Вертолеты.ру

Рассмотрим конструкции лопастей шарнирных несущих винтов. Для лопастей карданных втулок следует учитывать большие изгибающие моменты в комле лопасти. Поэтому такая лопасть имеет усиленную комлевую часть.

Большинство современных вертолетов имеют цельнометаллические лопасти, так как они легки и надежны в эксплуатации, имеют достаточную прочность и длительный ресурс. Лопасти цельнометаллической конструкции можно подразделить на две группы: лопасти каркасной конструкции с трубчатым стальным лонжероном и лопасти с прессованным лонжероном из легких сплавов.

Лопасти каркасной конструкции впервые появились в 30-х годах на вертолете ЦАГИ 1-ЭА и вертолетах конструкции Сиерва (Англия). Основным элементом лопасти является лонжерон, изготовленный из стальной трубы, имеющей переменную по длине толщину стенки и форму поперечного сечения.

Материал трубы — высоколегированная сталь типа 30хГСА или 40хН2МА. Наружную и внутреннюю поверхности трубы полируют и подвергают механическому упрочнению наклепом, в результате чего динамическая прочность лонжерона повышается в 1,5—2 раза. Такие лопасти используются на вертолетах Ми-6 и Ми-26. В конце 50-х годов для передачи сил и моментов с лопасти на втулку винта лонжерон соединяли со втулкой при помощи стального наконечника.

Наконечник лопасти из стали 0хН3МФА насажен на комлевую трубу так, что центробежная сила лопасти передается на наконечник фланца комлевой трубы, зажатого с помощью гайки. Шарнирный момент воспринимается трением по фланцу трубы лонжерона и дополнительно восемью штифтами, фиксирующими относительное угловое положение трубы и наконечника.

Осевое перемещение наконечника относительно лонжерона ограничено пружинным кольцом 8, вставленным в наконечник. Изгибающие моменты в комле лонжерона воспринимаются в наконечнике двумя опорами: по фланцу трубы и специальному поясу на трубе у тонкого конца наконечника. Эта опора осуществляется с помощью разрезного конуса из бронзы. Площадь сечений лонжерона увеличивается по направлению к комлю для ограничения резкого роста напряжений от центробежных сил и изгибающего момента, которые возрастают от конца лопасти к комлю.

Лопасть состоит из отдельных отсеков, включающих в себя обшивку, нервюры и стрингеры. Каждый отсек закреплен на лонжероне и не имеет жесткой связи с соседними отсеками. При этом обшивка, нервюры и стрингеры каждого отсека не работают на изгиб, а передают нагрузки на лонжерон на участке отсека. Лонжерон под действием нагрузки может свободно деформироваться внутри отсеков. Поэтому в такой конструкции можно применять заклепочно-винтовые соединения, которые в другой конструкции не обеспечили бы сопротивление усталости.