[go: up one dir, main page]

RU2629635C2 - Propulsion system of high-speed rotary-winged aircraft (versions) - Google Patents

Propulsion system of high-speed rotary-winged aircraft (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2629635C2
RU2629635C2 RU2015106488A RU2015106488A RU2629635C2 RU 2629635 C2 RU2629635 C2 RU 2629635C2 RU 2015106488 A RU2015106488 A RU 2015106488A RU 2015106488 A RU2015106488 A RU 2015106488A RU 2629635 C2 RU2629635 C2 RU 2629635C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
coaxial
shaft
rotors
rotation
Prior art date
Application number
RU2015106488A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015106488A (en
Inventor
Андрей Леонидович Шпади
Original Assignee
Андрей Леонидович Шпади
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Леонидович Шпади filed Critical Андрей Леонидович Шпади
Priority to RU2015106488A priority Critical patent/RU2629635C2/en
Publication of RU2015106488A publication Critical patent/RU2015106488A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2629635C2 publication Critical patent/RU2629635C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/22Compound rotorcraft, i.e. aircraft using in flight the features of both aeroplane and rotorcraft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D35/00Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions
    • B64D35/04Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions characterised by the transmission driving a plurality of propellers or rotors
    • B64D35/06Transmitting power from power plants to propellers or rotors; Arrangements of transmissions characterised by the transmission driving a plurality of propellers or rotors the propellers or rotors being counter-rotating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: propulsion system of the high-speed rotary winged aircraft comprises a translational power propeller and contra-rotating rotors, an engine and a main gear for their movement, and an overrunning clutch selectively engaged with said main gear in such a manner that the torque, developed by rotors system as a result of autorotation, is absorbed by translational power propeller during high-speed flight. The blades of the upper rotor are rigidly fixed to the inner shaft of coaxial drive, and the lower rotor is equipped with a swash plate and is mounted on its outer tubular shaft, both drive shafts are kinematically connected to the double differential axes equipped with the ground control brakes of the respective axle shafts, including two open differential with the common intermediate axis of the locking brake of switching the modes of their synchronous or momentary contra-rotation. On rigid rotor blade tips, vertical blades of Dar'ya rotor can be installed.
EFFECT: increasing aerodynamic efficiency.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, более конкретно, к конструкции движительной системы вертолетов и скоростных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки.The invention relates to aircraft, more specifically, to the design of the propulsion system of helicopters and high-speed aircraft of vertical take-off and landing.

Известно множество различных типов вертолетов с соосными несущими винтами, но наиболее широко известными являются вертолеты открытого акционерного общества "Камов" (см. журнал "Вертолет" №3 (18) за 2002 год, ЗАО "Периодика").Many different types of helicopters with coaxial rotors are known, but the most widely known are the Kamov helicopters (see Helicopter magazine No. 3 (18) for 2002, ZAO Periodika).

Однако опыт эксплуатации вертолетов с соосными несущими винтами показывает, что в техническом обслуживании наиболее трудоемкими являются работы, связанные с обслуживанием системы управления несущими винтами двумя автоматами перекоса, а также их низкая надежность и скорость горизонтального полета. Поэтому в последнее время наметилась мировая тенденция сокращения выпуска вертолетов с соосными винтами и их вытеснение винтокрылыми летательными аппаратами других видов.However, the experience of operating helicopters with coaxial rotors shows that the most labor-intensive tasks are maintenance operations of the rotor control system with two swashplate machines, as well as their low reliability and horizontal flight speed. Therefore, in recent years, there has been a global trend of reducing the production of helicopters with coaxial propellers and their displacement by helicopters of other types.

Наиболее близким аналогом, в решении которого предпринята попытка частичного устранения этих проблем, является система привода соосных несущих винтов летательного аппарата с толкающим винтом, описанная в патенте RU №2377161, МПК В64С 27/00. Эта система соосного привода высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата содержит систему из верхнего и нижнего несущих винтов, основной редуктор для привода упомянутой системы несущих винтов, обгонную муфту и систему поступательной тяги.The closest analogue, in the solution of which an attempt was made to partially eliminate these problems, is a drive system of coaxial rotors of an aircraft with a pushing screw, described in patent RU No. 2377161, IPC ВСС 27/00. This coaxial drive system of a high-speed rotary-wing aircraft comprises a system of upper and lower rotors, a main gear for driving the aforementioned rotor system, an overrunning clutch and a translational thrust system.

