Автожир

(19)) ОПИСА АТЕНТУ иационнойно для хвоь изобретелета. Цель ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(57) Изобретение относится к атехнике и может быть использовстового оперения автожира. Целния обеспечение безопасного в(5 ) 5 В 64 С 27/02, 5/16 ЗОБРЕТЕНИ достигается тем, что части 7, 8 и 9 оперения выполнены с возможностью их свободного поворота задней кромкой вниз по отношению к нормальному полету. Оперение выполнено из двух наружных 8 и 9 и внутренней 7 частей. Ось части 8 параллельна плоскости вращения ротора автожира. Автожир снабжен устройствами холостого поворота отклоняемых частей оперения и блокировки его в полетном положении. Каждый участок 7, 8 и 9 оперения блокируется своим возвратом в полетное положение. По крайней мере один из приводов устройства холостого поворота снабжен устройством блокировки своего углового положения. 6 з,п. ф-лы, 8 ил.Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано при проектировании хвостового оперения авто- жиров.Известен автожир, содержащий ротор и горизонтальное оперение (патент США М 2405244, кл, 244-17,21, 1946),Известен автожир, содержащий ротор и управляемое горизонтальное оперение (патент США 1 Ф 2217108, кл, 244-17.21, 1940).Известен также автожир, содержащий управляемое горизонтальное оперение, выполненное с возможностью поворота относительно поперечной оси до вертикального положения (патент СШР М 2067634, кл. 244 - 83, 1937).Недостатками известных автожиров является то, что в момент вертикального взлета они начинают кабрировать, что может привести к их перевороту. Практически известные автожиры могут совершать вертикальный взлет только до высоты 5 м, и такой взлет не может рассматриваться как действительно вертикальный,Целью изобретения является обеспечение безопасного взлета существенно выше 5 м автожира, поддержка которого обеспечивается несущим винтом и вспомогательным горизонтальным оперением.Сущность изобретения заключается в том, что у автожира, содержащего несущий ротор и шарнирно закрепленное горизонтальное оперение, установленное с возможностью поворота вокруг поперечной оси, последнее выполнено с возможностью его свободного поворота задней кромкой вниз по отношению к нормальному полетному положению и из двух наружных и внутренней частей, а ось внутренней части параллельна плоскости вращения ротора.Автожир снабжен устройством для обеспечения холостого поворота отклоняемой части оперения, выполненным в виде системы тяг и рычагов с приводами из которых по крайней мере один снабжен устройством блокировки своего углового положения, и устройством блокировки оперения в полетном положении, причем каждый участок оперения блокируется своим возвратом в полетное положение, Один иэ приводов системы тяг и рычагов снабжен регулируемым фрикционным устройством, а каждый внешний участок оперения снабжен цапфой, шарнирно соединенной поводком с одним из приводов, причем приводы синхронизированы системой тяг ирычагов,На фиг.1 показан автожир в плане; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - сечение по А - А на фиг.1; на фиг,4 - сечение по Б-Б 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на фиг.З; на фиг,5 схематично изображенкомплекс управления оперением; на фиг,6 -узел 1 на фиг.5; на фиг.7 - узел 1 на фиг.5; нафиг.8 - сечение В-В на фиг.7,Автожир имеет корпус 1, несущий ротор 2, установленный на суппорте 3, толкающий винт 4 и два лонжерона 5 и 6. на которых установлено оперение, состоящее из внутренней части 7 и двух внешних частей 8 и 9.Внутренний участок 7 имеет по всей своей ширине трубчатый лонжерон 10, который опирается каждым из своих концов на полуось 11, на которой установлены два подшипника 12 и 13, распертые втулкой 14. Эти подшипники и распорная втулка удерживаются на полуоси 11, с одной стороны, шайбой 15, удерживаемой гайкой 16, навинченной на конец с резьбой полуоси, а с другой стороны, кольцом 17, приваренным на полуоси 11 и привинченным на лонжероне 5.Крепление внешней части 8 оперения идентично и имеет трубчатый лонжерон 18, закрепленный на полуоси 19 с помощью двух подшипников 20 и 21, распертых втулкой 22, причем подшипники удерживаются на месте шайбой 23 и гайкой 24, а также кольцом 25, приваренным на полуоси 19 и привинченным к балке 5.