Узел воздушного винта для аппарата на воздушной подушке

Номер патента: 498899

Автор: Ян

Скачать ZIP архив.

Текст

(и) 4988",9 ОЛИСАИИЕ КЗО РЕ 1:"НИЯ Саюа Советских Социалистических Респубпик(33) ВеликобританияОпубликовано 05.01.6. Бюллетень М 1 Гасударственный комитет Совета Министров СССР па делам изобретенийи открытий Дата опубликования описания 09.04.76(72) Автор изобретения Иностранец Ян Клиффорд Чизмен(Великобритания) Министр технологии правительства ЕЕ Величества Королевы Великобритании и Северной Ирландии(54) УЗЕЛ ВОЗДУШНОГО ВИНТА ДЛЯ АППАРАТА НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕИзобретение относится к движителям силовых установок транспортных средств на воздушной подушке и может быть применено на других транспортных средствах для создания тяги в воздушной и водной средах.Известны воздушные винты, содержащие лопасти преимущественно круглого сечения, неподвижно прикрепленные к ступице и выполненные с внутренним продольным каналом, соединенным с расположенными вдоль лопасти щелями для выпуска рабочей среды, подводимой внутрь полости от известного источника.Создание тяги этих винтов основано на известном способе изменения циркуляции (картины обтекания) прп выдувании па поверхность движущегося в потоке тела струи жидкости или газа (рабочей среды).Для управления движением аппарата такие винты устанавливаются на поворотном пилоне, внутри которого проложена магистраль подвода рабочей среды. Однако известные винты не обеспечивают достаточной эффективности процессов управления аппаратом, так кяк не обеспечивается быстрое изменение тяги винта по величине и направлению и реверсировяние тяги. Цель изобретения - повышение эффективности процессов регулирования тяги винта по величине и направлению и реверсирования тяги за счет изменения общего расхода и на правления истечения рабочей среды, я такжеза счет циклического выпуска рабочей среды по углу поворота винта. Для достижения этой цели внутренний канал лопасти разделен продольной диафрагмой па полости, сое диненные с продольными щелями, а в верхней части поворотного пилона выполнена кольцевая полость, соединенная с источником рабочей среды и образующая на торце верхней части пилона, примыкающей к ступице 15 винта, концентричные кольцевые каналы (почислу полостей лопасти), разделешые радиальными перегородками на изолированные секторные участки, расположенные пмметрпчно относительно вертикальпои плоскости 20 симметрии пилона и сообщенные с кольцевой полостью посредством перепускных окон, а с внутренними полостями лопастей - с помощью каналов, выполненных в ступице винта.С целью изменения общего раскола и направления истечения рабочей среды, а также циклического вып,ска ряоочеи среды по углг3поворота винта перепускцые окна оборудованы подвижными заслонка.;1 и, сседиеными с пспОлцительными штО 1 амц пцевмОцилин. дров, прикрепленных к степкам кольцевой полости и управляемых с помощью многоходового крана, дистанционно связанного с системой управленця аппаратом.С цельо обеспечения начала истечения рабочей среды из продольных щелей лопасти при заданном давлении рабочей среды и улу 1 шетпя аэродинамических характеристик лопасти наружные кромки продольных щелей выполнены пружинящими и плотно прилегающими к внутренним кромкам, когда давление рабочей среды меньше заданного.С целью обеспечения открытия продольных щелей при недостаточном для этой цели давлении рабочей среды во внутренних полостях лопасти вблизи пружинящих кромок щелей смонтированы надувные эластичные оболочки, сообщаемые посредством дистанционно управляемого крана ц трубопроводов с дополнительными магистралями давления (для открытия цели) или стравливания (для закрытия щели).