RU2808319C1 - Tensile and torsional torsion bar of rotorcraft propeller head - Google Patents
Tensile and torsional torsion bar of rotorcraft propeller head Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808319C1 RU2808319C1 RU2022128035A RU2022128035A RU2808319C1 RU 2808319 C1 RU2808319 C1 RU 2808319C1 RU 2022128035 A RU2022128035 A RU 2022128035A RU 2022128035 A RU2022128035 A RU 2022128035A RU 2808319 C1 RU2808319 C1 RU 2808319C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- torsion bar
- tensile
- torsional
- torsion
- layers
- Prior art date
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 32
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 241000239290 Araneae Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920005570 flexible polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD
В настоящем изобретении описан работающий на растяжение и кручение торсион в качестве части головки винта винтокрылого летательного аппарата, содержащий в направлении продольной оси первую периферийную область с соединительной проушиной, центральную часть и вторую периферийную область с соединительной проушиной, при этом цельный работающий на растяжение и кручение торсион выполнен из множества соединенных слоев, а головка винта винтокрылого летательного аппарата содержит по меньшей мере втулку винта, втулку трансмиссии винта и множество держателей лопастей, причем множество держателей лопастей выполнены с возможностью прикрепления к множеству относящихся к ним работающих на растяжение и кручение торсионов.The present invention describes a tensile and torsional torsion bar as part of a rotor head of a rotary-wing aircraft, comprising in the longitudinal axis direction a first peripheral region with a connecting eye, a central portion and a second peripheral region with a connecting eye, wherein a one-piece tensile and torsional torsion bar is made of a plurality of connected layers, and the propeller head of the rotary-wing aircraft contains at least a propeller hub, a propeller transmission hub and a plurality of blade holders, wherein the plurality of blade holders are configured to be attached to a plurality of related tensile and torsional torsion bars.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART
Известны работающие на растяжение и кручение торсионы в качестве части головки винта винтокрылого летательного аппарата. Головка винта содержит по меньшей мере втулку винта, втулку трансмиссии винта и множество держателей лопастей, при этом множество держателей лопастей выполнены с возможностью прикрепления множеством относящихся к ним работающих на растяжение и кручение торсионов к втулке трансмиссии винта. Работающий на растяжение и кручение торсион или элемент в качестве части устройства противодействия крутящему моменту винтокрылого летательного аппарата или головки винта поглощает центробежные силы во время выполнения полетов.Torsion bars that work in tension and torsion are known as part of the propeller head of a rotary-wing aircraft. The propeller head contains at least a propeller hub, a propeller transmission hub, and a plurality of blade holders, wherein the plurality of blade holders are configured to be attached by a plurality of related tensile and torsion torsion bars to the propeller transmission hub. A tensile and torsional torsion bar or member as part of the rotorcraft anti-torque device or rotor head absorbs centrifugal forces during flight operations.
Из EP3315403 известны одиночные работающие на растяжение и кручение торсионы, в которых каждая из таких выполненных с возможностью скручивания балок прикреплена к лопасти и втулке, в частности, для поглощения центробежных сил, действию которых подвергается лопасть. Каждый работающий на растяжение и кручение торсион имеет достаточно низкую жесткость при кручении, чтобы обеспечивать возможность вращения лопасти вокруг ее поперечной оси. Работающий на растяжение и кручение торсион построен из слоев, которые имеют общую симметричную форму с идентично образованными частями соединительных проушин в периферийных областях, как явно упомянуто и изображено в EP3315403.From EP3315403, single tensile and torsional torsion bars are known, in which each of these torsionally designed beams is attached to a blade and a hub, in particular to absorb the centrifugal forces to which the blade is subjected. Each tensile and torsional torsion bar has a torsional stiffness low enough to allow rotation of the blade around its transverse axis. The tensile and torsional torsion bar is constructed from layers that have an overall symmetrical shape with identically formed connecting eye parts in the peripheral regions, as explicitly mentioned and depicted in EP3315403.
Работающие на растяжение и кручение торсионы по US8834128 имеют слоистую структуру и в целом являются более толстыми, чем другие известные работающие на растяжение и кручение торсионы. Соединительные проушины или проушины в периферийных областях образованы идентично, и обе периферийные области могут быть абсолютно совмещены при их складывании вокруг поперечной оси. Наклонные плоскости в периферийных областях также совмещаются с обеих сторон, так что существует зеркальная симметрия работающего на растяжение и кручение торсиона относительно продольной оси и поперечной оси. Таким образом, получается общая симметричная форма относительно поперечной оси или, иными словами, вращательная симметрия известных работающих на растяжение и кручение торсионов.The tensile torsion torsion bars of US8834128 have a layered structure and are generally thicker than other known torsional torsion bars. The connecting lugs or lugs in the peripheral regions are formed identically, and both peripheral regions can be perfectly aligned when folded around the transverse axis. The inclined planes in the peripheral regions are also combined on both sides, so that there is a mirror symmetry of the torsion bar working in tension and torsion relative to the longitudinal axis and the transverse axis. Thus, a general symmetrical shape relative to the transverse axis is obtained, or, in other words, rotational symmetry of the known torsion bars working in tension and torsion.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является создание работающего на растяжение и кручение торсиона оптимизированного типа для головки винта винтокрылого летательного аппарата, а также головки винта винтокрылого летательного аппарата с множеством таких работающих на растяжение и кручение торсионов, в результате чего обеспечены бездефектное изготовление и установка. Следствием может быть упрощенное техническое обслуживание, а дополнительные слабые точки могут стать видимыми перед разрушением. Результатом является более упрощенная работа по техническому обслуживанию работающего на растяжение и кручение торсиона и головки винта, что приводит к более эффективному техническому обслуживанию винтокрылого летательного аппарата.The object of the present invention is to provide an optimized type of tensile and torsional torsion bar for a rotorcraft rotor head, as well as a rotorcraft rotor head with a plurality of such tensile and torsional torsion bars, resulting in defect-free manufacturing and installation. The consequence may be simplified maintenance and additional weak points may become visible before failure. The result is simplified maintenance work on the tensile and torsional torsion bar and rotor head, resulting in more efficient maintenance of the rotorcraft.