Полуось 19, ось которой немного наклонена по отношению к оси полуоси 11, приварена на последней, причем комплекс двух полуосей пересекает балку 5 в проходе 26, предусмотренном для этого.Лонжерон 10 заканчивается наконечником 27, в который завинчена пробка 28 с резьбой. Деталь 29, зажатая между наконечником 27 и пробкой 28, несет рычаг 30, снабженный цапфой 31.Лонжерон 18 закрыт пробкой 32 с резьбой, которая прижимает к наконечнику 33 деталь 34, идентичную детали 29, с рычагом 35, несущим цапфу 36.Каждый участок оперения 7, 8 или 9 устанавливается, таким образом, с возможностью поворота по отношению к балкам 5 и 6, а следовательно, по отношению к корпусу автожира, а его ось вращения выбрана не только перед его центром тяжести, но также перед его центром давления.Устройство маневрирования этими участками 7, 8 и 9 имеет систему запирания, систему трансмиссии и систему управления,Система управления состоит из тяги управления 37, жестко связанной и шарнирно закрепленной на рычаге 38, Сам рычаг шарнирно соединен в точке 39 крепления, не 177923250 55 подвижной по отношению к автожиру, иимеет ручку 40,Конец тяги управления 37 принадлежиттакже системе блокировки, которая имеетпривод 41 в форме диска, установленного свозможностью поворота вокруг оси 42, неподвижной по отношению к автожиру. Этотпривод имеет паз 43, палец 44 и два рычага45 и 46, расположенные диаметрально противоположно и каждый из которых имеетперфорацию, соответственно, 47 и 48, Наоси 42 вплотную к приводу 41 устанавливается фрикционный диск 49,Жесткая тяга 50 скользит в скользящемподшипнике 51 и имеет утолщение 52, оназаканчивается круглой пятой 53.Тяга управления 37, скользящая в подшипнике 54, имеет на своем конце палец 55,расположенный под углом к тяге 37, и почтиполукруговой паз 56, а также камеру 57 дляпружины 58, которая опирается, с однойстороны, на конец камеры 57, а с другойстороны, на круговую пяту 53 тяги 50.Система трансмиссии, размещенная частично в корпусе автожира, а частично вдвух балках 5 и 6, имеет два привода 59 и 60,показанные на фиг.7 и 8, четыре троса 61 - 64и четыре поводка 65-68.Приводы 59 и 60 идентичны и располагаются в полостях, предусмотренных дляэтого в балках 5 и б, снабженных дверцамидля доступа,Привод 59 состоит из трубки 69, несущей четыре рычага 70, 71, 72 и 73 и имеющейвозможность поворачиваться на неподвижной оси 74.Привод 60 состоит из трубки 75, несущей четыре рычага 76 - 79 и имеющей возможность поворачиваться на неподвижнойоси 80.Рычаги 72 и 73 формируют одну деталь81 и имеют две круглые перфорации 82 и 83,расположенные на равном расстоянии отоси качания привода 59.Рычаги 78 и 79 образуют также однудеталь 84 и также имеют круговые перфорации 85 и 86, расположенные на равных расстояниях от оси качания привода 60,Рычаги 70 и 72 перфорированы за рычагом 73 на равных расстояниях от оси качания привода 59. Но перфорация 87 рычага70 круглая, тогда как перфорация 88 рычага71 имеет форму вытянутой прорези.Кроме того, рычаги 76 и 77 имеют первый круглую перфорацию 89, а второй вытянутую прорезь 90.Наконец, оси 74 и 80, на которые закрепляются приводы 59 и 60, удерживаютсяпластинами 91, 92 и 93, 94, закрепленнымис обеих сторон балок 5 и 6. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Система тяг и рычагов схематично показана на фиг.5.Тросы 61 и 64 (в оболочке) прицеплены одним из своих концов к перфорации 95 рычага 45 привода 41, причем трос 61 присоединен своим другим концом к перфорации 83 рычага 73 привода 59, тогда как трос 64 присоединен своим другим концом к перфорации 85 рычага 78 привода 60,Тросы 62 и 63 присоединены к перфорации 96 рычага 46 привода 41, причем трос 62 присоединен своим другим концом к перфорации 82 рычага 72 привода 59, тогда как трос 63 присоединен другим концом к перфорации 86 рычага 79 привода 60.Поводок 65 имеет на одном из своих концов палец, входящий в перфорацию, в которую входит цапфа Зб рычага 35 детали 34, закрепленной на внешнем участке 8 оперения.