резьбовым участком на конце. В головке имеется центральная расточка для монтажа подшипников вертикального шарнира. Кроме того, на головке выполнены упоры, ограничивающие колебания лопастей в плоскости вращения и два кронштейна для крепления демпфера вертикального шарнира. Рис. 5.11. Осевой шарнир: 1 – гайка; 2 – шариковый радиальный подшипник; 3 - компенсатор давления; 4 - пробка заливная;5 – роликовый двухрядный подшипник; 6 – корпус осевого шарнира; 7 - шариковый радиальный подшипник; 8 – гребенка; 9 - стаканчик; 10 - магнитная пробка; 11 - рычаг поворота лопасти; 12 - цапфа осевого шарнира. Цапфа имеет хвостовик с резьбовым участком на конце. На хвостовике цапфы установлены и закреплены подшипники осевого шарнира. Упорный роликовый подшипник (5) предназначен для восприятия центробежной силы и два шариковых радиальных подшипника (2 и 7) для восприятия, передающихся от лопасти, изгибающих моментов. Гайка цапфы (1) стягивает весь собранный пакет и контрится стопорным кольцом. Уплотнение осевого шарнира осуществляется резиновыми кольцами и манжетами. Гнёзда сепаратора роликового подшипника (5) располагаются под углом γ = 0°50' к радиальному направлению. Благодаря этому при циклическом изменении угла установки лопасти сепаратор вместе с колебательно-вращательными движениями лопасти медленно поворачивается в сторону наклона роликов. Сепаратор совершает полный оборот за 50…80 минут работы несущего винта при частоте колебаний 3÷3,5 Гц (190÷200 об/мин несущего винта) и угловой амплитуде колебаний 4,5÷5°. Непрерывное вращение сепаратора способствует тому, что беговые дорожки колец подшипника вырабатываются равномерно, сокращая число повторных напряжений, испытываемых отдельными участками дорожек качения. Этим обеспечивается долговечность подшипника, увеличивается ресурс осевых шарниров и втулки несущего винта в целом. Корпус осевого шарнира (6) выполнен в виде стакана, на днище которого имеется гребёнка (8) с проушинами для крепления лопасти. На другом конце стакана имеется резьба под гайку (1) и фланец, к которому четырьмя болтами крепится рычаг поворота лопасти (11). Болты разгружены от срезывающих усилий втулками. Конец рычага поворота имеет цилиндрическую полость, в которой на двухрядном шарикоподшипнике и роликовом подшипнике установлен валик, удерживаемый от своего смещения крышкой. В рычаг ввёрнута маслёнка для смазывания подшипников ЦИАТИМ-201. В проушине валика на двух подшипниках установлен палец, соединяющий рычаг поворота лопасти с тягой автомата перекоса. 111 На корпусе (6) имеются также прозрачный стаканчик (9), сливная пробка (10) и заливная пробка (4) с компенсатором давления. Компенсатор давления (3) состоит из корпуса с отверстиями, крышки и мембраны. При увеличении внутри осевого шарнира температуры и давления масла его пары отжимают мембрану и выходят в атмосферу через отверстия в корпусе. Демпфер вертикального шарнира служит для гашения колебаний лопасти в плоскости вращения в целях предотвращения “земного резонанса”, а также для исключения ударных нагрузок лопасти, возникающих при энергичной раскрутке несущего винта. Демпфер гидравлического типа (рис. 5.12), принцип его работы заключается в поглощении энергии колебаний лопасти и рассеивании её в окружающей среде в виде тепла. Рис. 5.12. Демпфер вертикального шарнира: 1 – крышка; 2 – шток; 3 – клапан; 4 – прилив корпуса компенсационного клапана; 5 – цилиндр; 6 – клапан; 7 - корпус клапана; 8 – поршень; 9 – поршневые кольца; 10 – стакан; 11 – штуцер; 12 – компенсационный бачок; 13 – чехол; 14 – шланг; 15 – крышка игольчатого подшипника; 16 – кронштейн. Корпус демпфера включает в себя цилиндр (5) и крышку (1). Стальной цилиндр при помощи цапф и игольчатых подшипников (15) крепится призонными болтами к кронштейнам (16), которые установлены на приливах цапфы осевого шарнира. С одной стороны в днище цилиндра выполнено отверстие для прохода штока. С другой стороны цилиндр закрывается крышкой (1) на девяти болтах. 