Поскольку изготовление работающих на растяжение и кручение торсионов оптимизировано, а ошибки при сборке исключены, интервалы технического обслуживания могут быть даже увеличены.Since the production of tensile and torsional torsion bars is optimized and assembly errors are eliminated, maintenance intervals can even be extended.
За счет того факта, что трещины или неизбежные разрушения легче обнаружить, на некоторое время можно избежать трудоемкого демонтажа многих компонентов.Due to the fact that cracks or imminent damage are easier to detect, the time-consuming dismantling of many components can be avoided for some time.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Предпочтительный приведенный для примера вариант реализации объекта настоящего изобретения с некоторыми дополнительными необязательными признаками описан ниже вместе с прилагаемыми чертежами.A preferred exemplary embodiment of the subject matter of the present invention, with certain additional optional features, is described below in conjunction with the accompanying drawings.
Следует отметить, что на чертежах, которые не всегда представляют различные варианты реализации настоящего изобретения, одинаковые части снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями или одинаковыми названиями компонентов. Раскрытия, содержавшиеся во всем описании, аналогично применимы к одинаковым частям, обозначенным одинаковыми ссылочными обозначениями или одинаковыми символами компонентов.It should be noted that in the drawings, which do not always represent different embodiments of the present invention, like parts are provided with the same reference numerals or the same component names. The disclosures contained throughout the specification apply similarly to like parts designated by the same reference numerals or like component symbols.
На ФИГ. 1 показано покомпонентное изображение винта винтокрылого летательного аппарата с частично разобранной головкой винта и для примера устройством крепления лопасти винта перед креплением к работающему на растяжение и кручение торсиону.In FIG. Figure 1 shows an exploded view of a rotary-wing aircraft propeller with a partially disassembled propeller head and, for example, a device for fastening the propeller blade before attaching it to a torsion bar working in tension and torsion.
На ФИГ. 2a показан вид внутри головки винта, фактически во втулке винта после снятия колпака втулки, в то время какIn FIG. 2a shows a view inside the screw head, actually in the screw hub after removing the hub cap, while
На ФИГ. 2b показан вид в разрезе по линии А-А на ФИГ. 2a, представляющий продольное сечение работающего на растяжение и кручение торсиона в установленном положении.In FIG. 2b is a sectional view along line AA in FIG. 2a, representing a longitudinal section of a torsion bar working in tension and torsion in the installed position.
На ФИГ. 3a показан вид в перспективе работающего на растяжение и кручение торсиона, при этом ясно видна асимметрия, в то время какIn FIG. 3a shows a perspective view of a torsion bar working in tension and torsion, with the asymmetry clearly visible, while
На ФИГ. 3b показан вид в частичном разрезе края типичного образованного работающего на растяжение и кручение торсиона, в данном случае образованного из нескольких слоев металлического материала с тремя различными слоистыми областями, в то время какIn FIG. 3b shows a partial sectional view of the edge of a typical formed torsion bar, in this case formed from several layers of metallic material with three different layered regions, while
На ФИГ. 3c показан вид сверху работающего на растяжение и кручение торсиона по ФИГ. 3a с указанными различными кривизнами в периферийных или граничных областях.In FIG. 3c shows a top view of the tensile and torsional torsion bar of FIG. 3a with indicated different curvatures in the peripheral or boundary regions.
На ФИГ. 4 показан вид в перспективе работающего на растяжение и кручение торсиона с указателем в одной периферийной области и бандажом, покрывающим центральную часть.In FIG. 4 is a perspective view of a tensile and torsional torsion bar with a pointer in one peripheral region and a band covering the central portion.
На ФИГ. 5a показан вид в перспективе работающего на растяжение и кручение торсиона с указательным поперечным сечением, в данном случае имеющим шестиугольную форму, в то время какIn FIG. 5a is a perspective view of a tensile and torsional torsion bar with an index cross-section, in this case having a hexagonal shape, while
На ФИГ. 5b более подробно показано указательное поперечное сечение по линии C-C, показывающее слоистую структуру.In FIG. 5b is an indicative cross-section along line C-C showing the layered structure in more detail.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
На ФИГ. 1 в качестве примера для описания настоящего изобретения показана часть хвостового винта винтокрылого летательного аппарата. Ради простоты возможный кожух и множество лопастей винта не показаны. К трансмиссии винта, которая соединена с редуктором, может быть присоединена головка 3 винта. Головка 3 винта содержит втулку 4 винта, втулку 5 трансмиссии винта в виде соединительного элемента, который отделен от втулки 4 винта или встроен во втулку 4 винта, множество держателей 6 лопастей с относящимися к ним работающими на растяжение и кручение торсионами 7, которые разъединяемым способом прикреплены монтажными болтами 8. Узел 9 управления шагом, соединенный с возможностью вращения по меньшей мере с множеством держателей 6 лопастей и всей втулкой 5 трансмиссии винта, а также все остальное могут быть закрыты колпаком 10 втулки. Головка 3 винта может вращаться вокруг обозначенной пунктиром центральной оси.In FIG. 1 shows, as an example to describe the present invention, a part of a tail rotor of a rotary-wing aircraft. For the sake of simplicity, a possible casing and multiple propeller blades are not shown. The screw head 3 can be connected to the screw transmission, which is connected to the gearbox. The screw head 3 contains a screw hub 4, a propeller transmission hub 5 in the form of a connecting element, which is separated from the screw hub 4 or built into the screw hub 4, a plurality of blade holders 6 with associated torsion bars 7 working in tension and torsion, which are attached in a detachable manner mounting bolts 8. The pitch control unit 9, rotatably connected to at least a plurality of blade holders 6 and the entire propeller transmission hub 5, as well as everything else, can be closed by the hub cap 10. The screw head 3 can rotate around the central axis indicated by the dotted line.