Поводок 67 имеет на одном из концов палец, входящий в перфорацию 87 рычага 70 привода 59, а на втором конце перфорацию, в которую вводится цапфа Зб рычага 35 детали 34, закрепленной на внешней части 9 оперения,Поводок бб имеет на одном конце палец, входящий а прорезь 90 рычага 77 привода 60, а другой конец имеет перфорацию, в которую вводится цапфа 31 рычага 30 детали 29, закрепленной на внутреннем участке оперения со стороны внешней части 8.Поводок 68 имеет на одном из своих концов палец, вводимый в прорезь 88 рычага 71 привода 59, а на другом конце имеется перфорация, в которую вводится цапфа 31 рычага 30 детали 29, закрепленной на внутренней части оперения со стороны внешней части 9.Поводки 65 и 67 выходят наклонно с внешней стороны балок 5 и б, причем первый в направлении цапфы 36 внешней части 8 оперения, а второй в направлении цапфы 36 части 9. Поводки 68 и 66 выходят наклонно с внутренней стороны балок в направлении цапф 35 внутренней части 7 оперения,Работает предложенное устройствоследующим образом,После остановэ автожира рычаг управления 38 блокируется в положении, показанном нэ фиг.5, т.е, тяга управления 37находится в положении блокировки привода 41,С другой стороны, паз 56 пальца 55 блокирует палец 44, а с другой стороны, выступ 52 тяги 50 вводится в паз 43 поддействием пружины 58, подпирая пяту 53указанной тяги и прижимая ее к основанию камеры 57.Фрикционный диск 49 предназначен для амортизации вибраций, которые могут появиться в оперении, например, вследствие турбулентности. Увеличивая давление этого диска на привод 41, можно увеличить амортизацию этих вибраций.При таком расположении трос 61 удерживает верхний участок привода 59, наклоненного вперед, также как трос 63 удерживает верхний участок привода 60, наклоненного вперед, причем нижний участок этих приводов оттягивается назад тросами 62 и 64,Благодаря таким действиям рычаг 76 привода 60 удерживает внешний участок оперения в положении полета благодаря поводку 65, так же как рычаг 70 привода 59 удерживает внешний участок 9 оперения в положении полета благодаря поводку 67.Параллельно рычаги 77 и 71 удерживают внутренний участок 7 оперения в положении полета благодаря поводкам 66 и 68.При запуске пилот классически соединяет ротор 2 с приводным двигателем, при этом лопасти ротора 2 имеют нулевой шаг, Параллельно или одновременно запускается двигатель толкающего винта 4,Когда ротор 2 достиг режима вращения, достаточного для обеспечения взлета авто- жира 1, пилот одновременно включает ротор 2 на режим с большим шагом и двигает рычагуправления 38 в направлении стрелки 95,Этот маневр рычага 38 отталкивает тягу управления 37, высвобождая таким образом палец 44 из паза 56 пальца 55, и вытягивает из паза 43 выступ 52 тяги 50.Таким образом, тросы 61-64 разблокируются также как поводки 65 - 68, и в этих условиях три части 7; 8 и 9 оперения не удерживаются больше в положении, показанном на фиг,1, 2 и 5, и могут поворачиваться вокруг полуосей 10 и 18.Прежде всего, вследствие того, что их центры тяжести располагаются сзади осей, на которых они поворачиваются, три участка оперения будут иметь тенденцию встать вертикально, а не горизонтально,Кроме того, две внешние части 8 и 9 оперения воспринимают вертикальный поток воздуха, поступающий от лопастей ротора 2, вращающегося с большой скоростью, поскольку речь идет о скорости взлета, и этот поток будет весьма сильным, поскольку эти части располагаются практически под лопастями, С учетом того, что их центры давления также располагаются позади осейполуосей, на которых они установлены, две внешние части 8 и 9 будут стремиться принять то же вертикальное положение, что и под воздействием простой гравитации.