Несущий винт для летательного аппарата, способного зависать в воздухе, и способ сдерживания вибраций, передаваемых на вал несущего винта летательного аппарата, способного зависать в воздухе - RU2020114179A
Код документа: RU2020114179A
Формула
1. Несущий винт (3, 3’) для летательного аппарата (1), способного зависать в воздухе, содержит
втулку (5), выполненную с возможностью вращения вокруг первой оси (A) и, содержащую группу лопастей (9);
вал (6), выполненный с возможностью соединения с приводным элементом летательного аппарата (1) и функционально связанный с втулкой (5) для приведения втулки (5) во вращательное движение вокруг оси (A); и демпфирующее средство (15, 15’) для уменьшения передачи вибраций на вал (6), которое содержит массу (17, 17’), предназначенную для колебания во время эксплуатации в плоскости, перпендикулярной оси (A) для сдерживания во время эксплуатации изгибных вибраций вала (6), создаваемых вращением лопастей (9);
демпфирующее средство (15, 15’) дополнительно содержит упругие средства (30, 30’), имеющие определенную жесткостью вдоль оси (A) и функционально связанные с массой (17, 17’) для сдерживания во время эксплуатации вибрации вала (6) вдоль оси (A);
демпфирующее средство (15, 15’) дополнительно содержит первый упругий элемент (16), опирающийся на вал (6) и предназначенный для изгибных колебаний в плоскости, перпендикулярной оси (A);
первый упругий элемент (16) растягивается вдоль оси (A);
упругие средства (30, 30’) расположены между массой (17, 17’) и первым упругим элементом (16);
отличающийся тем, что упругие средства (30, 30’) содержат по меньшей мере второй упругий элемент (30, 30’) змеевидной формы, имеющий группу первых секций (31; 31a’, 31b’, 33a’, 33b’), растягивающихся радиально относительно оси (A), чередуясь с группой вторых секций (32; 60’, 61’), растягивающихся в параллельно оси (A).
2. Несущий винт по п. 1, отличающийся тем, что радиальное растяжение каждой первой секции (31; 31a’, 31b’, 33a’, 33b’) больше, чем осевое растяжение каждой второй секции (32; 60’, 61’).
3. Несущий винт по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что упругие средства (30, 30’) содержат первую группу (34) вторых упругих элементов (30), равноотстоящих друг от друга под углом относительно оси (A).
4. Несущий винт по п. 3, отличающийся тем, что упругие средства (30) содержат вторую группу (35) вторых упругих элементов (30), равноотстоящих друг от друга под углом относительно оси (A); каждый второй упругий элемент (30) первой группы (34) накладывается по оси на соответствующий второй упругий элемент (30) второй группы (35).
5. Несущий винт по любому из вышеуказанных пунктов, отличающийся тем, что второй упругий элемент (30) содержит пару вторых осевых концевых секций (33) на свободных концах, противоположных друг другу, при этом одна крепится к массе (17), а вторая крепится к первому упругому элементу (16).
6. Несущий винт по любому из пп. 3-5, отличающийся тем, что он содержит дополнительную втулку (40, 40’), под углом встроенную в первый упругий элемент (16), установленную на осевом конце упругого элемента (16), и на которую крепятся вторые упругие элементы (30, 30’).
7. Несущий винт по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что масса (17) пустотелая, и что упругие средства (30) помещены внутрь массы (17).
8. Несущий винт по любому из вышеуказанных пунктов, отличающийся тем, что масса (17, 17’) и упругие средства (30) формируют первый настраиваемый массовый демпфер, имеющий первую собственную частоту, и что масса (17, 17’) и первый упругий элемент (16) формируют второй настраиваемый массовый демпфер, имеющий вторую собственную частоту, равную первой собственной частоте.
9. Несущий винт по любому из пп. 1-3, 6-8, отличающийся тем, что каждый второй упругий элемент (30a’, 30b’) содержит по меньшей мере один первый рычаг (31a’, 31b’), установленный на первом упругом элементе (16); и пару вторых рычагов (33a’, 33b’), установленных на массу (17’); первый рычаг (31a’, 31b’) расположен по оси между вторыми рычагами (33a’, 33b’).
10. Несущий винт по п. 9, отличающийся тем, что по меньшей мере один второй упругий элемент (30a’, 30b’) содержит радиально наружный конечный блок (61’), к которому присоединяются первый рычаг (31a’, 31b’) и вторые рычаги (33a’, 33b’).
