устройство для гашения вибраций лопастей несущего винта вертолета

Формула изобретения

Устройство для гашения вибраций лопастей несущего винта вертолета, содержащее механические маятники, расположенные по обе стороны каждой лопасти, выполненные в виде рычагов с грузами на концах и установленные в кронштейне на комле лопасти, отличающееся тем, что угол установки оси устройства относительно хорды лопасти выбран с учетом величины и направления сил F и Q, действующих вдоль хорды лопасти и перпендикулярно к ней соответственно, связанных между собой соотношением tg = F/Q.н

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к авиационной технике и касается устройства гашения вибраций.

Известно устройство для гашения вибраций лопастей несущего винта вертолета, содержащее механические маятники, расположенные по обе стороны каждой лопасти, выполненные в виде рычагов с грузами на концах и установленными в кронштейне на комле лопасти, с осью устройства, параллельной хорде сечения лопасти (патент США N 4239456, 1980).

Такое устройство уравновешивает только переменную силу, действующую перпендикулярно хорде сечения лопасти, и не уравновешивает переменную силу, действующую вдоль хорды сечения лопасти.

Следовательно, это устройство гасит вибрации, действующие перпендикулярно хорде, и не гасит вибрации, действующие вдоль хорды лопасти.

Задача решаемая в заявляемом техническом решении, заключается в уравновешивании переменной силы, действующей вдоль хорды сечения лопасти, при осуществлении технического результата гашения вибраций, действующих вдоль хорды лопасти.

Существенными признаками заявляемого устройства для гашения вибраций лопастей несущего винта вертолета, общими с прототипом, являются: механические маятники, расположенные по обе стороны каждой лопасти, выполненные в виде рычагов с грузами на концах и установленными в кронштейне на комле лопасти.

Признаками, отличными от прототипа, являются: угол альфа установки оси устройства относительно хорды лопасти устанавливают меньше 90^o, если переменная сила Q, действующая перпендикулярно хорде, направлена вверх, и переменная сила F, действующая вдоль хорды, направлена вперед, и устанавливают угол больше 90^o, если сила Q направлена вверх и сила F направлена назад.

Совокупность признаков заявляемого изобретения, отличная от прототипа, является необходимой и достаточной для обеспечения технического результата.

Цель гашение вибраций, действующих вдоль хорды лопасти, реализуется при осуществлении совокупности существенных признаков заявляемого изобретения, причинно-следственная связь между которыми следует из результатов решения системы дифференциальных уравнений движения расчетной модели устройства.

Система дифференциальных уравнений:









P частота изменения переменных сил.

При гармонических колебаниях системы с частотой P = n

имеет место





Из решения системы уравнений получаем, что когда, Fcos+Qsin=0.. Откуда следует соотношение:



Из выражения (1) следует, что угол меньше 90^o, если переменная сила Q направлена вверх и переменная сила F направлена вперед (обе силы имеют одинаковые знаки), и угол a больше 90^o, если сила Q направлена вверх и сила F направлена назад (силы имеют различные знаки, одна положительный, другая отрицательный).

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, вид с комля лопасти; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.3 схема расчетной модели устройства, вид на лопасть сзади; на фиг.4 вид со стороны оси вращения винта (со стороны комля лопасти).

На лопасти 1 с помощью кронштейна 2 установлено устройство гашения вибраций. В кронштейне 2 установлен валик 3, реализующий ось 4 качания устройства. На валике 3 расположены рычаги 5 с грузами (маятниками) 6 с массой m и моментом инерции J. Ось 4 расположена под углом a к хорде 7 сечения лопасти. На чертежах показан угол установки хорды сечения лопасти в полете v. Маятники 6 установлены на расстоянии r до оси качания 4. В сечении лонжерона лопасти действуют: переменная сила Q, перпендикулярная к хорде 7, и переменная сила F, направленная вдоль хорды 7. Положительные направления сил: Q вверх, F вперед. Ось жесткости сечений лопасти 8. Элемент лонжерона лопасти 9 с массой М расположен на расстоянии R от оси вращения 10; частота вращения несущего винта wDXYZ система координат с началом в центре жесткости поперечного сечения лонжерона лопасти. Степени свободы расчетной модели устройства: угол поворота маятников, X, Y линейные перемещения элемента лонжерона 9.

В полете в сечении лопасти, в котором установлено устройство для гашения вибраций и хорда 7 которого установлена под углом v, действуют переменные силы Q и F. Равнодействующая сил Q и F составляет угол a с перпендикуляром к хорде 7. При колебаниях в полете грузы 6 создают переменные инерционные силы, которые находятся в плоскости сечения. Вследствие того, что ось устройства 4 установлена под углом a к хорде 7, равнодействующая инерционных сил также составляют угол a с перпендикуляром к хорде 7. В результате этого переменные силы Q и F уравновешиваются инерционными силами устройства и происходит гашение вибраций лопастей, действующих перпендикулярно хорде и действующих вдоль хорды.

Возможность осуществления технического решения следует из представленных графических материалов, описаний устройства в статике и в динамике. Возможность осуществления технического решения предлагаемого изобретения иллюстрируется результатами решения системы дифференциальных уравнений движения расчетной модели устройства. В результате реализации заявляемого технического решения происходит гашение вибраций лопастей, действующих вдоль хорды.

На нашем предприятии проводятся работы по реализации данного технического решения.