На фиг. 1 изображена общая схема транспортного устройства, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, в плане; на фиг, 3 - лопасть в сечении, перпендикулярном ее продольной оси; на фиг. 4 - верхняя часть пилона в сочетании со ступицей винта, частичный разрез верхней части пилона; ца фиг. 5 - верхняя часть пилона, со стороны ступицы винта; на фцг. б - схема размещения в лопасти надувных эластичных оболочек, управляющего крана и трубопроводов. Пустстель 1 е лопасти 1 преимущественно круглого сечения неподвижно прикреплены к ступице 2 винта,Вчутренний канал лопасти разделен продольной диафрагмой 3 на две полости А и Б, соединенные с продольными щелями 4, наружные кромки 5 которых выполнены пружинящими. В верхней части поворотного пилона б, прикрытой обтекаемым кожухом 7, имеется кольцевая полость 8, соединенная с источником рабочей среды по внутрипилонной магистрали. Кольцевая полость 8 образует на торце верхней части пилона, примыкающей к ступице 2 винта, два (по числу внутренних полостей лопасти) коццецтричнь 1 х кольцевых капала: внешний и внутренний. Оба канала радиальными перегородками 9 разделены на изолированные секторные участки: внешние 10 и внутренние 11, расположенные симметрично относте,1 Но вертикальной плоскости симметрии пилона б.Каждый секторный :часгок 10 сообщен с полостью 8 пилона посредством перепускного окна 12, а каждь 1 й участок 11 сообщен с полостьо 8 посредством перепускцого окна 13.Для сообщения участков 10 с полостьо А в ст;и 1 це винта выполнены каналы 14, а для сообщения участков 11 с полостью Б - каца 10 15 20 25 ЗЭ 35 40 45 50 55 60 65 лы 15. Количество каналов ссответствст количеству лопастей винта.Псрепускцые окна 12 ц 13 оборудованы подвц 1 кпыми заслонками 16 ц 17, соединенными соотвстствеНо с исполнительными штокамц пневмоццлиндров 18 и 19, укрепленных на стенках кольцевой полости 8 и управляемых с помощью многоходовсго крана (на чертеже не показан), дистанционно связанно гс с системой управления аппаратом, Во внутренних полостях .спасти 1 вблизи пружинящих крсмск с установлены надувные эластичные оболочки 20, сообщенные посредством дистанционно управляемого крана 21 и трубопроводов 22 с дополнительными магистралями давления или стравливания. Привод винта осуществлен от горизонтального вала 23, соединенного посредством конических зубчатых колес 24 и 25 с вертикальным валом, проходящим через пилон 6, прикреплеццый к корпусу 26 аппарата ца шарнире, обеспечивающем повороты пилона вокруг собственной вертикальной оси.Описанный узел воздушного винта работает следующим образом.От газотурбинного или другого двигателя, установленного в корпусе 26 аппарата, вращение передается на вертикальный вал, расположенныи в поворотном пилоне б, и далее через конические зубчатые колеса 25 и 24 и горизонтальный вал 23 на ступицу 2 винта.Таким образом, вращение винта отцосительно пилона происходит всегда в одну и ту же сторону.Для создания тяги в плоскости симметрии аппарата вдоль направления его движения рабочую среду, подводимую по внутрипилонному каналу в кольцевую полость 8, подводят в полости А всех лопастей. Под давлением рабочей среды пружинящие кромки 5 отжпмаются, и топкая струя рабочей среды тацгенциально выдувается на поверхность каждой лопасти 1. Если вращение лопасти 1 происходит по направлению стрелки М (см. фиг. 3), то при выдувании рабочей среды из полости А возникающая тяга лопасти направлена по стрелке Л.Для обеспечения подачи рабочей среды из кольцевой полости Я в полости А всех лопастей через систему управления аппаратом.подают сигнал на многоходовой кран: все пневмоцилиндры 18, воздействуя на подвижные заслонки 16, открывают перепускные окна 12, а все пневмоцплиндры 19 с помощью заслонок 17 закрывают окна 13. Секторные участки 10 внешнего кольцевого канала по обе стороны от радиаль 1 ых перегородок 9 сообщаются с подводом рабочей среды, которая далее по каналам 14 поступает в полости А каждой лопасти непрерывно, независимо от фазы вращения лопастей винта относительно и:10 скости спмъ 1 етрин пилона.Секторные участки 11 внутреннего кольцевого канала по обе стороны от перегородок 9, каналы 15 и полости Б всех лопастей, цезависимо от фаз цх вряцрецця, отключаются от источника рабочей среды.Прц необходимости изменить направление действия тяги винта на 180 подают сигнал на многоходовой кран таким образом, что все пневмопцлпндры 18 с помощью заслонок 16 закрывают окця 12, а все пцевмоцилиндры 19 с помощью заслонок 17 открывают окна 13. Прц этом ряоочая среда цз полости 8 заполняет секторные участки 1 по всей окружности внтренцего кольцевого канала, по каналам 15 поступает в полости Б всех лопастей 1, независимо от фаз их вращения, а все участки 10 внешнего кольцевого канала, каналы 14 ц полости Л всех лопастей отключаются от источника рабочей среды.