В данном случае держатель 6 лопасти содержит две части: часть 60, удерживающую торсион, и часть 61, удерживающую лопасть. Поскольку лопасти винта в данном случае не представляют интереса, часть 61, удерживающая лопасть, подробно не описана в данном случае. Обе части в данном случае выполнены литьем в форму как единое целое. Часть 60, удерживающая торсион, имеет соединительное отверстие 600, через которое болт 601, удерживающий торсион, может быть вставлен для удерживания одного конца работающего на растяжение и кручение торсиона 7. Выполненный литьем в форму как единое целое рычаг 602 управления шагом лопасти или прикрепленный рычаг 602 управления шагом лопасти обеспечивает соединение узла 9 управления шагом с каждым держателем 6 лопасти и опосредованно с каждой лопастью винта. В собранном состоянии держатель 6 лопасти частично расположен в отверстиях внутри втулки 4 винта. По меньшей мере часть 61, удерживающая лопасть, каждого держателя 6 лопасти выступает из отверстий.Here, the blade holder 6 contains two parts: a torsion bar holding part 60 and a blade holding part 61. Since the propeller blades are not of interest in this case, the blade holding part 61 is not described in detail in this case. Both parts in this case are made by casting into a mold as a single whole. The torsion bar holding portion 60 has a connecting hole 600 through which a torsion bar holding bolt 601 can be inserted to hold one end of the tensile and torsional torsion bar 7. An integrally molded blade pitch control lever 602 or an attached lever 602 The blade pitch control ensures the connection of the pitch control unit 9 with each blade holder 6 and indirectly with each propeller blade. In the assembled state, the blade holder 6 is partially located in the holes inside the screw hub 4. At least a blade holding portion 61 of each blade holder 6 projects from the holes.
Работающий на растяжение и кручение торсион 7 по существу имеет три части, т.е. первую соединительную проушину 70, центральную часть 71 и вторую соединительную проушину 72. Первая соединительная проушина 70 переходит в центральную часть 71, а центральная часть 71 переходит во вторую соединительную проушину 72, при этом все части выполнены из плоских или лежащих в одной плоскости слоев.The torsion bar 7, which works in tension and torsion, essentially has three parts, i.e. a first coupling lug 70, a central portion 71, and a second coupling lug 72. The first coupling lug 70 extends into a central portion 71, and the central portion 71 extends into a second coupling lug 72, all parts being made of flat or coplanar layers.
С помощью первой соединительной проушины 70 может быть осуществлено соединение с держателем 6 лопасти. Оба компонента соединяются посредством винтового соединения или соединения типа штырь/гнездо после того, как болт 601, удерживающий торсион, пропущен через соединительное отверстие 600. Таким образом достигается линейно неизменное крепление. В закрепленном состоянии работающий на растяжение и кручение торсион 7 проходит через отверстия во втулке 4 винта до втулки 5 трансмиссии винта. С другого конца работающий на растяжение и кручение торсион 7 соединен с держателем 6 лопасти, более конкретно, с частью 60, удерживающей торсион, установленной внутри окружности втулки 4 винта. Специалисту в данной области техники ясно, что конструкция держателя 6 лопасти также может быть осуществлена иным образом.By means of the first connecting eye 70, a connection can be made to the blade holder 6. The two components are connected via a screw connection or a pin/socket connection after the bolt 601 holding the torsion bar is passed through the connection hole 600. In this way, a linearly constant attachment is achieved. In the fixed state, the torsion bar 7, which works in tension and torsion, passes through the holes in the screw sleeve 4 to the screw transmission sleeve 5. At the other end, the torsion bar 7, which works in tension and torsion, is connected to the blade holder 6, more specifically, to the torsion bar holding part 60 installed inside the circumference of the propeller hub 4. It will be clear to one skilled in the art that the design of the blade holder 6 can also be implemented in other ways.
С помощью второй соединительной проушины 72 работающий на растяжение и кручение торсион 7 может быть разъединяемым образом прикреплен ко втулке 5 трансмиссии винта. С этой целью во втулке 5 трансмиссии винта обеспечены соответствующие отверстия, через которые может быть введен монтажный болт 8, удерживающий вторую соединительную проушину 72. Возможны соединения различных типов, в том числе винтовые соединения или соединения типа штырь/гнездо. Весь работающий на растяжение и кручение торсион 7 должен обладать некоторой гибкостью, чтобы обеспечить возможность для узла 9 управления шагом отклонять лопасть винта с держателем 6 лопасти соответствующим образом.By means of the second connecting eye 72, the torsion bar 7, which operates in tension and torsion, can be releasably attached to the hub 5 of the propeller transmission. For this purpose, suitable holes are provided in the screw transmission hub 5 through which a mounting bolt 8 can be inserted to hold the second connecting eye 72. Various types of connections are possible, including screw connections or pin/socket connections. The entire tensile and torsional torsion bar 7 must have some flexibility to enable the pitch control unit 9 to deflect the propeller blade with the blade holder 6 accordingly.