При этом система поступательной тяги приводится в действие основным редуктором, а обгонная муфта вводится в зацепление с основным редуктором таким образом, что крутящий момент, развиваемый системой несущих винтов в результате авторотации, поглощается системой поступательной тяги в ходе высокоскоростного полета, когда несущий винт находится в состоянии авторотации, и тем самым осуществляют разгрузку крутящего момента, развиваемого системой несущих винтов.In this case, the translational thrust system is driven by the main gearbox, and the freewheel is engaged with the main gearbox in such a way that the torque developed by the rotor system as a result of autorotation is absorbed by the translational thrust system during high-speed flight when the rotor is in a state autorotations, and thereby unload the torque developed by the rotor system.

Эта известная система требует обязательного использования двух автоматов перекоса лопастей верхнего и нижнего несущего винтов для путевого управления полетом и наличия винта поступательной тяги для улучшения режима авторотации несущих винтов, особенно при неработающем двигателе.This known system requires the mandatory use of two automatic swash plates of the upper and lower rotor blades for directional flight control and the presence of a translational thrust screw to improve the rotor autorotation mode, especially when the engine is idle.

Технической задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции и обслуживания вертолета с соосными винтами и повышение их аэродинамической эффективности как при скоростном горизонтальном полете, так и в режимах автожира и аварийной посадки на авторотации несущих винтов. Последнее наиболее актуально для легких и боевых вертолетов.An object of the present invention is to simplify the design and maintenance of a helicopter with coaxial propellers and increase their aerodynamic efficiency both in high-speed horizontal flight and in autogyro and emergency landing modes on rotor autorotations. The latter is most relevant for light and combat helicopters.

Решение поставленной задачи обеспечивает заявляемая движительная система высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата, содержащая винт переменного шага поступательной тяги, соосные несущие винты противовращения, двигатель, основной редуктор для привода упомянутых несущих винтов, обгонную муфту, избирательно вводимую в зацепление с основным редуктором таким образом, что крутящий момент, развиваемый соосной системой несущих винтов в результате авторотации, поглощается винтом поступательной тяги в ходе высокоскоростного полета.The solution to this problem is provided by the inventive propulsion system of a high-speed rotary-wing aircraft containing a variable pitch propeller, coaxial counter-rotation rotors, an engine, a main gear for driving said rotors, an overrunning clutch selectively engaged with the main gear in such a way that the torque , developed by the coaxial rotor system as a result of autorotation, is absorbed by the translational propeller during high-speed ETA.

В отличие от прототипа лопасти верхнего несущего винта жестко закреплены на внутреннем валу соосных винтов, а нижний несущий винт, с автоматом перекоса, установлен на внешнем трубчатом валу соосных винтов. Внутренний и внешний валы кинематически связаны с осями двойного дифференциала, снабженного тормозами путевого управления соответствующих полуосей входящих в его состав двух открытых дифференциалов с общей промежуточной осью блокирующего тормоза переключения режимов их синхронного или равномоментного противовращения. Общий ведущий вал главных зубчатых передач открытых дифференциалов соединен через муфту сцепления с основным редуктором, который связан трансмиссионным валом с винтом переменного шага поступательной тяги, а через обгонную муфту - с двигателем летательного аппарата.In contrast to the prototype, the blades of the upper rotor are rigidly fixed to the internal shaft of the coaxial screws, and the lower rotor, with a swash plate, is mounted on the external tubular shaft of the coaxial screws. The inner and outer shafts are kinematically connected with the axes of the double differential, equipped with directional brakes for the corresponding axles of the two open differentials included in it, with a common intermediate axis of the blocking brake, switching modes of their synchronous or uniform counter-rotation. The common drive shaft of the main gears of the open differentials is connected through a clutch to the main gearbox, which is connected by the transmission shaft to a screw with a variable pitch of the translational thrust, and through an overrunning clutch to the aircraft engine.

Также для движительной систтемы высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата предлагается, что в системе соосных несущих винтов лопасти верхнего несущего винта жестко закреплены на внутреннем валу соосных винтов, а нижний несущий винт снабжен автоматом перекоса и установлен на внешнем трубчатом валу соосных винтов, при этом на законцовках верхнего жесткого винта установлены вертикальные крыльчатые лопасти ротора Дарье с вертикальной осью вращения и/или установлены в центральной части на внутреннем валу верхнего несущего винта роторы либо в виде ротора Савониуса с полуцилиндрическим лопастями, закрепленными на горизонтальных раздвижных штангах внутреннего вала, либо в виде ротора в форме усеченного конуса, изготовленного из просечно-вытяжной металлической сетки с проявлением поперечной силы эффекта Магнуса. Предложенная трансмиссия винтов и роторов аналогична выше описанной.It is also proposed for the propulsion system of a high-speed rotary-wing aircraft that in the system of coaxial rotors, the blades of the upper rotor are rigidly mounted on the inner shaft of the coaxial screws, and the lower rotor is equipped with a swash plate and mounted on the outer tubular shaft of the coaxial screws vertical vane blades of the Darier rotor with a vertical axis of rotation are installed and / or are installed in the central part on the inner shaft of the upper rotor These rotors are either in the form of a Savonius rotor with semi-cylindrical blades mounted on horizontal sliding rods of the internal shaft, or in the form of a truncated cone rotor made of expanded metal mesh with the manifestation of the transverse force of the Magnus effect. The proposed transmission of screws and rotors is similar to that described above.

