тема6 НВ и РВ

ТЕМА №6 НЕСУЩИЙ И РУЛЕВОЙ ВИНТЫ ВЕРТОЛЕТА
1. НЕСУЩИЙ ВИНТ
Несущий винт (НВ) предназначен для создания подъемной и движущей (пропульсивной) сил, а также управляющих моментов, обеспечивающих продольную и поперечную
управляемость вертолета.
Несущий винт состоит из втулки и пяти лопастей. Крепление лопастей к втулке
выполнено посредством вертикальных, горизонтальных и осевых шарниров.
Основные технические параметры НВ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Диаметр винта, м
Ометаемая площадь, м2
Коэффициент заполнения
Коэффициент компенсатора взмаха
Максимальный угол взмаха лопасти
Минимальный угол свеса лопасти:
 при упоре на скобу
 при упоре на собачку ЦОС
Угол поворота лопасти относительно ВШ:
*
вперед по направлению вращения
*
назад против вращения
Угол установки лопастей:
*
максимальный
*
минимальный
Масса винта, кг
21,288
355,7
0,0777
0,5
2530’
4+10’-20’
140’+20’
1315’
1110’
1430’30’
110’
1285
Горизонтальный шарнир позволяет лопасти совершать маховые движения в плоскости тяги под действием переменных аэродинамических и инерционных сил. Введение
ГШ позволило несколько выровнять нагружение лопасти по азимуту и устранить кренящий момент, разгрузить комлевую часть лопасти от изгибающего момента тяги, уменьшить вибрации, вызванные изменением момента тяги лопасти по азимуту. При взмахе лопасти на угол «альфа» происходит уменьшение истинного угла установки лопасти на величину
- к·альфа. Коэффициент «к» называется компенсатором взмаха и равен 0,5.
Вертикальный шарнир позволяет лопасти совершать колебания в плоскости
вращения под действием переменных инерционных (Кориолиса) и аэродинамических (лобового сопротивления) сил. В результате этого комлевая часть лопасти разгружается от
переменного изгибающего момента вызванного этими силами.
Для гашения свободных колебаний и демпфирования вынужденных колебаний лопасти в плоскости вращения (для предотвращения земного резонанса) применяют гидравлические демпферы.
Осевой шарнир обеспечивает изменение угла установки лопасти относительно
своей продольной оси.
Для предотвращения удара лопастей о хвостовую балку при невращающемся НВ
или при вращении его с небольшой скоростью втулка снабжена центробежными ограничителями свеса лопастей.
Лопасти несущего винта — цельнометаллические, имеют систему сигнализации
повреждения лонжерона с визуальным сигнализатором. Для защиты от обледенения лопасти оборудованы противообледенительной системой электротеплового действия.
1.1 ВТУЛКА НЕСУЩЕГО ВИНТА
Втулка НВ предназначена для крепления лопастей, передачи крутящего момента на
лопасти от вала главного редуктора, а также для восприятия и передачи на фюзеляж
аэродинамических сил и моментов, возникающих на лопастях НВ.
Схема втулки НВ — пятилопастная, с разнесенными ГШ и ВШ, компенсатором
взмаха, гидравлическими демпферами и ЦОС лопастей.
Основными деталями втулки НВ являются корпус втулки, скобы, цапфы осевых
шарниров, корпусы осевых шарниров, гидравлические демпферы, рычаги поворота лопастей, центробежные ограничители свеса лопастей, компенсационный бачок
Основные технические параметры втулки НВ
................. 507 мм
- при упоре на скобу ........................ 4° ± 10`20`
- при упоре на собачку центробежного ограничителя ...... 1°40`± 20`
- вперед по вращению ........ 13°±15`
- назад против вращения .... 11°±10`
4’19”
тулки (сухая) ..................................................................... 610,5 кг
Частота вращения НВ, при которой срабатывает ЦОС, об/мин:
- при разгоне …………………………1083
- при торможении ………………….. 953
Масло, применяемое для смазки:
ГШ и ВШ:
Летом ……………… ТСгип
Зимой ……………….1/3 АМГ-10 + 2/3 ТСгип
осевые шарниры (ОШ):
летом ……………… МС-20, ВО-12
зимой ……………… МС-14, ВНИИ НП-25, ВО-12
- остальные точки смазки ………. ЦИАТИМ-201
Масло в гидродемпферах ………….. АМГ-10
Корпус втулки имеет пять проушин под углом 723’ одна к другой. В центре
имеет расточку с эвольвентными шлицами для посадки на вал главного редуктора. Центрирование корпуса втулки на валу осуществляется с помощью двух конусных колец.