11. Несущий винт по п. 9 или 10, в зависимости от п. 6, отличающийся тем, что содержит дополнительную втулку (40’), расположенную между первым упругим элементом (16) и по меньшей мере одним вторым упругим элементом (30a’, 30b’); второй упругий элемент (30a’, 30b’) содержит радиально внутренний конечный блок (60’), на котором установлен по меньшей мере один второй рычаг (33a’, 33b’); радиально внутренний конечный блок (60’) соединен с дополнительной втулкой (40’); радиально внутренний конечный блок (61’) соединен с первым упругим элементом (16).
12. Несущий винт по п. 10 или 11, отличающийся тем, что масса (17’) содержит первое кольцо (70’) и второе кольцо (71’), отстоящие по оси относительно друг друга, и к которым крепятся соответствующие вторые рычаги (33a’, 33b’).
13. Несущий винт по п. 12, отличающийся тем, что первое кольцо (70’) содержит пару первых подколец (74’, 75’), между которыми по оси расположен первый радиально внутренний конец (37a’) одного (33a’) из вторых рычагов (33a’, 33b’); второе кольцо (71’), содержащее пару вторых подколец (74’, 75’), между которыми второй радиально внутренний конец (37b’) другого (33b’) из вторых рычагов (33a’, 33b’) расположен в осевом направлении.
14. Несущий винт по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что дополнительная втулка (40’) содержит первый фланец (83’) и второй фланец (81’), отстоящие по оси относительно друг друга, и между которыми расположен радиально внутренний конечный блок (60’) по меньшей мере одного первого рычага (31a’, 31b’).
15. Несущий винт по п. 14, отличающийся тем, что дополнительная втулка (40’) содержит деталь (94’), по оси выступающую из первого фланца (83’) на стороне второго фланца, (81’) и входит в зацепление внутри первого посадочного места (92’), ограниченного вторым фланцем (81’).
16. Несущий винт по п. 15, отличающийся тем, что первый фланец (83’) и деталь (84’) ограничивают второе посадочное место (90’), занимаемое первым упругим элементом (16).
17. Несущий винт по п. 16, отличающийся тем, что второе посадочное место (90’) имеет конусную форму и/или первое посадочное место (92’) имеет многоугольную форму.
18. Несущий винт по п. 16 или 17, отличающийся тем, что деталь (84’) имеет многоугольный радиально внешний контур (85’), входящий в зацепление с первым посадочным местом (92’), ограниченным вторым фланцем (81’); первое посадочное место (92’) имеет радиально внутренний многоугольный контур.
19. Несущий винт по п. 18, отличающийся тем, что второе упругое средство (30’) преимущественно растягивается на радиально наружной стороне массы (17’).
20. Несущий винт по любому из пп. 9-19, отличающийся тем, что первый рычаг (31a’, 31b’) радиально растягивается относительно оси (A); и/или отличающийся тем, что по меньшей мере один второй рычаг (33a’, 33b’) по меньшей мере частично наклонен относительно оси (A).
21. Несущий винт по любому из вышеуказанных пунктов, отличающийся тем, что содержит потоковый конвейер (10), вмещающий демпфирующие средства (15).
22. Летательный аппарат (1), способный зависать в воздухе, отличающийся тем, что содержит несущий винт (3) по любому из предшествующих пунктов.
23. Несущий винт (3’) для летательного аппарата (1), способного зависать в воздухе, содержит
втулку (5), выполненную с возможностью вращения вокруг первой оси (A) и, содержащую группу лопастей (9);
вал (6), выполненный с возможностью соединения с приводным элементом летательного аппарата (1) и функционально связанный с втулкой (5) для приведения втулки (5) во вращательное движение вокруг оси (A); и
демпфирующее средство (15’) для уменьшения передачи вибраций на вал (6), которое содержит массу (17’), предназначенную для колебания во время эксплуатации в плоскости, перпендикулярной оси (A) для сдерживания во время эксплуатации изгибных вибраций вала (6), создаваемых вращением лопастей (9);
демпфирующее средство (15’) дополнительно содержит упругие средства (30’), обладающие необходимой жесткостью вдоль оси (A) и функционально связанные с массой (17’) для сдерживания во время эксплуатации вибрации вала (6) вдоль оси (A), при этом вибрация создается вращением лопастей;
демпфирующее средство (15’) дополнительно содержит первый упругий элемент (16), опирающийся на вал (6) и предназначенный для изгибных колебаний в плоскости, перпендикулярной оси (A);
первый упругий элемент (16) растягивается вдоль оси (A);
упругие средства (30’) расположены между массой (17’) и первым упругим элементом (16);
отличающийся тем, что упругие средства (30’) содержат по меньшей мере один второй упругий элемент (30’);
второй упругий элемент (30’) содержит:
по меньшей мере один первый рычаг (31a’, 31b’), установленный на первом упругом элементе (16); и
пару вторых рычагов (33a’, 33b’), установленных на массу (17’);
радиально наружный конечный блок (61’), присоединенный к первому элементу (16), и к которому присоединяются первый рычаг (31a’, 31b’) и вторые рычаги (33a’, 33b’); и
радиально наружный конечный блок (61’), к которому присоединяются первый рычаг (31a’, 31b’) и вторые рычаги (33a’, 33b’);
радиально внутренний конечный блок (61’) соединен с первым упругим элементом (16).