Также предложено, что движительная система высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата содержит винт поступательной тяги, по крайней мере, нижний несущий винт на внешнем трубчатом валу соосного привода, снабженный автоматом перекоса, двигатель, основной редуктор для соосного привода, обгонную муфту, избирательно вводимую в зацепление с основным редуктором таким образом, что крутящий момент, развиваемый движительной системой в результате авторотации, поглощается винтом поступательной тяги в ходе высокоскоростного полета. В отличие от прототипа на внутреннем валу соосного привода жестко установлен верхний ротор, выполненный в виде усеченного конуса, изготовленного из просечно-вытяжной металлической сетки и закрепленного с проявлением аэродинамической силы эффекта Магнуса при вращении. При этом предложенная трансмиссия верхнего ротора и нижнего несущего винта аналогична выше описанным.It is also proposed that the propulsion system of a high-speed rotary-wing aircraft contains a translational thrust screw, at least a lower rotor screw on an external tubular shaft of a coaxial drive, equipped with a swash plate, an engine, a main gearbox for a coaxial drive, an overrunning clutch selectively engaged with the main the gearbox so that the torque developed by the propulsion system as a result of autorotation is absorbed by the translational thrust screw during high-speed flight. Unlike the prototype, the upper rotor is rigidly mounted on the internal shaft of the coaxial drive, made in the form of a truncated cone made of expanded metal mesh and fixed with the manifestation of the aerodynamic force of the Magnus effect during rotation. In this case, the proposed transmission of the upper rotor and the lower rotor is similar to those described above.

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что отсутствуют аналогичные конструкции винтокрылых ЛА с двумя соосными несущими винтами, характеризующиеся наличием ротора с вертикальной осью вращения на верхнем несущем винте без автоматом перекоса, и выполнением нижнего несущего винта с одним автоматом перекоса, что обуславливает новизну изобретения и решение поставленной технической задачи.The analysis of the prior art by the applicant made it possible to establish that there are no similar rotorcraft designs with two coaxial rotors, characterized by the presence of a rotor with a vertical axis of rotation on the upper rotor without a swash plate, and the implementation of a lower rotor with one swash plate, which leads to the novelty of the invention and the solution of the technical task.

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из существующего уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата, то есть создания нового типа вертолетов с оригинальной трансмиссией винтов и роторов. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".The search results for known solutions in the art in order to identify features that match the distinctive features of the prototypes of the claimed technical solution have shown that they do not explicitly follow from the existing level of technology. From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed technical solution on the achievement of the specified technical result, that is, the creation of a new type of helicopters with an original transmission of screws and rotors, was not revealed. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид сверху скоростного вертолета с предложенной движительной системой на фиг. 2 дана боковая проекция винтов с функциональной схемой привода, на фиг. 3 изображена кинематическая схема двойного дифференциала противовращения с тормозами управления, а на фиг. 4 показан внешний вид просечно-вытяжной сетки для обтяжки аэродинамической поверхности роторов.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a top view of a high-speed helicopter with the proposed propulsion system in FIG. 2 shows a side view of the screws with a functional diagram of the drive, in FIG. 3 is a kinematic diagram of a double counter-rotation differential with control brakes, and FIG. 4 shows the appearance of a expanded mesh for covering the aerodynamic surface of the rotors.

Движительная система высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата 1 содержит два соосных несущих винта - верхний 2 и нижний 3, установленных соответственно на внутреннем 4 и внешнем 5 трубчатом валу с возможностью вращения в противоположные стороны.The propulsion system of a high-speed rotorcraft 1 contains two coaxial rotors - the upper 2 and lower 3, mounted respectively on the inner 4 and outer 5 tubular shaft with the possibility of rotation in opposite directions.

Лопасти верхнего несущего винта 2, не имеющего автомата перекоса, жестко закреплены на внутреннем валу соосных винтов, а нижний несущий винт снабжен автоматом перекоса и установлен на внешнем трубчатом валу. На законцовках верхнего жесткого винта 2 установлены вертикальные крыльчатые лопасти ротора Дарье 6 с вертикальной осью вращения.The blades of the upper rotor 2, which does not have a swash plate, are rigidly fixed to the internal shaft of the coaxial screws, and the lower rotor is equipped with a swash plate and mounted on an external tubular shaft. At the tips of the upper hard screw 2 installed vertical vane rotor blades of the Darier 6 with a vertical axis of rotation.