112 К крышке крепится стакан (10), закрывающий открытый конец штока. В днище цилиндра и в крышке запрессованы бронзовые втулки, по которым перемещается шток (2). Шток выполнен заодно с поршнем (8), на котором установлены поршневые кольца (9). Поршень имеет восемь перепускных клапанов. Четыре клапана (3) обеспечивают проход рабочей жидкости в одну сторону, а другие четыре клапана (6) в другую сторону. Каждый клапан конструктивно состоит из корпуса (7), внутри которого расположен конусный клапан поджатый к седлу пружиной. На резьбовой конец штока навёртывается корпус упора, к которому крепится амортизатор, состоящий из двух стальных пластин и привулканизированной к ним резины. Амортизатор служит для смягчения удара о задний ограничитель вертикального шарнира при запуске несущего винта. Корпус упора с помощью серьги соединён с пальцем горизонтального шарнира. За корпус упора и цилиндр фиксируется гофрированный резиновый чехол (13), предохраняющий шток гидродемпфера от загрязнения. Крышка гидродемпфера имеет прилив (4), в котором размещается компенсационный клапан, включающий в свою конструкцию три шарика (два больших и один маленький) и проточки. Проточки соединяют с демпфером компенсационный бачок (12) через штуцер (11) и шланги (13), так же через просверленные в утолщениях стенок цилиндра каналы соединяются с обеими полостями цилиндра. Компенсационный клапан обеспечивает пополнение внутренних полостей цилиндра рабочей жидкостью, а также отвод из них пузырьков воздуха. Бачок гидродемпфера (12), предназначенный для пополнения возможных утечек жидкости и дренажа компенсационной системы, установлен на втулке несущего винта на шпильках. Бачок литой конструкции из АЛ9 с приклеенным колпаком из органического стекла, что обеспечивает хорошую видимость наличия масла в баке. Доливка жидкости (гидравлическое масло АМГ-10) в бачок производится через имеющуюся на колпаке заливную горловину с крышкой. Уровень жидкости должен быть не выше риски на колпаке бачка и не ниже нижней кромки колпака. При колебаниях лопасти в плоскости вращения цилиндр перемещается, и жидкость перетекает из одной полости в другую через калиброванные отверстия конусов перепускных клапанов. При этом возникают гидравлические сопротивления, которые гасят колебания лопасти. Одновременно повышенное давление одной из полостей давит на большой шарик, прижимая его к седлу, при этом полость с компенсационным бачком разобщается. Большой шарик компенсационного клапана через маленький отжимает второй большой - это обеспечивает связь полости пониженного давления с компенсационным бачком. Одновременно пузырьки воздуха удаляются в компенсационный бачок, который сообщен с атмосферой калиброванным отверстием. С увеличением амплитуды колебаний лопасти относительно вертикального шарнира уменьшается рост усилия на штоке демпфера, что исключает недопустимый рост изгибных напряжений в комле лопасти. Это обеспечивается открытием перепускных клапанов при увеличении перепада давления в полостях цилиндра до 20÷28 кгс/см². Усилие на штоке гидродемпфера приблизительно равно 1500 кгс. § 5.4. РУЛЕВОЙ ВИНТ. Рулевой винт предназначен для уравновешивания реактивного момента несущего винта и обеспечения путевой устойчивости и управляемости вертолета. Рулевой винт конструктивно состоит из втулки и трех лопастей (рис. 5.13). Рулевой винт установлен на фланце выходного вала хвостового редуктора и расположен с левой стороны концевой балки. Рис. 5.13. Рулевой винт вертолёта. 113 Привод рулевого винта выполнен от главного редуктора через валы трансмиссии, промежуточный и хвостовой редукторы. Втулка рулевого винта карданного типа с совмещенным горизонтальным шарниром, крепление каждой лопасти к втулке осуществляется двумя болтами. Для изменения шага рулевого винта втулка имеет осевые шарниры, обеспечивающие поворот лопастей. С целью защиты от обледенения лопасти оборудованы электротепловыми противообледенительными устройствами. Диаметр рулевого винта, м Направление вращения Ометаемая площадь, м² Коэффициент заполнения Масса, кг Хорда лопасти рулевого винта, мм Форма лопасти в плане Профиль Масса лопасти, кг Таблица 5.3. 