Нижнее конусное кольцо — бронзовое, разрезное. Верхнее — стальное, состоящее из двух
полуколец. Крепление корпуса на валу осуществляется с помощью гайки. В верхней части корпуса имеется фланец, к которому крепится компенсационный бачок.
Скоба — деталь коробчатого сечения, на концах которой имеются проушины для
соединения ее с корпусом втулки и цапфой осевого шарнира. Скоба крепится к проушине корпуса втулки с помощью пальца. Это соединение образует горизонтальный шарнир, в состав которого входят два игольчатых подшипника, два бронзовых кольца, установленные между подшипниками, детали крепления и уплотнения.
Вертикальный шарнир втулки НВ образован проушинами скобы и проушиной
цапфы ОШ. Соединение осуществляется с помощью пальца.
Внутренние полости ГШ и ВШ заправляются маслом через заливные отверстия,
закрываемые пробками.
Цапфа ОШ имеет проушину для соединения со скобой и хвостовик с резьбовым
участком на конце. Цапфа в соединении с корпусом ОШ образует осевой шарнир. В состав ОШ входят два шариковых радиальных, воспринимающих усилия от изгибающих
моментов, и один роликовый, воспринимающий нагрузку от центробежной силы.
Корпус ОШ выполнен в виде стакана, на днище которого с наружной стороны
расположена гребенка с проушинами для крепления лопасти. В верхней и нижней частях
корпуса выполнены резьбовые отверстия для заправки и слива масла. В нижнее резьбовое отверстие вворачивается магнитная пробка либо пробка со смотровым стаканчиком.
ЗАПРАВКА ШАРНИРОВ
Заливка масла в горизонтальный шарнир производится через отверстия, закрытыми резьбовыми пробками. Слив масла - через нижние сливные отверстия.
Заправка масла в вертикальный шарнир производится непосредственно в стакан через
заливное отверстие с пробкой.
Используемое масло в горизонтальных и веритикальных шарнирах - гипоидное (зимой маслосмесь 2/3 ТСгип и 1/3 АМГ-10).
Осевой шарнир состоит из цапфы и корпуса. В корпусе осевого шарнира имеются закрытые пробками отверстия для заливки и слива масла. Используемое масло - МС-20 (летом),
МС-14 (зимой).
Рычаг поворота лопасти крепится к фланцу корпуса ОШ четырьмя болтами. Конец рычага поворота лопасти шарнирно соединен с тягой автомата перекоса.
Механизм ЦОС лопастей смонтирован внутри каждой скобы и предназначен для
ограничения свеса лопасти при невращающемся НВ или вращении его с небольшой скоростью с целью предотвращения удара лопастей о хвостовую балку. ЦОС состоит из
противовеса, пружины, тяги, собачки и пальцев.
При раскрутке несущего винта до 108 об/мин пружина удерживает противовес и собачку
(угол свеса равен 1°40`+20`).
При превышении оборотов этого значения противовес под действием центробежной силы проворачивается, растягивает пружину и поворачивает собачку, которая отходит от скобы.
Между упором корпуса и собачкой образуется зазор, и свес лопасти ограничивается только постоянными упорами скобы (до величины 4°-20`...4°+10`).
Гидродемпфер предназначен для демпфирования колебаний лопасти в плоскости
вращения от действия переменных инерционных и аэродинамических сил, предотвращения
возникновения явления типа “земной резонанс”. Корпус цилиндра гидродемпфера с помощью кронштейнов соединен с цапфой ОШ. Корпус упора гидродемпфера с помощью
серьги соединен с пальцем ГШ.
Демпфирование колебаний лопастей относительно вертикальных шарниров осуществляется с помощью гидравлических демпферов.
Поршень гидродемпфера имеет восемь перепускных клапанов для рассеивания энергии
колебаний. Клапаны перепускают жидкость из полости цилиндра с повышенным давлением в
полость низкого давления при достижении перепада давления между полостями 20 кгс/кв.см.