На внутреннем валу верхнего несущего винта 2 в центральной части может быть установлен ротор в виде ротора Савониуса 7 с полуцилиндрическим лопастями, закрепленными на горизонтальных раздвижных штангах внутреннего вала, изменяющих зазор между ними (не показаны).On the inner shaft of the upper rotor 2 in the central part, a rotor can be installed in the form of a Savonius 7 rotor with semi-cylindrical blades mounted on horizontal sliding rods of the inner shaft, changing the gap between them (not shown).

На внутреннем валу верхнего несущего винта 2 в центральной части может быть установлен ротор с вертикальной осью вращения с поверхностью усеченного конуса, изготовленный из просечно-вытяжной металлической сетки, обеспечивающий при вращении проявление поперечной силы ввиду эффекта Магнуса (фиг. 4). Такая сетка фактически является многощелевым поликрылом аэродинамической решетки, состоящим из узких пересекающихся лент дугообразного профиля и обладающим анизотропными аэродинамическими свойствами в направлениях просечки и вытяжки.A rotor with a vertical axis of rotation with a surface of a truncated cone made of expanded metal mesh can be installed on the inner shaft of the upper rotor 2 in the central part, which ensures the manifestation of transverse force due to the Magnus effect during rotation (Fig. 4). Such a grid is actually a multi-slit poly-wing of the aerodynamic lattice, consisting of narrow intersecting ribbons of an arched profile and possessing anisotropic aerodynamic properties in the directions of cutting and drawing.

Двигатель 8 для вращения несущих винтов 2 и 3 кинематически связан через обгонную муфту 9 с основным редуктором 10, который через трансмиссионный вал 11 соединен с винтом переменного шага поступательной тяги 12, а через муфту сцепления 13 соединен с ведущим валом 14 двойного дифференциала противовращения 15. Качание лопастей нижнего несущего винта 3 внешнего вала 5 осуществляется одним стандартным автоматом перекоса воздушного потока (не показан), приводимого в движение по командам от системы управления 16, например рычагами шаг-газ, и продольно-поперечного управления вертолетом.The motor 8 for rotating the rotors 2 and 3 is kinematically connected through an overrunning clutch 9 to the main gearbox 10, which is connected through the transmission shaft 11 to the variable pitch propeller 12 and through the clutch 13 is connected to the drive shaft 14 of the double counter-rotation differential 15. Swing the blades of the lower rotor 3 of the outer shaft 5 is carried out by one standard swashplate of air flow (not shown), driven by commands from the control system 16, for example, step-gas levers, and longitudinally pepper helicopter control.

При этом педали путевого управления этой системы управления 16 могут быть непосредственно связаны с соответствующими тормозами 17 и 18 двойного дифференциала 15, который содержит две главные зубчатые передачи 19, 20 водил подвижных осей двух комплектов сателлитов 21, 22, которые контактируют с зубчатыми венцами выходных полуосей 23, 24 этих дифференциалов и их общей промежуточной осью 25 с блокирующим тормозом 26 переключения режимов синхронного или равномоментного противовращения несущих винтов 2 и 3. Винт переменного шага поступательной тяги 12 так же имеет связь с системой управления 16, которая может поворачивать его лопасти на заданный угол во флюгерное либо в нейтральное положение.At the same time, the directional pedals of this control system 16 can be directly connected to the corresponding brakes 17 and 18 of the double differential 15, which contains two main gears 19, 20 that drove the movable axes of two sets of satellites 21, 22, which are in contact with the gear rims of the output half axles 23 , 24 of these differentials and their common intermediate axis 25 with a blocking brake 26 switching modes of synchronous or uniform counter-rotation of the rotors 2 and 3. Screw variable pitch translational thrust 12 t it also has a connection with the control system 16, which can rotate its blades by a predetermined angle in a weather vane or in a neutral position.

Движительная система высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата функционирует следующим образом.The propulsion system of a high-speed rotary-wing aircraft operates as follows.

В режиме вертолета двигатель 8 через трансмиссию, состоящую из узлов 9, 10, 13, 14 и 15, при выключенном блокирующем тормозе 26 равномоментно вращает в противоположные стороны несущие винты 2, 3, и летательный аппарат 1 взлетает вертикально, так как реактивные моменты винтов Мн и Мв взаимно компенсируются, а лопасти винта поступательной тяги 12 находятся в нейтральном положении.In helicopter mode, the engine 8 through the transmission, consisting of nodes 9, 10, 13, 14 and 15, with the lock brake 26 turned off, rotates the rotors 2, 3 uniformly in opposite directions, and the aircraft 1 takes off vertically, since the reactive moments of the propellers Mn and MV are mutually compensated, and the propeller blades of the translational thrust 12 are in the neutral position.

