Вертолеты.ру

Втулки несущего винта с шарнирным креплением лопастей наиболее широко применяются в вертолетостроении. Втулка нагружается большим крутящим моментом.

На нее действуют постоянные силы: в вертикальной плоскости — тяга, в горизонтальной — сила лобового сопротивления, в плоскости, перпендикулярной оси вращения винта — центробежная сила, а также переменные силы: аэродинамические и инерционные от движения лопастей относительно осевого и вертикального шарнира и силы сопротивления демпфера.

В зависимости от схемы можно выделить втулки с разнесенными горизонтальными шарнирами (расстояние от оси шарнира до оси вращения равно 0); с совмещенными горизонтальными шарнирами и с совмещенными горизонтальным и вертикальным шарниром.

Выбор разноса шарниров очень важен. Увеличение разноса горизонтального шарнира позволяет расширить диапазон центровок, повысить эффективность управления, но при этом увеличиваются значения сил и моментов, действующих на втулку, и уровень вибраций вертолета, что уменьшает его ресурс.

Разнос обычно выбирается из конструктивных соображений минимально необходимой величины для размещения всех типов шарниров. Для уменьшения угла установки лопасти при взмахе вверх и увеличения угла установки при движении ее вниз подбирают угол, образованный осью горизонтального шарнира и отрезком, соединяющим центр шарнира с концом поводка рычага поворота лопасти.

Параметр тангенса угла между шарнирами называется коэффициентом компенсатора взмаха. Для равномерного нагружения подшипников ось вертикального шарнира расположена на некотором расстоянии (вынос) от оси вращения несущего винта. При этом равнодействующая всех сил направлена симметрично относительно проушин лопасти и не создает изгибающего момента на подшипниках.

При совмещении шарниров отклонение лопасти в плоскости вращения будет вызывать отклонение горизонтального шарнира, ось которого будет оставаться перпендикулярной к продольной оси лопасти. В этом случае подшипники нагружаются равномерно на всех режимах полета.