Клапаны установлены так, что четыре из них пропускают жидкость в одном направлении,а четыре - в другом.
В крышке гидродемпфера имеется прилив, в котором установлен компенсационный клапан из трех шариков. Клапан сообщен с входным штуцером (угольником), к которому по гибкому шлангу поступает жидкость из компенсационного бачка.
Во время работы гидродемпфера при перемещении поршня со штоком один из шариков
прижимается к своему седлу давлением жидкости из полости цилиндра с повышенным давлением и отключает эту полость от компенсационного бачка. В то же время второй шарик промежуточным шариком отжимается от своего седла и полость низкого давления остается связанной
с бачком.
Энергия колебаний затрачивается на проталкивание жидкости из одной полости цилиндра в другую через маленькие отверстия перепускных клапанов.
Компенсационный бачок установлен на верхней части корпуса втулки на шпильках. Основание бачка отлито из алюминиевого сплава АЛ-9. К нему приклеен колпак из
органического стекла. Колпак имеет риску для контроля уровня жидкости. Сверху колпака
находится заливная горловина с пробкой. На наружной стенке основания бачка имеется
пять штуцеров для отвода жидкости в гидродемпферы.
В компенсационный бачок заливается масло АМГ-10 через заливную горловину в крышке, уровень – по риску .
1.2 ЛОПАСТЬ НЕСУЩЕГО ВИНТА
Лопасть несущего винта предназначена для создания подъемной силы. Лопасть несущего винта имеет прямоугольную в плане форму с хордой 520 мм. В поперечном сечении лопасти применен профиль NACA-230. Лопасть имеет геометрическую крутку,
установочный угол сечений лопасти изменяется вдоль радиуса по линейному закону от
5 у сечения 4 до 0 у сечения 22.
Масса лопасти — 135 кг.
Лопасть цельнометаллической конструкции, основным элементом конструкции является
лонжерон (пустотелая балка с внутренним постоянным контуром).
Лонжерон изготовлен путем механической обработки пустотелой заготовки, прессованной из алюминиевого сплава АВТ1, лонжерон упрочнен для увеличения ресурса методом
наклепа стальными шариками на вибростенде. Верхняя и нижняя полки лонжерона на внутренней поверхности имеют ребра. Первые от носка лопасти ребра являются направляю-
щими для установки 8 противовесов, представляющие собой стальные бруски покрытые
резиной длиной 400 мм и массой 1 кг. Противовесы предназначены для получения необходимой центровки лопасти и выполняют роль противофлаттерных грузов. Внутренняя
полость лонжерона загерметизирована в комлевой части крышкой с вентилем и с концевой заглушкой.
На задней стенке комлевой части лонжерона установлен сигнализатор давления системы сигнализации повреждения лонжерона.
Возникающие при вращении лопасти центробежные силы воспринимаются винтовым
упором, установленным внутри лонжерона в концевой части лопасти.
Каждый отсек лопасти (всего их 21) имеет обшивку из листового авиаля (0,3 мм), склеенную
с сотовым заполнителем (алюминиевая фольга 0,04 мм), с боковыми нервюрами (авиаль 0,4 мм)
и хвостовым стрингером (из текстолита). На отсеках 16 и 17 установлены две триммерные
пластины шириной 40 мм, предназначенные для изменения моментных характеристик лопасти.
Отсеки приклеены к лонжерону, между отсеками установлены резиновые вкладыши.
Стальной наконечник щеками приклеен к лонжерону и закреплен девятью болтами.
Наконечник для крепления к втулке имеет гребенку с проушинами.
На концевой части лопасти установлен концевой обтекатель, передняя часть которого съемная, хвостовая — несъемная. Под концевым обтекателем смонтированы: лампа
контурного огня, узел балансировочных пластин и герметизирующий узел. Балансировочный груз состоит из набора металлических пластин.
Лопасть имеет электроразъем противообледенительной системы и контурного огня.
Каждая лопасть оборудована системой сигнализации повреждения лонжерона
Система сигнализации повреждения лонжеронов состоит из:

двух заглушек на концах лонжерона;

сигнализатора давления воздуха, включающий в себя сильфонный чувствительный элемент;

зарядный вентиль с золотником и колпачком-ключом.