Если же тормозами 23 или 24 притормаживать верхний 2 или нижний 3 винт, то часть вращающего момента вместо соответствующего несущего винта будет так воздействовать на фюзеляж вертолета, что он развернется в соответствующую сторону под влиянием разностного момента М=Мнв.If the upper 2 or lower 3 screw is braked by brakes 23 or 24, then part of the torque instead of the corresponding rotor will act on the helicopter fuselage so that it will turn in the corresponding direction under the influence of the difference moment M = M n -M c .

Аналогичным образом происходит путевое управление и в режиме горизонтального полета под воздействием поступательной силы тяги винта переменного шага 12. При этом верхние роторы Дарье, Савониуса и сетчатый ротор Магнуса создают горизонтальную восстанавливающую силу Рв, которая компенсирует вертикальную опрокидывающую силу Po наступающей лопасти нижнего винта.In the same way, the directional control also occurs in the horizontal flight mode under the influence of the translational thrust of the rotor of a variable pitch 12. In this case, the upper rotors of Daria, Savonius and the mesh rotor of Magnus create a horizontal restoring force P in , which compensates for the vertical tipping force P o of the advancing blade of the lower screw.

Благодаря положительному углу атаки α (фиг. 1) лопасти ротора Дарье 6 подгребают периферийный воздух вовнутрь ометаемой поверхности нижнего несущего винта 3, а центральный сетчатый ротор Магнуса или Савониуса 7, наоборот, отбрасывают воздушный поток от малоэффективных комлевых частей несущего винта 3 к его средней части, что существенно увеличивает подъемную силу несущих винтов 2 и 3. Применение обоих роторов в режиме вертолета аналогично по достигаемому эффекту.Due to the positive angle of attack α (Fig. 1), the Darier 6 rotor blades pick up peripheral air inside the sweeping surface of the lower rotor 3, and the central mesh rotor of Magnus or Savonius 7, on the contrary, discard the air flow from the ineffective butt parts of the rotor 3 to its middle part , which significantly increases the lifting force of the rotors 2 and 3. The use of both rotors in helicopter mode is similar in effect.

В режиме автожира муфта сцепления 13 выключается, а блокирующий тормоз 26 включается и двигатель 8 через обгонную муфту 9 и основной редуктор 10 вращает только винт переменного шага поступательной тяги 12, а вращение нижнего несущего винта 3 осуществляется за счет набегающего потока воздуха, воздействующего на один из верхних роторов, который при этом функционирует как приводной ветродвигатель, например за счет воздействия на полупроницаемую сетку ротора Магнуса, фиг. 4, которая работает как полиплановое крыло, состоящее из узких ленточных лопастей.In the autogyro mode, the clutch 13 is turned off, and the blocking brake 26 is turned on and the engine 8 through the overrunning clutch 9 and the main gearbox 10 rotates only the variable pitch translational thrust screw 12, and the rotation of the lower rotor 3 is carried out due to an incoming air flow acting on one of upper rotors, which at the same time functions as a driving wind turbine, for example, by acting on a semipermeable mesh of a Magnus rotor, FIG. 4, which operates as a polyplane wing, consisting of narrow tape blades.

В режиме аварийной посадки на авторотации с выключенным двигателем 8 он, благодаря обгонной муфте 9, не мешает работе трансмиссии летательного аппарата и вращению его несущих винтов от воздействия горизонтальной компоненты набегающего потока воздуха на винт переменного шага поступательной тяги 12 и соответствующий ротор 6, 7 или жесткий винт 2. Даже при неработающем винте поступательной тяги 12 и выключенной муфте сцепления 13 надежное вращение нижнего несущего винта 3 обеспечивается этими же роторами, винтом 6, 7, 2 (в режиме авторотации-ветродвигателями) при синхронной работе двойного дифференциала 15, тормоза которого 17 и 18 сохраняют путевое управление летательным аппаратом 1.In the emergency landing mode in autorotation with the engine 8 turned off, it, thanks to the freewheel clutch 9, does not interfere with the operation of the aircraft’s transmission and the rotation of its rotors from the action of the horizontal component of the incoming air flow on the variable pitch propeller 12 and the corresponding rotor 6, 7 or hard screw 2. Even with the idle propeller of the translational link 12 and the clutch 13 turned off, reliable rotation of the lower rotor 3 is ensured by the same rotors, propeller 6, 7, 2 (in autorotation-wind mode vigatelyami) for synchronous operation of the double differential 15, brakes 17 and 18 which retain directional control of the aircraft 1.