3,908 по часовой стрелке, если смотреть на вертолет со стороны рулевого винта 12 0,135 121 305 прямоугольная, без геометрической крутки NACA-230М 13,85 § 5.5. ЛОПАСТЬ РУЛЕВОГО ВИНТА. Лопасть рулевого винта предназначена для создания силы тяги, с целью уравновешивания реактивного момента несущего винта и обеспечения путевого управления вертолетом. Конструктивно в состав лопасти рулевого винта (рис.5.14) входят: лонжерон, хвостовой отсек, наконечник лонжерона, концевой обтекатель, нагревательная накладка противообледенительной системы и узел статической балансировки лопасти. Лонжерон (рис.5.14) выполнен из материала АВТ-1 и представляет собой пустотелую балку с внутренним контуром постоянного сечения. Наружный контур обработан в соответствии с теоретическим контуром лопасти и полирован в продольном направлении. Лонжерон упрочняется изнутри методом наклепа. Рис. 5.14. Лопасть рулевого винта: 1 – гребенка наконечника; 2 - наконечник; 3 – болт; 4 - лонжерон; 5 – противообледенительное устройство; 6 – оковка; 7 - заглушка; 8 - балансировочные пластины; 9 – законцовка; 10 - хвостовой стрингер; 11 - сотовый заполнитель; 12 – хвостовой отсек; 13 – комлевой наконечник; 14 – штифт; 15 – вкладыш. Две параллельные площадки, профрезированные в комлевой части лонжерона, предназначены для установки наконечника (2). В концевой части к лонжерону (4) приклепаны две шпильки, на которые устанавливаются балансировочные пластины (8). 114 Наконечник (2) изготовлен из высокопрочной легированной стали 18Х2Н4МА и служит для крепления лопасти к втулке рулевого винта. Наконечник крепится к лонжерону восьмью болтами (3) и при помощи клея-пленки МПФ-1. К задней стенке лонжерона в комлевой части на клее-пленке ВК-3 и при помощи двух втулок крепления прикреплен комлевой наконечник (13), выполненный из материала АК6. Вдоль носка лонжерона проложены две секции нагревательных элементов противообледенительного устройства лопасти. Нагревательные элементы (5) представляют собой пластины, изготовленные из нержавеющей стали. Пластины помещены в пакет из пяти слоев стеклоткани, приклеенной к лонжерону и закрыты сверху одним слоем стеклоткани и абразивостойкой резины ВР-3а. По передней кромке установлена оковка (6) из нержавеющей стали. Хвостовой отсек (12) конструктивно состоит из обшивки (12), блока с сотовым заполнителем (11), хвостового стрингера (10) и концевой нервюры. Стеклопластиковая обшивка толщиной 0,4 мм из двух слоев стеклоткани, клеится сверху и снизу к сотовому блоку клеемпленкой ВК-3. Стрингер изготовлен из двух слоев стеклоткани и наклеен снаружи вдоль хвостовой части лопасти на обшивку, охватывая ее сверху и снизу. Выступающие под обшивкой передние торцы хвостового стрингера заделываются шпаклевкой впотай, чтобы не снижалось аэродинамическое качество лопасти. Концевая нервюра изготовлена из листа авиаля. Стенкой она приклеена к наружному торцу сотового блока, а полками – к обшивке хвостовой части. Соединение отдельных элементов хвостовой части, а также закрепления на лонжероне осуществляется клеем. Соединение хвостовой части с лонжероном подкрепляется дюралюминиевым кронштейном. Законцовка - концевая часть лопасти закрыта обтекателем, состоящим из двух частей: несъемной части, приклепанной к нервюре и съемной части, которая выполнена из нержавеющей стали. Съемная часть крепится к лонжерону на четырех анкерных гайках. При ее снятии обеспечивается доступ к балансировочным пластинам (8). § 5.6. ВТУЛКА РУЛЕВОГО ВИНТА. Втулка рулевого винта (рис.5.15) предназначена для крепления лопастей рулевого винта и сообщения им крутящего момента от вала хвостового редуктора, а также для восприятия аэродинамических сил и моментов, возникающих при изменении шага рулевого винта, и передачи их через редуктор на концевую балку. Рис.5.15. Общий вид втулки рулевого винта. 