Сильфон заряжен гелием с давлением 1,05...1,1 кгс/см2. Внутренняя полость лонжерона
заполняется воздухом под давлением, превышающем давление начала срабатывания сигнализатора на 0,15 кгс/см2. Воздух, попадая в корпус сигнализатора, сжимает сильфон и втягивает цилиндрический красный колпачок внутрь. В случае появления на лонжероне трещин или других
повреждений давление воздуха снижается, сильфон разжимается и выталкивает колпачок за
линию визуального обзора прозрачного колпачка.
Противообледенительная система лопасти электротеплового действия. По носку
лонжерона лопасти по всей длине проложены восемь нагревательных элементов из не-
ржавеющей стали в виде тонких гофрированных лент. Нагревательные элементы образуют
четыре секции.
Нагревательные элементы заделаны между двумя изоляционными слоями, изготовленными из специальной резины. Наружный слой защищает носок лопасти от абразивного
изнашивания. Для повышения устойчивости лопасти от абразивного изнашивания на носок концевой части лопасти длиной 5 м дополнительно наклеены оковка из нержавеющей
стали и защитная лента из поливинилхлорида.
Для монтажа лопастей используют специальное приспособление.
2. АВТОМАТ ПЕРЕКОСА
Автомат перекоса предназначен для изменения величины и направления равнодействующей силы тяги несущего винта.
Изменение равнодействующей по величине осуществляется изменением общего шага
несущего винта (изменением углов установки одновременно у всех пяти лопастей на одну и ту
же величину.
Направление равнодействующей меняется путем соответствующего наклона плоскости
вращения тарелки автомата перекоса, в результате чего происходит циклическое изменение углов установки каждой лопасти.
Основными деталями и узлами автомата перекоса являются: направляющая ползуна,
ползун, кронштейн ползуна, кардан, тарелка, тяги поворота лопастей, качалка продольного
управления, качалка поперечного управления и рычаг общего шага с опорой.
Полный ход ползуна ........................................................................... 47 ± 1 мм
Минимальный зазор между торцом ползуна и направляющей ........... 0,3...0,5 мм
Наклон тарелки автомата перекоса при нейтральном положении ручки продольнопоперечного управления:
вперед .................................................. на 1°30' ± 6'
влево .................................................... на 0°30' ± 6'
Смазка подшипников подвижных соединений ................................ ЦИАТИМ-201
3. РУЛЕВОЙ ВИНТ
Рулевой винт предназначен для уравновешивания реактивного момента несущего
винта, обеспечения путевой управляемости и устойчивости вертолета. Изменение шага винта производится отклонением педалей в кабине экипажа.
Рулевой винт состоит из втулки и трех лопастей, в случае необходимости замена РВ
- комплектом.
Основные технические параметры РВ
Диаметр винта, м
Хорда лопасти, мм
Ометаемая площадь, м2
Коэффициент заполнения
Коэффициент компенсатора взмаха
Установочные углы лопастей:
 минимальный
 максимальный
Масса винта, кг
3,908
305
12
0,135
1,0
-72045
2320
122,8
Лопасти винта имеют противообледенительное устройство электротеплового типа.
Для изменения шага лопастей втулка имеет осевые шарниры.
Управление шагом осуществляется с помощью поводка, соединяющегося со штоком механизма изменения шага хвостового редуктора, а также тремя тягами - с шаровыми шарнирами
и рычагами поворота лопастей
3.1 ВТУЛКА РУЛЕВОГО ВИНТА
Втулка рулевого винта предназначена для крепления лопастей, передачи на лопасти
крутящего момента, восприятия аэродинамических сил от лопастей и передачи их через
хвостовой редуктор на хвостовую балку вертолета.
Схема втулки — трехлопастная, с совмещенным горизонтальным шарниром типа
“кардан”.
Втулка состоит из следующих основных элементов: ступицы, кардана втулки, осевых шарниров (3 шт.), поводка с ползуном, тяг поворота лопастей (3 шт.).