Вышерассмотренные варианты жесткого винта 2, роторов 6, 7 и винта переменного шага поступательной тяги 12 могут использоваться как совместно с управляемым несущим винтом 3, так и в паре с ним, но отдельно друг от друга, то есть на внутреннем валу с жестким винтом может быть задействован только ротор Дарье, или Савониуса, или сетчатый ротор Магнуса.The above options for a hard rotor 2, rotors 6, 7 and a variable pitch propeller 12 can be used both in conjunction with a controlled rotor 3, and paired with it, but separately from each other, that is, on an internal shaft with a hard rotor only the Daria or Savonius rotor or Magnus mesh rotor is involved.

Таким образом, предлагаемая движительная система высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата за счет равномоментной трансмиссии противовращения верхних роторов жесткого несущего винта и нижнего несущего винта с одним автоматом перекоса позволяет получить высокие скоростные характеристики в совокупности с надежностью и низкими энергетическими затратами во всех возможных режимах полета благодаря улучшенной аэродинамике несущей системы, что позволяет провести несложную модификацию существующих соосных вертолетов с двумя несущими винтами в перспективные вертолеты типа Notar (без рулевого винта) и другие винтокрылые летательные аппараты совершенно нового вида.Thus, the proposed propulsion system of a high-speed rotary-wing aircraft due to the uniform transmission of counter-rotation of the upper rotors of the main rotor and the lower rotor with one swash plate allows to obtain high speed characteristics in combination with reliability and low energy costs in all possible flight modes due to improved carrier aerodynamics systems, which allows for a simple modification of existing coaxial helicopters with two rotors in perspective helicopters type Notar (no tail rotor) and other rotorcraft, an entirely new species.

Claims (4)