На виде внутри внутренней части головки 3 винта на ФИГ. 2a показаны множество работающих на растяжение и кручение торсионов 7, каждый из которых односторонне соединен с втулкой 5 трансмиссии винта, проходя через отверстия во втулке 4 винта и радиально выступая в направлении к соответствующим держателям 6 лопасти. Внутренние концы работающих на растяжение и кручение торсионов 7 прикреплены монтажными болтами 8, которые зафиксированы гайкой. В части 60, удерживающей торсион, болт 601, удерживающий торсион, удерживает работающий на растяжение и кручение торсион 7 внутри держателя 6 лопасти. В данном случае также используется разъединяемое штифтовое соединение. После соединения каждого рычага 602 управления шагом лопасти с узлом 9 управления шагом, каждый работающий на растяжение и кручение торсион 7 может поворачиваться в продольном направлении на минимальный угол. Некоторые лопасти винта графически обозначены пунктирными линиями, при этом также обозначена продольная ось работающих на растяжение и кручение торсионов 7.In the view inside the inside of the head there are 3 screws in FIG. 2a shows a plurality of tensile and torsional torsion bars 7, each of which is unilaterally connected to the propeller transmission hub 5, passing through holes in the propeller hub 4 and projecting radially towards the respective blade holders 6. The inner ends of the torsion bars 7 working in tension and torsion are attached with mounting bolts 8, which are secured with a nut. In the torsion bar holding portion 60, the torsion bar holding bolt 601 holds the tensile and torsional torsion bar 7 inside the blade holder 6. In this case, a releasable pin connection is also used. After connecting each blade pitch control lever 602 to the pitch control unit 9, each tension and torsion torsion bar 7 can be rotated in the longitudinal direction to a minimum angle. Some propeller blades are graphically indicated by dotted lines, and the longitudinal axis of the torsion bars 7 working in tension and torsion is also indicated.
На ФИГ. 2b показан соответствующий вид в разрезе установленного работающего на растяжение и кручение торсиона 7. Торсион 7 зажат и разъединяемым способом соединен между втулкой 4 винта и втулкой 5 трансмиссии винта в направлении своей продольной оси L. Наружная область 700 торсиона 7 соединена с втулкой 4 винта, а его внутренняя область 720 соединена с втулкой 5 трансмиссии винта.In FIG. 2b shows a corresponding sectional view of an installed tensile and torsional torsion bar 7. The torsion bar 7 is clamped and releasably connected between the screw sleeve 4 and the screw transmission sleeve 5 in the direction of its longitudinal axis L. The outer area 700 of the torsion bar 7 is connected to the screw sleeve 4, and its inner area 720 is connected to the propeller transmission hub 5.
Форма работающего на растяжение и кручение торсиона 7 гарантирует обеспечивающие преимущество результаты описанного в настоящем документе изобретения.The shape of the tensile and torsional torsion bar 7 guarantees the advantageous results of the invention described herein.
Работающий на растяжение и кручение торсион 7 имеет расположенные вдоль его продольной оси L первую соединительную проушину 70 в наружной области 700, центральную часть 71 и вторую соединительную проушину 72 во внутренней области 720. Работающий на растяжение и кручение торсион 7 имеет слоистую структуру, содержащую по меньшей мере два вида слоистых областей, содержащих слои различных материалов. Использование слоистой структуры обеспечивает преимущество для достижения необходимых свойств при кручении.The torsion bar 7, which works in tension and torsion, has a first connecting eye 70 in the outer region 700, a central part 71 and a second connecting eye 72 in the inner region 720 located along its longitudinal axis L. The torsion bar 7, which works in tension and torsion, has a layered structure containing at least at least two types of layered areas containing layers of different materials. The use of a layered structure provides an advantage in achieving the required torsional properties.
Общая форма вдоль продольной оси L работающего на растяжение и кручение торсиона 7 должна быть асимметричной, как изображено на ФИГ. 3a. Под асимметрией понимается различная форма периферийных областей 700, 720 или несовпадающая конструкция периферийных областей 700, 720. Степень асимметрии должна быть настолько большой, чтобы различия в периферийных областях 700, 720 соответственно были видны невооруженным глазом.The overall shape along the longitudinal axis L of the torsion bar 7 working in tension and torsion should be asymmetrical, as shown in FIG. 3a. By asymmetry is meant a different shape of the peripheral regions 700, 720 or a non-matching design of the peripheral regions 700, 720. The degree of asymmetry must be so great that the differences in the peripheral regions 700, 720, respectively, are visible to the naked eye.
С помощью такого асимметричного работающего на растяжение и кручение торсиона 7 обеспечивается указание на правильную ориентацию при сборке, что может быть легко определено на глаз. Помимо этой визуальной помощи асимметричная форма торсиона приспособлена к ответным частям, что исключает возможность его неправильной установки. Таким образом, достигается действительно отказоустойчивая система.By means of such an asymmetrical tensile and torsional torsion bar 7, an indication of the correct orientation during assembly is provided, which can be easily determined by eye. In addition to this visual aid, the asymmetrical shape of the torsion bar is adapted to the mating parts, which eliminates the possibility of its incorrect installation. In this way, a truly fault-tolerant system is achieved.
Такая асимметрия, особенно в периферийных областях, может дополнительно привести к периферийным областям с различными свойствами. В данном случае наружная область 700 является более прочной частью 700 с точки зрения прочности, чем внутренняя область 720, которая является более слабой частью 720. Если более слабая часть 720 является частью работающего на растяжение и кручение торсиона 7 этот конец первым показывает признаки усталостного разрушения. Это облегчает проверку, поскольку можно проверить только более слабую часть 720. Таким образом, в крестовине управления шагом лопасти или втулке 5 трансмиссии винта, или крышке головки 3 винта должны быть выполнены соответствующие вырезы.Such asymmetry, especially in peripheral regions, can further lead to peripheral regions with different properties. In this case, the outer region 700 is a stronger portion 700 in terms of strength than the inner region 720, which is a weaker portion 720. If the weaker portion 720 is part of a tensile torsion bar 7, that end is the first to show signs of fatigue failure. This makes inspection easier since only the weaker part 720 can be inspected. Thus, appropriate cutouts must be made in the blade pitch control spider or propeller transmission hub 5 or propeller head cover 3.