С другой стороны, внутренняя часть 7оперения принимает, с одной стороны, вертикальный поток воздуха, поступающий отротора 2, но с другой стороны, горизонтальный поток воздуха, поступающий от толка 10 ющего винта 4, поэтому его положение будет наклонным, причем наклона зависитот характеристик двух поступающих пото 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ков,В этих условиях и благодаря своему аэродинамическому профилю, поскольку речь идет об органе поддержки, оперение в процессе взлета вертикального типа оказывает лишь слабое сопротивление потоку воздуха, поступающего от ротора 2 и не создает риска кабрирования автожира 1,Когда автожир взлетел, пилот выключает ротор 2, который вращается при этом в режиме авторотации и посылает на оперение лишь уменьшенный поток, тогда как горизонтальный поток толкающего винта в направлении внутреннего участка оперения остается постоянным. Благодаря тому об- стоятельству, что поводки 66 и 68 имеют их пальцы высвобожденными в удлиненных прорезях 88 и 90, внутренняя часть 7 оперения может принимать промежуточное положение между положением в момент взлета и полетным положением; это промежуточное положение может, впрочем, меняться, поскольку оно будет точным результирующим двух принимаемых потоков,Одновременно с выключением ротора 2 пилот маневрирует рычагом 38 в направлении, противоположным стрелке 95. В этом движении тяга управления 37 стремится повернуть привод 41 к положению, показанному на фиг,5,Ротор 2 вращается в режиме все более слабом и существенно удаленном от режима вращения при взлете, Действие ротора на оперение мало помалу уменьшается до полного прекращения, оставляя, таким образом, действие лишь винта 4 и относительного потока.Оперение, при этом, принимает свое положение полета, отклоняя приводы 60 и 59 поводками 65, 66, 67 и 68, привод 41 занимает свое положение, показанное на фиг.5 и 6; в этом положении под воздействием пружины 58 выступ 52 вводится в паз 43, запирая, таким образом, угловое положение привода 41. Так запираются все оперения 7, 8 и 9 в полетном положении.Передающие тросы могут быть заменены жесткими тягами, установленными на уг1779232 А-Д ловом приводе с углом 90 при их выходе из корпуса летательного аппарата в балках. несущих оперение.Управление устройством блокировки оперения может быть синхронизировано с управлением включения ротора на большой шаг, причем тяга управления может быть, в случае необходимости, приведена в действие электрической системой или какой-либо иной.Описанная механическая система для блокировки оперения может быть заменена электромагнитной системой, например, в форме пальцев, расположенных на балках 5 и 6, и действующих в полетном положении как щеколды под воздействием пружин, вталкивающих их в отверстия, предусмотренные для этого в различных участках оперения для их стабилизации, Эти пальцы могли бы быть возвращены электромагнитами в момент взлета, затем отпущены, причем пилообразный зуб пальцев обеспечивает оперению автоматическую блокировку в процессе подъема к горизонтальному участку под воздействием относительного потока и, в случае необходимости, толкающего винта,Формула изобретения 1. Автожир, содержащий несуший ротор и шарнирно закрепленное горизонтальное оперение, установленное с возможностью поворота относительно поперечной оси, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что оперение выполнено с возможностью его свободного поворота задней кромкой вниз по отношению к нормальному полетному положению.2. Автожир по п.1, отл и ч а ю щи й с я5 тем, что горизонтальное оперение выполнено из двух наружных и внутренней частей,при этом ось последней параллельна плоскости вращения ротора,3. Автожир по п,1 или 2, от л и ч а ю 10 щ и й с я тем, что он снабжен устройствомдля обеспечения холостого поворота отклоняемой части оперения,4. Автожир по п.1 или 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что он снабжен устройством15 блокировки оперения в полетном положении, причем каждый участок оперения блокируется своим возвратом в полетноеположение.5, Автожир по п.3, о т л и ч а ю щ и й с я20 тем, что устройство для обеспечения холостого поворота отклоняемой части оперениявыполнено в виде системы тяг и рычагов сприводами из которых по крайней мереодин снабжен устройством блокировки сво 25 его углового положения.6, Автожир по п.5, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что один из приводов системы тяг ирычагов снабжен регулируемым фрикционным устройством,30 7. Автожир по пп 2 и 5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что каждый внешний участок оперения снабжен цапфой, шарнирно соединенной поводком с одним из приводов, причемэти приводы синхронизированы системой35 тят и рычагов,