1. Движительная система высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата, содержащая винт переменного шага поступательной тяги, соосные несущие винты противовращения, двигатель, основной редуктор для привода упомянутых несущих винтов, обгонную муфту, избирательно вводимую в зацепление с основным редуктором таким образом, что крутящий момент, развиваемый соосной системой несущих винтов в результате авторотации, поглощается винтом поступательной тяги в ходе высокоскоростного полета, отличающаяся тем, что лопасти верхнего несущего винта жестко закреплены на внутреннем валу соосных винтов, а нижний несущий винт снабжен автоматом перекоса и установлен на внешнем трубчатом валу соосных винтов, внутренний и внешний валы кинематически связаны с осями двойного дифференциала, снабженного тормозами путевого управления соответствующих полуосей входящих в его состав двух открытых дифференциалов с общей промежуточной осью блокирующего тормоза переключения режимов их синхронного или равномоментного противовращения и общим ведущим валом их главных зубчатых передач, соединенным через муфту сцепления с основным редуктором, который связан трансмиссионым валом с винтом переменного шага поступательной тяги, а через обгонную муфту - с двигателем летательного аппарата.1. The propulsion system of a high-speed rotary-wing aircraft, comprising a variable pitch propeller, coaxial counter-rotation rotors, an engine, a main gear for driving said rotors, an overrunning clutch selectively engaged with the main gear so that the torque developed by the coaxial rotor system as a result of autorotation, is absorbed by the translational propeller during high-speed flight, characterized in that the upper rotor blades the screws are rigidly fixed to the inner shaft of the coaxial screws, and the lower rotor is equipped with a swash plate and mounted on the outer tubular shaft of the coaxial screws, the inner and outer shafts are kinematically connected with the axles of the double differential equipped with track brakes for the corresponding axle shafts of its two open differentials with the common intermediate axis of the locking brake switching modes of their synchronous or uniform counter-rotation and the common drive shaft of their main gears, with of the connections through the clutch with the main gear, which is connected with the transmission shaft screw variable pitch translational thrust, and after overrunning clutch - with an engine of the aircraft. 2. Движительная система высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата, содержащая винт переменного шага поступательной тяги, соосные несущие винты противовращения, двигатель, основной редуктор для привода упомянутых несущих винтов, обгонную муфту, избирательно вводимую в зацепление с основным редуктором таким образом, что крутящий момент, развиваемый соосной системой несущих винтов в результате авторотации, поглощается винтом поступательной тяги в ходе высокоскоростного полета, отличающаяся тем, что лопасти верхнего несущего винта жестко закреплены на внутреннем валу соосных винтов, а нижний несущий винт снабжен автоматом перекоса и установлен на внешнем трубчатом валу соосных винтов, при этом на законцовках верхнего жесткого винта установлены вертикальные крыльчатые лопасти ротора Дарье с вертикальной осью вращения и/или установлены в центральной части на внутреннем валу верхнего несущего винта роторы либо в виде ротора Савониуса с полуцилиндрическим лопастями, закрепленными на горизонтальных раздвижных штангах внутреннего вала, либо в виде ротора в форме усеченного конуса, изготовленного из просечно-вытяжной металлической сетки с проявлением эффекта Магнуса, внутренний и внешний валы кинематически связаны с осями двойного дифференциала, снабженного тормозами путевого управления соответствующих полуосей входящих в его состав двух открытых дифференциалов с общей промежуточной осью блокирующего тормоза переключения режимов их синхронного или равномоментного противовращения и общим ведущим валом их главных зубчатых передач, соединенным через муфту сцепления с основным редуктором, который связан трансмиссивным валом с винтом переменного шага поступательной тяги, а через обгонную муфту - с двигателем летательного аппарата.2. The propulsion system of a high-speed rotary-wing aircraft, comprising a variable pitch propeller, coaxial counter-rotation rotors, an engine, a main gear for driving said rotors, an overrunning clutch selectively engaged with the main gear so that the torque developed by the coaxial rotor system as a result of autorotation, is absorbed by the translational propeller during high-speed flight, characterized in that the upper rotor blades the screws are rigidly fixed to the inner shaft of the coaxial screws, and the lower rotor is equipped with a swash plate and mounted on the outer tubular shaft of the coaxial screws, while the vertical wing rotor blades of the Darier rotor with a vertical axis of rotation and / or are installed in the central part on the tips of the upper hard screw the internal shaft of the upper rotor, the rotors are either in the form of a Savonius rotor with semi-cylindrical blades mounted on horizontal sliding rods of the internal shaft, or in the form of a rotor in In the form of a truncated cone made of expanded metal mesh with a manifestation of the Magnus effect, the inner and outer shafts are kinematically connected with the axes of the double differential, equipped with the track control brakes of the corresponding semi-axes of its two open differentials with a common intermediate axis of the locking brake of switching their synchronous operation modes or uniform counter-rotation and a common drive shaft of their main gears connected via a clutch to the main gearbox m, which is connected by a transmission shaft with a screw of variable pitch of translational thrust, and through an overrunning clutch - with the engine of the aircraft. 3. Движительная система по п. 2, отличающаяся тем, что полуцилиндрические лопасти ротора Савониуса изготовлены из металлической просечно-вытяжной сетки.3. The propulsion system according to claim 2, characterized in that the semi-cylindrical blades of the Savonius rotor are made of metal expanded metal mesh. 4. Движительная система высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата, содержащая винт поступательной тяги, по крайней мере, нижний несущий винт на внешнем трубчатом валу соосного привода, снабженный автоматом перекоса, двигатель, основной редуктор для соосного привода, обгонную муфту, избирательно вводимую в зацепление с основным редуктором таким образом, что крутящий момент, развиваемый движительной системой в результате авторотации, поглощается винтом поступательной тяги в ходе высокоскоростного полета, отличающаяся тем, что на внутреннем валу соосного привода жестко установлен верхний ротор, выполненный в виде аэродинамической поверхности усеченного конуса, изготовленного из просечно-вытяжной металлической сетки и закрепленного с проявлением эффекта Магнуса при вращении, оба вала соосного привода кинематически связаны с осями двойного дифференциала, снабженного тормозами путевого управления соответствующих полуосей входящих в его состав двух открытых дифференциалов с общей промежуточной осью блокирующего тормоза переключения режимов их синхронного или равномоментного противовращения и общим ведущим валом их главных зубчатых передач, соединенным через муфту сцепления с основным редуктором, который связан трансмиссивным валом с винтом переменного шага поступательной тяги, а через обгонную муфту - с двигателем летательного аппарата.4. The propulsion system of a high-speed rotary-wing aircraft, comprising a translational thrust screw, at least a lower rotor screw on an external tubular shaft of a coaxial drive, equipped with a swash plate, an engine, a main gearbox for a coaxial drive, an overrunning clutch selectively engaged with the main gearbox so that the torque developed by the propulsion system as a result of autorotation is absorbed by the translational thrust screw during high-speed flight, characterized in that about the upper rotor is rigidly mounted on the internal shaft of the coaxial drive, made in the form of an aerodynamic surface of a truncated cone made of expanded metal mesh and fixed with the manifestation of the Magnus effect during rotation, both coaxial drive shafts are kinematically connected with the axles of the double differential equipped with track brakes the corresponding semi-axes of its two open differentials with a common intermediate axis of the blocking brake switching modes of their synchronously or uniform counter-rotation and a common drive shaft of their main gears, connected through a clutch to the main gearbox, which is connected by a transmission shaft to a variable pitch propeller, and through an overrunning clutch, to the aircraft engine.
RU2015106488A 2015-02-25 2015-02-25 Propulsion system of high-speed rotary-winged aircraft (versions) RU2629635C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015106488A RU2629635C2 (en) 2015-02-25 2015-02-25 Propulsion system of high-speed rotary-winged aircraft (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015106488A RU2629635C2 (en) 2015-02-25 2015-02-25 Propulsion system of high-speed rotary-winged aircraft (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015106488A RU2015106488A (en) 2016-09-20
RU2629635C2 true RU2629635C2 (en) 2017-08-30