Ступица втулки изготовлена за одно целое с фланцем, которым она при помощи
болтов крепится к фланцу ведомого вала хвостового редуктора. На ступице установлены:
ограничитель взмаха и траверса. Внутри ступицы имеются шлицы, по которым перемещается ползун.
Кардан втулки состоит из траверсы, корпуса кардана, корпуса втулки и конических роликовых подшипников.
Кардан втулки является совмещенным горизонтальным шарниром, общим для всех
лопастей РВ. Он обеспечивает наклон плоскости вращения корпуса втулки и лопастей на
угол  11 от плоскости вращения ступицы в любом направлении.
Корпус втулки имеет три цапфы, угол между осями которых равен 120. Цапфы
совместно с корпусами осевых шарниров образуют осевые шарниры втулки.
Корпус ОШ — стальной, пустотелый, снаружи имеет гребенку для крепления лопасти.
Для обеспечения смазки подшипников ОШ к корпусу шарнира крепится масляный
бачок, корпус которого изготовлен из полиамида. На корпусе бачка закреплен контрольный стаканчик из оргстекла.
Узел поводка, обеспечивающий изменение шага рулевого винта, состоит из ползуна, поводка и тяг поворота лопастей. Поводок закреплен на ползуне и имеет три рычага
с проушинами для соединения с тягами.
Осевой шарнир втулки заправляется при горизонтальном положении лопасти с помощью приспособления ЭКС-1.
Используемое масло:

МС-20 при температуре атмосферного воздуха от +50° до -5°С

МС-14 - при температуре воздуха от -5° до -25°С

ВНИИ НП-25 при температуре ниже -25°С

ВО-12 - всесезонное.
Уровень масла должен быть между рисками на контрольном стаканчике.
Лопасть, в шарнире которой контролируется уровень масла, необходимо установить вертикально вниз.
Масло должно быть прозрачным без металлических включений. Не допускается наличие
стальной стружки.
Бронзовые или кадмиевые включения допустимы.
- Подшипники валика рычага на корпусе осевого шарнира, ползун узла поводка втулки,
кардан втулки и полость двухрядного шарикового подшипника на штоке механизма изменения
шага хвостового винта смазываются через пресс-масленки смазкой ЦИАТИМ-201.
3.2 ЛОПАСТЬ РУЛЕВОГО ВИНТА
Лопасть хвостового винта - цельнометаллическая со стеклопластиковой обшивкой.
Основным силовым элементом лопасти является лонжерон, изготовленный из профиля
из алюминиевого сплава АВ-11.
К задней стенке лонжерона приклеена хвостовая часть, которая состоит из сотового блока и стеклопластиковой обшивки толщиной 0,3 мм. Сотовый блок склеен из алюминиевой
фольги.
Соединение отдельных частей хвостовой части лопасти хвостового винта осуществляется клеем ВК-3.
Лопасть оборудована электрическим нагревательным элементом, который наклеен снаружи на носок лонжерона и вписан в теоретический контур профиля. Под нагревательной элемент на лобовой части лонжерона сделано фрезерование. От механических повреждений нагреватель защищен слоем резины и оковкой из нержавеюшей стали.
Лонжерон представляет собой пустотелую балку из алюминиевого сплава АВТ-1.
К задней стенке лонжерона приклеена хвостовая часть лопасти. В комлевой части к
лонжерону восемью болтами закреплен стальной наконечник, который имеет гребенку с
проушинами для навески лопасти к втулке винта.
Хвостовая часть состоит из сотового блока, обшивки, хвостового стрингера и
концевой нервюры. Сотовый блок изготовлен из алюминиевой фольги толщиной 0,04 мм.
Снаружи сотовый блок оклеен обшивкой из двух слоев стеклоткани толщиной 0,3 мм.
Стрингер также изготовлен из двух слоев стеклоткани и наклеен вдоль хвостовой части
лопасти. У комля лопасти соединение хвостовой части с лонжероном усилено кронштейном, приклеенным к лонжерону и притянутым болтами.
К концевой нервюре винтами крепится концевой обтекатель, штампованный из
алюминиевого сплава.
Лопасть РВ оборудована электрическими нагревательными элементами, которые
вклеены между изоляционными слоями стеклоткани снаружи на носок лонжерона. От механических повреждений носок лопасти защищен слоем резины и оковкой из нержавеющей стали.