115 Основные технические данные втулки рулевого винта приведены в табл. 5.4. Тип втулки Направление вращения Коэффициент компенсатора взмаха k Углы отклонения втулки от нейтрального положения: - к фланцу ступицы - к крестовине поводка Полный диапазон углов поворота лопасти относительно ОШ Наименьший угол поворота лопасти относительно ОШ Наибольший угол поворота лопасти относительно ОШ Таблица 5.4. карданная с совмещенным горизонтальным шарниром по часовой стрелке, если смотреть со стороны рулевого винта 1,0 10º ±10´ 12º +20´-10´ 29º +1º 40´ -1º - 6º +1º 10´-50´ +23º +30´-10´ Ступица служит для крепления втулки к выходному валу хвостового редуктора и передачи крутящего момента на кардан рулевого винта (рис.5.16). Ступица втулки (8) стальная, изготовлена за одно целое с фланцем, которым крепится фланцу выходного вала хвостового редуктора при помощи восьми болтов. На ступице установлены ограничитель взмаха (9) и траверса (17), затянутые гайкой со стопорной шайбой. Внутри ступицы имеются эвольвентные шлицы, по которым перемещается ползун (7). Направляющими ползуна являются две бронзовые втулки, запрессованные в расточках ступицы. Смазка втулок и шлицевого соединения осуществляется ЦИАТИМ-201 через прессмасленку, выполненную в гайке крепления траверсы. Смазка заправляется до тех пор, пока из предохранительного клапана, установленного во фланце ступицы, не пойдет свежая смазка. Кардан предназначен для обеспечения махового движения лопастей относительно плоскости вращения рулевого винта и передаче им крутящего момента, а также передачи на хвостовой редуктор силы тяги рулевого винта. Кардан конструктивно состоит из траверсы (17), корпуса кардана (18) и корпуса втулки рулевого винта (19). Все детали изготовлены из высоколегированных сталей. Траверса имеет две цапфы, на которых при помощи гаек монтируются внутренние обоймы конических роликовых подшипников и регулировочные кольца. Регулировочные кольца обеспечивают необходимый предварительный натяг подшипников. Наружные обоймы подшипников запрессованы в стаканы. Стаканы смонтированы в цилиндрических проточках корпуса кардана. Полости подшипников защищены манжетами и закрыты крышками. Смазка подшипников производится ЦИАТИМ-201 через пресс-масленки, установленные в стаканах. Корпус кардана (18) выполнен в виде крестовины и также имеет две цапфы, которые расположены перпендикулярно цапфам траверсы. На этих цапфах смонтированы конические роликовые подшипники, наружные обоймы которых запрессованы в стаканах. В свою очередь стаканы установлены в расточках корпуса втулки и закреплены гайками. Полости стаканов уплотнены резиновыми армированными манжетами и закрыты крышками. Крышки имеют пресс-масленки, через которые ЦИАТИМ-201 производится смазка подшипников. Корпус втулки (19) имеет три цапфы, которые совместно с корпусами (20) осевых шарниров образуют осевые шарниры втулки. Кардан втулки является совмещенным горизонтальным шарниром и обеспечивает свободу отклонений корпуса втулки относительно плоскости вращения руле винта на угол в среднем ± 11º в любом направлении. Осевой шарнир предназначен для обеспечения поворота лопастей рулевого при изменении шага винта. Осевой шарнир образован сочленением цапфы корпуса втулки и корпуса осевого шарнира. В состав конструкции осевого шарнира входят: упорный роликовый подшипник с сепаратором (23); двухрядный упорный подшипник с сепаратором (22); насыпной роликовый подшипник (21); уплотнительные кольца; армированная манжета. Узлы осевых шарниров монтируются на цапфах корпуса втулки. На цапфу напрессовано упорное кольцо, являющееся внутренней обоймой подшипника с насыпными цилиндрическими роликами. Подшипник воспринимает радиальные нагрузки, при этом качестве наружной обоймы выступает гайка корпуса осевого шарнира. 