На ФИГ. 3b изображено типичное расположение структуры слоев для работающих на растяжение и кручение торсионов 7. Как показали испытания, предпочтительно используются металлические листы первого материала или различных металлов, которые могут быть поочередно наложены или прикреплены с помощью пластиковых слоев. Использование нескольких материалов в различных слоях 73, 74, 74' позволяет создать конструкции, которые показывают низкую жесткость при кручении в максимально возможной степени, но сохраняют прочность при осевом растяжении. Результатом использования множества материалов является пониженная жесткость при кручении, чем при использовании одного материала. Лучшие результаты были достигнуты при использовании различных соединений металлов/пластиковых материалов в первой слоистой области 73, второй слоистой области 74 и третьей слоистой область 74'. Особенно, когда эти различные слои 73, 74, 74' расположены поочередно, как показано на ФИГ. 3b, может быть достигнута минимальная жесткость при кручении. Было выяснено, что чередуемое расположение по меньшей мере двух различных слоистых областей 73, 74 показывает хорошие результаты. Некоторые слои могут быть выполнены из пластиковых материалов и затем предпочтительно армированы волокнами. Однако они являются одиночными слоями и не могут составлять весь торсион целиком. Таким образом, можно сказать, что они могут быть вырезаны из двумерной пластины, что упрощает изготовление.In FIG. 3b shows a typical arrangement of the layer structure for the tensile and torsional torsion bars 7. Tests have shown that metal sheets of the first material or different metals are preferably used, which can be alternately applied or attached using plastic layers. The use of multiple materials in different layers 73, 74, 74' allows for structures to be created that exhibit low torsional stiffness to the greatest extent possible, but maintain axial tensile strength. The result of using multiple materials is lower torsional rigidity than using a single material. Better results have been achieved by using different metal/plastic material compounds in the first layered area 73, the second layered area 74 and the third layered area 74'. Especially when these different layers 73, 74, 74' are arranged alternately, as shown in FIG. 3b, a minimum torsional rigidity can be achieved. It has been found that alternating the arrangement of at least two different layered regions 73, 74 shows good results. Some layers may be made of plastic materials and then preferably reinforced with fibres. However, they are single layers and cannot constitute the entire torsion bar. Thus, it can be said that they can be cut from a two-dimensional plate, which simplifies manufacturing.
Как ясно изображено на ФИГ. 3c, асимметрия работающего на растяжение и кручение торсиона 7, в частности, периферийных областей 700, 720, может быть достигнута за счет различных форм кривизны.As clearly depicted in FIG. 3c, the asymmetry of the tensile and torsional torsion bar 7, in particular the peripheral regions 700, 720, can be achieved through various forms of curvature.
Наружная область 700 имеет кривизну cs более прочной части, в то время как внутренняя область 720 имеет кривизну cw более слабой части. Кривизна cs в наружной области 700 в продольном направлении дальше от продольной оси L значительно меньше, чем во внутренней области 720. Соответственно, форма первой проушины 70 больше в продольном направлении, чем форма второй проушины 72. Обе проушины 70, 72 отчетливо отличаются друг от друга, и выравнивание такого работающего на растяжение и кручение торсиона 7 может быть выполнено правильно без затруднений. Отдельные используемые слои работающего на растяжение и кручение торсиона 7 должны быть приспособлены к его общей асимметрии, которая должна быть достигнута.The outer region 700 has a stronger portion curvature cs, while the inner region 720 has a weaker portion curvature cw. The curvature cs in the outer region 700 in the longitudinal direction further from the longitudinal axis L is significantly less than in the inner region 720. Accordingly, the shape of the first eye 70 is larger in the longitudinal direction than the shape of the second eye 72. Both eyes 70, 72 are clearly different from each other. , and the alignment of such a tensile and torsional torsion bar 7 can be performed correctly without difficulty. The individual layers of the tensile and torsional torsion bar 7 used must be adapted to its overall asymmetry that must be achieved.
Другой особенностью, обеспечивающей правильное расположение работающего на растяжение и кручение торсиона 7 при изготовлении и во время размещения между втулкой 4 винта и втулкой 5 трансмиссии винта, является использование указателя 75.Another feature that ensures the correct location of the torsion bar 7, which works in tension and torsion, during manufacturing and during placement between the screw sleeve 4 and the screw transmission sleeve 5, is the use of pointer 75.
Также с указателем 75 по меньшей мере на одной периферийной области 700, 720 может быть получен асимметричный работающий на растяжение и кручение торсион 7 с асимметричными периферийными областями 700, 720.Also, with the pointer 75 on at least one peripheral region 700, 720, an asymmetrical tensile and torsional torsion bar 7 with asymmetrical peripheral regions 700, 720 can be obtained.
Такой указатель 75 может быть расположен на одной из торцевых или боковых поверхностей на участке наружной области 700 или внутренней области 720. В данном случае указатель 75 предпочтительно расположен на участке внутренней области 720, выступая из наружной поверхности внутренней области 720 или из боковой поверхности внутренней области 720 в продольном направлении L.Such indicator 75 may be located on one of the end or side surfaces of a portion of the outer region 700 or the internal region 720. In this case, the indicator 75 is preferably located on a portion of the internal region 720, protruding from the outer surface of the internal region 720 or from the side surface of the internal region 720 in the longitudinal direction L.