Прп продолжающемся вращении лопасти 1 по стрелке М (см. фиг, 3), но при истечении рабочей среды из щели полости Б тяга лопасти направлена по стрелке Р, т. е. в противополокную сторону по сравнению с предыдущим случаем, оставаясь равной с ним по величине.Поскольку известные системы управления, например элгктропневматические, обладают достаточно высоким быстродействием, описанный процесс реверсирования тяги происходит в короткий промежуток времени и це требует существенных энергозатрат,Изменение тяги винта только по величине при любом направлении ее действия производится синхронным перемещением соответствующей группы подвижных заслонок. Так, например, при истечении рабочей среды из полостей А для уменьшения суммарной тяги винта все заслонки 16 одновременно перемещают ца прикрытие окон 12. И, наоборот, для увеличения тяги производят одновременцсе перемещение заслонок 16 на открытие окоп 12.Для изменения направления действия тяги, например отклонения ее вправо от плоскости симметрии аппарата, при закрытых перепускных окнах 13 закрывают также перепускное окно 12, расположенное справа от плоскости симметрии пилона 6, смотря по направлению движения аппарата, оставляя левое окно 12 открытым. В этом случае канал 14 любой лопасти 1 соединен с исто-.ником рабочей среды только при движении против левого секторного участка0 и только с левой стороны от плоскости симметрии пилона 6 винт создает тягу. С правой же стороны тяга отсутствует, Поэтому создается неуравновешенный момент относительно вертикальной оси пилона, поворачивающий пилон вместе с винтом вправо. Для прекращения поворота пилона в необходимый момент открывают правое перепускное окно 12 на такую же величину, как и левое окно 12. Моменты от силы тяги лопастей слева ц справа от оси симметрии пилона уравновешиваются, а суммартая тяга винта занимает заданное направленце действия для осуществления маневра аппарата или для е стабилизации его движения в случае воздеиствия внешнего возмущения.Эффективность циклического действия тягилопастей для отклонения суммарной тяги винта может быть повышена путем соответствующего сочетания работы правых ц левыхсекторных участков внешнего и внутреннегокольцевых каналов пилона.Так, например, для более быстрого отклонения суммарной тяги винта вправо от плоскости симметрии аппарата одновременно сприкрытием правого окна 12 открывают правое окно 13, оставляя левое окно 13 закрытым. Слева от плоскости симметрии пилона(смотря по направлению движения аппарата) тяга лопастей имеет направление движения аппарата, а справа от плоскости симметрии - обратное направление. Разворачивающий момент возрастает.Прц отклонении суммарной тяги винта влево от плоскости симметрии аппапата действия системы управления многоходового крана и пневмоцилицдров будут обратцымц.Надувные эластичные оболочки 20 вместес краном 21 и трубопроводами 22 позволяютповысить точность срабатывания описанногоустройства при недостаточном давлении рабочей среды во внутренних полостях винта,Кроме того, конструкция, изображенная нафиг, 6, может обеспечить циклическое управление выпуском рабочей среды из противоположно направленных щелей 4 без диафрагмы 3.Регулирование величины и направлениядействия тяги винта может производитьсяпри работе газотурбинного двигателя на заданных оптимальных оборотах, что положительно сказывается на экономичности двигателя,40 На аппарате с данным узлом винта могутбыть применены различные типы двигателей,в том числе поршневые, газотурбинцые, вклю. чая двухкоцтурные, с использованием второгоконтура в качестве источника рабочей среды.45 Прц этом механический привод винта во вращение может быть заменен газовым приводом с стацовкой на лопастях сопел.Требуемь 1 й закон изменения несбалансированного момента по времени цли по углу поворота пилона в случаях циклического управления винтом может быть достигнут делением внешнего и внутреннего кольцевыхканалов верхней части пилона 6 не ца два, ана большее число секторных участков 10 и11. При этом потребуется усложнерие конструкции за счет необходимости соответствующего увеличения числа управляющих пневмоцилиндров и коммуникаций.