Family

ID=56891841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015106488A RU2629635C2 (en) 2015-02-25 2015-02-25 Propulsion system of high-speed rotary-winged aircraft (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2629635C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706130C2 (en) * 2018-01-24 2019-11-14 Владимир Викторович Михайлов Vertical take-off and landing aircraft
RU239569U1 (en) * 2024-10-24 2025-12-09 Владимир Николаевич Горбашов TORQUE MULTIPLIER ON THE HELICOPTER PROPULSION SHAFT

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4367063A (en) * 1980-04-18 1983-01-04 Herruzo Juan C Pitch control mechanism for coaxial helicopter steering
US20060269413A1 (en) * 2005-05-31 2006-11-30 Sikorsky Aircraft Corporation Rotor drive and control system for a high speed rotary wing aircraft
RU2520263C2 (en) * 2008-05-30 2014-06-20 Джило Индастриз Лимитед Aircraft with two opposite-rotation propellers fitted on vertical shaft
RU142974U1 (en) * 2014-03-06 2014-07-10 Георгий Леонидович Козлов VEHICLE DIFFERENTIAL

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4367063A (en) * 1980-04-18 1983-01-04 Herruzo Juan C Pitch control mechanism for coaxial helicopter steering
US20060269413A1 (en) * 2005-05-31 2006-11-30 Sikorsky Aircraft Corporation Rotor drive and control system for a high speed rotary wing aircraft
RU2520263C2 (en) * 2008-05-30 2014-06-20 Джило Индастриз Лимитед Aircraft with two opposite-rotation propellers fitted on vertical shaft
RU142974U1 (en) * 2014-03-06 2014-07-10 Георгий Леонидович Козлов VEHICLE DIFFERENTIAL

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706130C2 (en) * 2018-01-24 2019-11-14 Владимир Викторович Михайлов Vertical take-off and landing aircraft
RU239569U1 (en) * 2024-10-24 2025-12-09 Владимир Николаевич Горбашов TORQUE MULTIPLIER ON THE HELICOPTER PROPULSION SHAFT

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015106488A (en) 2016-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3495260B1 (en) Dual rotor propulsion systems for tiltrotor aircraft
US10384776B2 (en) Tiltrotor aircraft having vertical lift and hover augmentation
US9346535B1 (en) Ring cam and ring cam assembly for dynamically controlling pitch of cycloidal rotor blades
US9139298B2 (en) Rotorcraft control system for rotorcraft with two or more rotor systems
EP3159262B1 (en) Inter-rotor blade pitch control device of coaxial double-rotor helicopter
CN109018342B (en) Trochoidal fan wing device, tilting cycloidal fan wing aircraft and control method
CN102490898A (en) Coaxial dual-rotor helicopter
CN107662702B (en) Hybrid power double-coaxial same-side reverse tilting rotor aircraft
CN106697282A (en) Duct type tilting aircraft with vertical take-off and landing functions
CA3083284C (en) Pitch-change apparatus and method of pitching rotor blades
CN103754360B (en) A kind of flying saucer rotorcraft
EP2907747A1 (en) Cyclic pitch actuation system for counter-rotating propellers
US2230370A (en) Aircraft
RU2629635C2 (en) Propulsion system of high-speed rotary-winged aircraft (versions)
CN202345911U (en) Coaxial dual-rotor helicopter
CN101844617B (en) Double-transverse-beam double-propeller helicopter with novel structure
CN109466751B (en) a helicopter rotorcraft
CN107244416A (en) A kind of method for eliminating VTOL airborne vehicle rotor horizontal flight resistance
CN205952310U (en) Single rotor bivectorial volume impels autogyro
RU2351505C2 (en) Multirotor helicopter (versions)
RU2539679C1 (en) High-speed rotary-wing aircraft
CN209274896U (en) Tilting cycloidal fan wing device, tilting cycloidal fan wing aircraft
CN112441227A (en) Flapping-like rotor aircraft
CN208053623U (en) A kind of operating mechanism of titling coaxial bispin wing aircraft
CN106081100B (en) The double vectors of single rotor promote autogyro and its control method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180226