Соответственно, даже только с указателем 75 может быть достигнута общая асимметрия всего работающего на растяжение и кручение торсиона 7, описанного выше.Accordingly, even with only the pointer 75, the overall asymmetry of the entire tensile and torsional torsion bar 7 described above can be achieved.
Для наглядности правильной предварительной сборки работающего на растяжение и кручение торсиона 7 указатель 75, например, выполнен в виде стрелки, как изображено, в данном случае добавленной на одну сторону работающего на растяжение и кручение торсиона 7. Стрелка 75 выступает из наружной поверхности периферийной области 700, 720, в данном случае со стороны второй соединительной проушины 72, указывая направление своим острием.To illustrate the correct pre-assembly of the tensile and torsional torsion bar 7, the indicator 75, for example, is designed in the form of an arrow, as shown, in this case added to one side of the tensile and torsional torsion bar 7. The arrow 75 protrudes from the outer surface of the peripheral region 700, 720, in this case from the side of the second connecting eye 72, indicating the direction with its tip.
За счет асимметрии работающего на растяжение и кручение торсиона 7 достигнутой описанным в настоящем документе способом, с указателем 75 или без указателя 75 на работающем на растяжение и кручение торсионе 7, может быть предотвращена неправильная сборка всего работающего на растяжение и кручение торсиона 7 в головке 3 винта соответственно во втулке 4 винта и/или втулке 5 трансмиссии винта.Due to the asymmetry of the tensile and torsional torsion bar 7 achieved in the manner described herein, with or without indicator 75 on the tensile and torsional torsion bar 7, incorrect assembly of the entire tensile and torsional torsion bar 7 in the screw head 3 can be prevented. respectively, in the bushing 4 of the screw and/or bushing 5 of the propeller transmission.
В данном случае важно, чтобы более прочная часть 700 и более слабая часть 720 находились в правильном положении. Таким образом, части, окружающие работающий на растяжение и кручение торсион 7, в головке 3 винта сконструированы таким образом, что выступающий указатель 75 или другая форма указателя 75', как описано ниже, может сталкиваться с ними. Это исключает возможность неправильной установки торсиона 7 в головке 3 винта.In this case, it is important that the stronger part 700 and the weaker part 720 are in the correct position. Thus, the parts surrounding the tensile and torsional torsion bar 7 in the screw head 3 are designed such that the protruding indicator 75 or other form of indicator 75', as described below, can collide with them. This eliminates the possibility of incorrect installation of the torsion bar 7 in the head 3 of the screw.
Для улучшения поведения при кручении различные слои 73, 74, 74' могут быть выполнены различной формы и из различного материала.To improve torsional behavior, the different layers 73, 74, 74' can be made of different shapes and materials.
Асимметричный работающий на растяжение и кручение торсион 7 является асимметричным относительно поперечной оси Q с двумя периферийными областями 700, 720 неодинаковой формы. Эти периферийные области 700, 720 не совпадают при их складывании вокруг поперечной оси Q.The asymmetrical tensile and torsional torsion bar 7 is asymmetrical about the transverse axis Q with two peripheral regions 700, 720 of unequal shape. These peripheral regions 700, 720 do not coincide when folded about the transverse axis Q.
Основное назначение асимметричного работающего на растяжение и кручение торсиона 7 с указателем 75 или без указателя 75 состоит в том, чтобы сделать невозможной неправильную установку этого компонента.The main purpose of the asymmetrical tension and torsion torsion bar 7 with or without pointer 75 is to make it impossible for this component to be installed incorrectly.
Для более высокой устойчивости асимметричного работающего на растяжение и кручение торсиона 7 с указателем 75 или без указателя 75, используется бандаж 76, обернутый вокруг центральной части 71. Такой бандаж 76 является синтетическим компонентом, предпочтительно выполненным из прозрачного или светопроницаемого эластомера. Предпочтительно бандаж 76 выполнен кольцевым или подобным рукаву. Бандаж должен находиться по меньшей мере частично в прямом контакте с наружной поверхностью центральной части 71.To provide greater stability to the asymmetrical tensile and torsional torsion bar 7 with or without index 75, a band 76 is used wrapped around a central portion 71. This band 76 is a synthetic component, preferably made of a clear or translucent elastomer. Preferably, the bandage 76 is annular or sleeve-like. The band must be at least partially in direct contact with the outer surface of the central portion 71.
Возможные эластомеры или полимеры для бандажа 76 являются в достаточной степени гибкими полимерами, в частности, в виде термоусадочной трубки. Предпочтительно бандаж 76 выполнен из очень мягкого материала, чтобы не вносить дополнительную непреднамеренную жесткость или не вызывать нагнетание напряжения, например, из формованного эластомера, такого как силикон.Possible elastomers or polymers for bandage 76 are sufficiently flexible polymers, particularly in the form of heat-shrinkable tubing. Preferably, the band 76 is made of a very soft material so as not to introduce unintentional additional stiffness or stress buildup, such as a molded elastomer such as silicone.
Бандаж 76 плотно обернут и неподвижно расположен в продольном направлении, и может быть прикреплен путем термоусадки, окружая все слои 73, 74, 74' в центральной части 71 работающего на растяжение и кручение торсиона 7.The band 76 is tightly wrapped and fixed in the longitudinal direction, and can be attached by heat shrinkage, surrounding all layers 73, 74, 74' in the central part 71 of the torsion bar 7.
На виде в перспективе работающего на растяжение и кручение торсиона 7 по ФИГ. 5a может быть легко распознана слоистая структура. Помимо улучшения поглощения центробежных сил и к тому же обеспечения достаточных крутящих свойств, слоистая структура может использоваться в качестве указателя 75'.In a perspective view of the torsion bar 7 working in tension and torsion in FIG. 5a, the layered structure can be easily recognized. In addition to improving the absorption of centrifugal forces and also providing sufficient torque properties, the layered structure can be used as a pointer 75'.