Данный узел винта может работать как60 в газовой, в частности воздушной среде, таки в жидкости, в частности в воде.Не исключено применение пара в качестверабочей среды.Быстродействие системы управления при65 дяццом, устройстве узла воздушного винтаобеспеч 1 шает повышене характеристик маневренности и курсовой стабилизации движения аппаратов на воздушной подушке,Предмет изобретения1. Узел воздушного винта для аппарата на воздушной полушке, содержащий лопасти преимущественно круглого сечения, неподвижно прикрепленные к ступице, соединенной с горизонтальным валом, который посредством конической зубчатой передачи связан с помещдшым в поворотном пилоне вертикальным вялом, получающим вращение от вала газотурбинного или иного известного двигателя, смонтированного в корпусе аппарата, причем лопастн выполнены с внутренннм продольным каналом, соединенным с расположеннымн вдоль лопасти щелями для выпуска рабочей среды, подволимон во внутренний канал лопасти от известного источника по внутрипилонной магистрали, о т л и ч а к)- щий с я тем, что, с целью повышения эффективности процессов регулирования тяги винта по величине и направлению и реверсирования тяги за счет изменения общего расхода и направления истечения рабочей среды, а также за счет циклического выпуска рабочей среды по углу поворота винта, внутренний канал лопасти разделен продольной диафрагмой на полости, соединенные с продольными щелями, а в верхней части поворотного пилона выполнена кольцевая полость, соединенная с источником рабочей срелы и образующая на торце верхней части пилона, примыкающей к ступице винта, концентричные кольцевые каналы (по числу полостей лопасти), разделенные радиальными перегородками на изолированные секторные участки, расположенпые симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии пилона и сообщенные с кольцевой полостью посредством перепускных окон, а с внутренними полостя ми лопасти - с помощью каналов, выполненных в ступице винта.2. Узел воздушного винта по п. 1, отличающийся тем, что, с целью изменения общего расхода и направления истечения ра бочей среды, а также циклического выпускарабочей срелы по углу поворота винта, перепускные окна оборудованы подвижными заслонками, соелинешц 1 ми с и:полпнтельными штоками пневмоцилиндров, прикрепленных к 15 степкам кольцевой полости и управляемых спомощью многоходового крана, дистанционно связанного с системой управления аппаратом.3. Узел воздушного винта по и. 1, отли ч а ющи йся тем, что, с целью обеспеченияначала истечения рабочей среды из продольных щелей лопасти при заданном давлении раоочей среды и улучшения аэродинамических характеристик лопасти, наружные кром кп продольных щелей выполнены пружинящими и плотно прилегающими к внутренним кромкам, когда давление рабочей среды меньше заданного,4. Узел воздушного винта по пп. 1 и 3, от.30 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения открытия продольных щелей при недостаточном лля этой цсли давлении рабочей среды, во внутренних голостях лопасти вбли:."и пружинящих кромок щелей смонтированы 35 надувные эластичные оболочки, сообщаемыепосредством дистанционно управляемого крана и трубопроводов с лополпптельными магистралями давления балля открытия щели) или стравливания (для закрытия щели).498899 г.б оставитель А. СоболТехред 3. Тараненк рректор А. Дзесов ктор Н. Вирк Тираж 926мтета Совета Министртений н открытийРзтп.скак наб д 45 Заказ 60/6 Изд. М 219ЦНИИПИ Государственного кпо делам изобр113035, Москва, Ж.3 одписн Типография, пр. Сапуно

Смотреть

Заявка

1257802, 19.04.1968

ЯН КЛИФФОРД ЧИЗМЕН

МПК / Метки

МПК: B60V 1/14

Метки: аппарата, воздушной, винта, узел, подушке, воздушного

Опубликовано: 05.01.1976

Код ссылки

<a href="http://patents.su/7-498899-uzel-vozdushnogo-vinta-dlya-apparata-na-vozdushnojj-podushke.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Узел воздушного винта для аппарата на воздушной подушке</a>

Похожие патенты