24. Способ сдерживания вибраций, передаваемых на вал (6) несущего винта (3) летательного аппарата (1); при этом ротор (3) содержит втулку (5), выполненную с возможностью вращения вокруг оси (A) и, содержащую группу лопастей (9);
вал (6), выполненный с возможностью соединения с приводным элементом летательного аппарата (1) и функционально связанный с втулкой (5) для приведения втулки (5) во вращательное движение вокруг оси (A); при этом способ содержит следующий этап
i) подсоединяют первую массу (17, 17’) к валу (6) так, чтобы она свободно колебалась в плоскости, перпендикулярной оси (A) для сдерживания изгибных вибраций вала (6);
отличающийся тем, что он содержит следующие этапы
ii) подсоединяют упругие средства (30, 30’), имеющие определенную жесткость вдоль оси (A) к массе (17, 17’) для сдерживания вибрации вала (6) вдоль оси (A);
iii) подсоединяют первый упругий элемент (16), предназначенный для колебания в плоскости, перпендикулярной оси (A) и опирающийся на вал (6), к массе (17, 17’); и
iv) подсоединяют первую массу (17, 17’) к первому упругому элементу (16);
упругие средства (30, 30’) содержат по меньшей мере второй упругий элемент (30) змеевидной формы, имеющий группу первых секций (31), растягивающихся радиально относительно оси (A), чередуясь с группой вторых секций (32), растягивающихся параллельно оси (A).
25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что он содержит следующие этапы
v) выборочно добавляют дополнительные вторые массы (27) к первой массе (17) для настройки частоты вибраций первой массы (17) параллельно оси (A) на нужную величину; и
vi) выборочно добавляют дополнительные третьи массы (45) к первому упругому элементу (16) для настройки частоты вибраций первой массы (17, 17’) перпендикулярно оси (A) на определенную величину.
26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что этап v) выполняется перед этапом vi).
27. Способ сдерживания вибраций, передаваемых на вал (6) несущего винта (3) летательного аппарата (1); при этом
ротор (3) содержит втулку (5), выполненную с возможностью вращения вокруг оси (A) и, в свою очередь, содержащую группу лопастей (9);
вал (6), выполнен с возможностью соединения с приводным элементом летательного аппарата (1) и функционально связанный с втулкой (5) для приведения втулки (5) во вращательное движение вокруг оси (A); при этом способ содержит следующий этап
i) подсоединяют первую массу (17, 17’) к валу (6) так, чтобы она свободно колебалась в плоскости, перпендикулярной оси (A) для сдерживания изгибных вибраций вала (6);
отличающийся тем, что он содержит следующие этапы
ii) подсоединяют упругие средства (30’), имеющие определенную жесткость вдоль оси (A) к массе (17, 17’) для сдерживания вибрации вала (6) вдоль оси (A);
iii) подсоединяют первый упругий элемент (16), предназначенный для колебания в плоскости, перпендикулярной оси (A) и опирающийся на вал (6), к массе (17, 17’); и
iv) подсоединяют первую массу (17, 17’) к первому упругому элементу (16);
упругие средства (30’) содержат по меньшей мере один второй упругий элемент (30’);
второй упругий элемент (30’) содержит
по меньшей мере один первый рычаг (31a’, 31b’), установленный на первом упругом элементе (16); и
пару вторых рычагов (33a’, 33b’), установленных на массу (17’);
радиально наружный конечный блок (61’), присоединенный к первому элементу (16), и к которому присоединяются первый рычаг (31a’, 31b’) и вторые рычаги (33a’, 33b’); и
радиально наружный конечный блок (61’), к которому присоединяются первый рычаг (31a’, 31b’) и вторые рычаги (33a’, 33b’);
радиально внутренний конечный блок (61’) соединен с первым упругим элементом (16).