В данном случае в качестве указателя 75' используется указательное поперечное сечение Si работающего на растяжение и кручение торсиона 7, при этом смежные слои имеют различные формы или различные обводы слоев, выполненные таким образом, чтобы создать заданную форму, визуализирующую правильную сборку работающего на растяжение и кручение торсиона 7 в головке 3 винта. Указательное поперечное сечение Si в данном случае имеет шестиугольную форму со множеством слоев 73, 74 с различными обводами слоев. Непосредственно соседние слои имеют различные обводы слоев, что приводит к общему шестиугольному указательному поперечному сечению Si. Правильная сборка работающего на растяжение и кручение торсиона 7 легко распознается, поскольку неправильная последовательность расположения индивидуальных слоев 73, 74 может быть сразу считана.In this case, the index cross section Si of the torsion bar 7 working in tension and torsion is used as an indicator 75', while adjacent layers have different shapes or different contours of the layers, made in such a way as to create a given shape that visualizes the correct assembly of the tension and torsion bar torsion bar 7 in the head there are 3 screws. The index cross section of Si in this case has a hexagonal shape with a plurality of layers 73, 74 with different layer contours. Immediately adjacent layers have different layer contours, resulting in an overall hexagonal index cross-section of the Si. The correct assembly of the tensile and torsional torsion bar 7 is easily recognized, since the incorrect sequence of the individual layers 73, 74 can be immediately read.
Опять же указание, указательное поперечное сечение Si работающего на растяжение и кручение торсиона 7 может соответствовать форме окружающих частей, таких как втулка 4 винта, втулка 5 трансмиссии винта и/или держатель 6 лопасти. Поперечное сечение Si образовано для оптимизации жесткости при кручении и управления напряжением в работающем на растяжение и кручение торсионе 7.Again, as an indication, the index cross section Si of the tensile and torsional torsion bar 7 may correspond to the shape of surrounding parts such as the propeller hub 4, the propeller transmission hub 5 and/or the blade holder 6. The Si cross section is designed to optimize torsional rigidity and control stress in the tensile and torsional torsion bar 7.
Разумеется, указательное поперечное сечение Si может иметь другие формы, отличающиеся от шестиугольника, такие как многоугольники, звездообразные многоугольники, в частности, правильные многоугольники, каждый из которых встроен в непосредственно соседние слои с различными формами.Of course, the index cross section Si may have other shapes other than a hexagon, such as polygons, star polygons, in particular regular polygons, each of which is embedded in immediately adjacent layers with different shapes.
Как показано на ФИГ. 5b, слои 73, 74 также могут содержать группы слоев с различными материалами и/или формами, при этом в данном случае в слоях 73, 74 используются по меньшей мере две группы с различными формами и материалами для настройки прочности и жесткости. До сих пор это делалось за счет формы различных слоев, но в данном случае добавлен один дополнительный способ настройки путем выбора различных материалов.As shown in FIG. 5b, the layers 73, 74 may also contain groups of layers with different materials and/or shapes, in which case the layers 73, 74 use at least two groups with different shapes and materials to adjust the strength and stiffness. So far this has been done through the shape of the different layers, but this one adds one additional way of customization by selecting different materials.
Материал внутренних слоев 73 в поперечном сечении Si, в частности, является более жестким или более прочным, чем материал, используемый для наружных слоев 74. Кроме того, характеристики износа между слоями могут быть улучшены за счет использования различных материалов.The material of the inner layers 73 in the Si cross section is particularly stiffer or stronger than the material used for the outer layers 74. In addition, the wear characteristics between the layers can be improved by using different materials.
В целом, работающий на растяжение и кручение торсион 7 не нуждается в креплении дополнительных или наружных компонентов к корпусу работающего на растяжение и кручение торсиона 7, соответственно, к соединенным слоям 73, 74, 74', чтобы получить общий асимметричный корпус. Соответственно, никакие компоненты не могут быть прикреплены неправильно или случайно выпасть.In general, the tensile and torsional torsion bar 7 does not require attachment of additional or external components to the body of the tensile and torsional torsion bar 7, respectively, to the bonded layers 73, 74, 74' to provide an overall asymmetrical body. Accordingly, no components can be attached incorrectly or accidentally fall out.