116 117 Рис.5.16. Втулка рулевого винта: 1 – гайка-крышка; 2 – поводок; 3 – сферический подшипник; 4 – резиновый чехол; 5 – тяга поворота лопасти; 6 – контрольный стакан; 7 – ползун; 8 – ступица; 9 - ограничитель взмаха; 10 – корпус втулки рулевого винта; 11 – конический роликовый подшипник; 12 – резиновый чехол; 14 – двухрядный шариковый подшипник; 15 – игольчатый подшипник; 16 – шариковый подшипник; 17 – траверса; 18 – корпус кардана; 19 - корпус втулки рулевого винта; 20 – корпус осевого шарнира; 21,23 – роликовые подшипники; 22 – двухрядный роликовый подшипник. Беговыми дорожками двухрядного упорного подшипника (22) являются цементированные торцы гаек цапфы и корпуса осевого шарнира. Он воспринимает основные по величине нагрузки от действия центробежных сил и большую часть изгибающих моментов. Гнезда сепаратора подшипника расположены под углом φ = 0°32´±6´ к линии радиусов, поэтому при движении корпуса осевого шарнира на изменение шага рулевого винта сепаратор непрерывно вращается вокруг его оси. Вследствие этого поверхность беговых дорожек гаек изнашивается более равномерно, что позволяет значительно повысить надежность работы и ресурс осевого шарнира. На гайке цапфы смонтирован также упорный подшипник (23) с сепаратором, который совместно с кольцом выполняет функцию предварительного натяга узла осевого шарнира путем подбора толщины кольца. Полость корпуса осевого шарнира защищена резиновой армированной манжетой и резиновыми кольцами. Манжета установлена в расточке гайки корпуса осевого шарнира и зафиксирована от осевого смещения пружинным кольцом. Корпус осевого шарнира выполнен в виде стакана и имеет гребенку для крепления лопастей рулевого винта. На корпусе также выполнен прилив, в расточке которого смонтирован валик поворота лопасти. Валик смонтирован на игольчатом (15) и двухрядном шариковом подшипниках (14). Подшипники валика смазываются через пресс-масленку ЦИАТИМ-201. К корпусу осевого шарнира специальным болтом красного цвета крепится масляный бачок с прозрачным контрольным стаканчиком (6) для определения наличия масла в шарнире. На бачке и в корпусе имеются отверстия, закрытые желтыми пробками, используемые для слива масла и заправки осевого шарнира. Проверка уровня масла в шарнире производится по рискам на контрольном стаканчике, когда лопасть направлена вниз. Узел поводка обеспечивает поворот лопастей рулевого винта в соответствии с управляющим воздействием от механизма изменения шага рулевого винта. Поводок (2) – стальной, своей ступицей напрессован на ползун и затянут гайкой. Поводок имеет три рычага, оканчивающиеся вилками, в которые входят ушки тяг поворота лопастей. Ползун (7) выполнен из легированной стали в виде пустотелого валика с наружными шлицами, соединяющими его со ступицей втулки (8). В головке ползуна установлен двухрядный шариковый подшипник (13). Наружное кольцо подшипника через фланец корпуса манжеты прижат к торцу ползуна резьбовой гайкой- крышкой (1). Внутреннее кольцо подшипника с втулкой крепится гайкой к штоку хвостового редуктора. Тяга поворота лопасти состоит из ушка, стержня и вилки. Соединение ушка тяги с поводком осуществляется с помощью сферического самосмазывающегося подшипника (3). КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ГЛАВЕ 5 Сформулируйте назначение несущего винта вертолёта. Какие основные элементы входят в состав несущего винта вертолёта? 2. Сформулируйте назначение лопасти несущего винта вертолёта. Какие конструктивные элементы входят в состав лопасти НВ? 3. Назовите основные элементы противообледенительной системы лопасти. Как осуществляется обогрев лопасти НВ? 4. Сформулируйте назначение втулки несущего винта вертолёта. Какие конструктивные элементы входят в состав втулки НВ? 5. Для чего предназначены шарниры втулки НВ? 6. Опишите работу механизма центробежного ограничителя свеса лопасти. При каких значениях оборотов несущего винта механизм вступает в работу? 7. Назовите конструктивные элементы демпфера. Как осуществляется гашение колебаний лопасти в плоскости вращения? 8. Сформулируйте назначение рулевого винта вертолёта. Какие основные элементы входят в состав рулевого винта вертолёта? 9. Сформулируйте назначение втулки рулевого винта вертолёта. Какие конструктивные элементы входят в состав втулки РВ? 10. Опишите конструкцию и принцип работы маятникового гасителя вибрации. Чему равен угол установки маятников виброгасителя по отношению к оси рукавов втулки несущего винта? 118 1.