Все работающие на растяжение и кручение торсионы 7 согласно настоящему изобретению могут быть описаны как выполненная за единое целое слоистая структура. Создание работающего на растяжение и кручение торсиона 7 соответственно формам каждого слоя 73, 74, 74' в результате обеспечивает техническое преимущество и решает проблему. Благодаря своей форме работающие на растяжение и кручение торсионы 7 согласно настоящему изобретению не имеют симметрии вращения относительно поперечной оси.All tensile and torsional torsion bars 7 according to the present invention can be described as an integral layered structure. Providing a tensile and torsional torsion bar 7 according to the shape of each layer 73, 74, 74' results in a technical advantage and solves the problem. Due to their shape, the tensile and torsional torsion bars 7 according to the present invention do not have symmetry of rotation about the transverse axis.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙLIST OF REFERENCE SYMBOLS
3 - Головка винта3 - Screw head
4 - Втулка винта4 - Screw bushing
5 - Втулка трансмиссии винта5 - Screw transmission bushing
6 - Держатель лопасти6 - Blade holder
60 - Часть, удерживающая торсион/трубчатая часть60 - Torsion bar holding part/tubular part
600 - Соединительное отверстие600 - Connection hole
601 - Болт, удерживающий торсион601 - Bolt holding torsion bar
602 - Рычаг управления шагом лопасти602 - Blade pitch control lever
61 - Часть, удерживающая лопасть61 - Part holding the blade
7 - Работающий на растяжение и кручение торсион (слоистая структура/асимметричная общая форма, различные образующие слои, указатель на одной стороне, специальное поперечное сечение)7 - Tensile and torsional torsion bar (layered structure/asymmetrical overall shape, different forming layers, pointer on one side, special cross section)
70 - Первая соединительная проушина70 - First connecting eye
700 - Периферийная область/более прочная часть700 - Peripheral area/harder part
cs - Кривизна более прочной частиcs - Curvature of the stronger part
71 - Центральная часть71 - Central part
72 - Вторая соединительная проушина72 - Second connecting eye
720 - Периферийная область/более слабая часть720 - Peripheral area/weaker part
cw - Кривизна более слабой частиcw - Curvature of the weaker part
73 - Первая слоистая область/листовой материал (предпочтительно металл)73 - First layered area/sheet material (preferably metal)
74, 74' - вторая/третья слоистая область/листовой материал (предпочтительно металл) 74, 74' - second/third layered area/sheet material (preferably metal)
75 - Указатель75 - Index
75' - Указатель со слоями с поперечным сечением75' - Index with layers with cross section
76 - Бандаж76 - Bandage
Si - Указательное сечение работающего на растяжение и кручение торсионаSi - Index section of a torsion bar working in tension and torsion
8 - Монтажные болты8 - Mounting bolts
9 - Узел управления шагом9 - Step control unit
10 - колпак втулки10 - bushing cap
L - Продольная ось работающего на растяжение и кручение торсионаL - Longitudinal axis of the torsion bar working in tension and torsion
Q - Поперечная ось.Q - Transverse axis.
Claims (13)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH00539/20 | 2020-05-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2808319C1 true RU2808319C1 (en) | 2023-11-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU233362A1 (en) * | А. Э. Малаховский | |||
| WO1996039327A1 (en) * | 1993-07-01 | 1996-12-12 | United Technologies Corporation | A hybrid composite flexbeam for a helicopter bearingless main rotor assembly |
| KR100651617B1 (en) * | 2005-12-15 | 2006-12-01 | 한국항공우주연구원 | A hingeless rotor unit having stacked type flexure |
| RU2523723C1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-07-20 | Сергей Викторович Михеев | Main rotor of rotary-winged aircraft |
| US8834128B2 (en) * | 2009-04-29 | 2014-09-16 | Airbus Helicopters Deutschland GmbH | Tension-torque-transmission element for a fenestron blade and method for producing it |
| EP3315403B1 (en) * | 2016-10-31 | 2019-04-17 | Airbus Helicopters | Torsionally flexible beam for a blade, set of torsionally flexible beams, a rotor and an aircraft |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU233362A1 (en) * | А. Э. Малаховский | |||
| WO1996039327A1 (en) * | 1993-07-01 | 1996-12-12 | United Technologies Corporation | A hybrid composite flexbeam for a helicopter bearingless main rotor assembly |
| KR100651617B1 (en) * | 2005-12-15 | 2006-12-01 | 한국항공우주연구원 | A hingeless rotor unit having stacked type flexure |
| US8834128B2 (en) * | 2009-04-29 | 2014-09-16 | Airbus Helicopters Deutschland GmbH | Tension-torque-transmission element for a fenestron blade and method for producing it |
| RU2523723C1 (en) * | 2013-06-27 | 2014-07-20 | Сергей Викторович Михеев | Main rotor of rotary-winged aircraft |
| EP3315403B1 (en) * | 2016-10-31 | 2019-04-17 | Airbus Helicopters | Torsionally flexible beam for a blade, set of torsionally flexible beams, a rotor and an aircraft |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5383767A (en) | Blade-hub linkage device with a laminate attachment | |
| US8070452B2 (en) | Blade provided with a horizontally-wound spar, and a method of fabricating such a spar | |
| KR101281162B1 (en) | A rotorcraft rotor with blades hinged in flap and in lag | |
| US20150330233A1 (en) | Blade anchored securely in radial translation, propeller, turbine engine and aircraft | |
| US20110274550A1 (en) | Yoke and Bearing Fitting Assembly for Rotors | |
| US4182597A (en) | Helicopter rotor head | |
| US9555880B2 (en) | Flexbeam rotor | |
| US11040771B2 (en) | Rotor hub | |
| BR112013011757B1 (en) | BLADE FOR WIND TURBINE | |
| RU2808319C1 (en) | Tensile and torsional torsion bar of rotorcraft propeller head | |
| JPH0536280B2 (en) | ||
| JP2023533643A (en) | Rotor head tension and torsion straps for rotorcraft | |
| US9623963B2 (en) | Partly cruciform flexbeam and method of manufacturing such a flexbeam | |
| US7368158B2 (en) | Elastomeric member provided with monitoring means | |
| KR20100130212A (en) | Coupling having a high torsional flexibility and method for producing the same | |
| US20040247436A1 (en) | Variable pitch rotor blade for shrouded rotors, in particular helicopter rotors | |
| EP3901484A1 (en) | Yielding couplings with wires as intermediate members | |
| US4714409A (en) | Helicopter rotor | |
| CN101954972A (en) | Be provided with the aircraft rotor of blade holding device | |
| US20060216150A1 (en) | Hinged rotor provided with plate-shaped rotor head element and a rotorcraft provided with said rotor | |
| US9751623B2 (en) | Flexbeam unit for a hingeless or a hinge and bearingless multi-blade rotor of a rotary wing aircraft | |
| US11572162B2 (en) | Securing assembly for a rotor blade | |
| US11142307B2 (en) | Lead-lag damper integrated inside a blade of a rotor | |
| KR102036229B1 (en) | A lead-lag damper integrated inside a blade of a rotor | |
| US6361278B2 (en) | Coupling membrane for a helicopter rotor head |