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Hubschrauber AV-1. Persönlicher Transport

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Lieber Luftfahrtbegeisterter! Dieser Artikel kann Ihnen bei der Entwicklung und dem Bau eines leichten Hubschraubers nützlich sein. Das vorgeschlagene Drehflügler (AV-1) ist das Ergebnis einer langen Leidenschaft für die Luftfahrt, das Ergebnis beharrlicher und sorgfältiger Arbeit über fünf Jahre, von denen zwei Jahre für den Bau und der Rest für Tests, Feinabstimmung, Beherrschung der Pilotierung, Reparatur und Modernisierung aufgewendet wurden.

Das Design erfüllt mehrere wichtige Anforderungen an ein Flugzeug im Amateurgebrauch: die Möglichkeit, es in einem kleinen Raum aufzubewahren; Transport zum Flugort – mit dem Auto, Motorrad und sogar manuell; Montage innerhalb von 18–20 Minuten durch eine Person (mit nur zwei Schraubenschlüsseln).

Das Sicherheitsproblem bei einem Triebwerks- und Getriebeausfall im Flug ist recht zuverlässig gelöst. Das Design des Hauptrotors (HB) und des Steuersystems verfügt über Funktionen, die solche Steuerfehler wie Übergewicht des Hauptrotors und Überlastungen „verzeihen“. Natürlich wurde das Design des Hubschraubers erheblich durch die beengten Bedingungen, unter denen er hergestellt wurde, sowie durch Schwierigkeiten mit Materialien und Ausrüstung beeinträchtigt, sodass klar ist, dass die Maschine alles andere als ideal ist. Aber ich bin zufrieden damit.

Zunächst werde ich Beispiele für Berechnungen der wichtigsten Strukturelemente geben.

Daher wird der Durchmesser des Hauptrotors AB-1 aus der Bedingung der Belastung pro Flächeneinheit der überstrichenen Scheibe (Ps) innerhalb von 6-7 kg/m2 ausgewählt. Dieser Wert wurde auf der Grundlage der Ergebnisse der Verarbeitung statistischer Daten von fliegenden leichten Tragschraubern und Hubschraubern mit einer spezifischen Belastung (p) im Bereich von 6-8 kg/PS ermittelt. In meinem Fall, basierend auf der geschätzten Flugmasse (t) des Geräts von 180–200 kg (Leergewicht 100–120 kg) und einem Motor mit einer Leistung (N) von 34 PS, von denen zwei für den Heckrotorantrieb aufgewendet werden sollten, ergeben sich folgende Belastungswerte pro Leistungseinheit, der Fläche der überstrichenen Scheibe HB (Som) und dem Durchmesser von HB (D):

Der HB-Durchmesser von 6,04 m kommt der HB-Größe eines Bensen-Tragschraubers mit 40-PS-Motor sehr nahe. und 190 kg schwer. Angesichts dieser ersten Daten bestand Hoffnung, dass der Hubschrauber fliegen würde. Damit es jedoch als Fahrzeug fliegen kann, muss der HB (T)-Schub deutlich größer sein als die Masse des Geräts (mindestens das 1,4-fache). Dies sorgt für eine ausreichende vertikale Steiggeschwindigkeit und Flughöhe.

Berechnen wir nun die maximale T im Schwebemodus in einer normalen Atmosphäre (760 mm Hg, 18 °C). In diesem Fall wurde die empirische Formel verwendet:

T \u33,25d (2 N Dn) 3/XNUMX,

wobei: n=0,6...0,7 - Koeffizient.

Als Ergebnis stellte sich heraus, dass der Schub 244,8 kg betrug, was sehr nahe an dem liegt, der tatsächlich bei den Tests des AB-1 erreicht wurde. (Basierend auf dem genannten Verhältnis

1,4 darf das Fluggewicht des Gerätes 175 kg nicht überschreiten.)

Die Beschreibung des Designs des Hubschraubers beginnt mit dem sogenannten Rumpf.

Der Kabinenraum hat eine Fachwerkstruktur in Form einer tetraedrischen Pyramide, deren vertikale Kante (der Hauptrahmen) den Kabinenraum gewissermaßen vom Motor trennt. Es besteht aus Duraluminiumrohren (D16T): vertikal und unten – 40 x 1,5 mm und vorne – 30 x 1,5 mm. Oberhalb der Kabine befindet sich ein Kraftverbindungselement – ​​ein Rahmen für das Hauptgetriebe, unten – ein horizontaler Querträger der Motorhalterung. Der zweite elektrische Querträger (auf Höhe der Rückenlehne) besteht aus einem Duralrohr mit rechteckigem Querschnitt von 30 x 25 x 1,5 mm; Es dient zur Befestigung der Baugruppen Zwischengetriebe, Sitzlehne und Hauptfahrwerk.

Hubschrauber AV-1
Das Layout des AV-1-Hubschraubers (zum Vergrößern anklicken): 1 - Luftdruckempfängerrohr, 2 - Taumelscheibensteuergriff, 3 - Entriegelungshebelgriff, 4 - Instrumententafel (Drehzahlmesser, Motorzylinderkopftemperaturanzeige, Geschwindigkeitsanzeige, Variometer), 5 - Hauptgetriebe, 6 - Taumelscheibe, 7 - Hauptrotorbuchse, 8 - L-förmige Taumelscheibensteuerstange, 9 - Zwischenwelle, 10 - Zwischengetriebe, 11 - Heckrotor-Antriebskette, 12 Öltank , 13 - Heckrotor-Antriebsriemen, 14 - Heckauslegerstreben (D16T, Rohr 40x1,5), 15 - Streben (D16T, Rohr 20x1), 16 - Heckrotor, 17 - Heckstütze, 18 - Heckausleger, 19 - Elektronikeinheit, 20 - Motor, 21 - kollektiver Pitch-Steuergriff ("Pitch-Gas"), 22 - stoßdämpfende Hauptfahrwerksstrebe, 23 - kollektiv Pitch-Steuerstange, 24 - Zwischenriemenscheibe, 25 - Trimmer, 26 - Stabilisierungsstange mit Lasten, 27 - Steuereinheit für das Pitch-Pedal des Heckrotors.

Hubschrauber AV-1
Hubschraubergetriebe (zum Vergrößern anklicken): 1 – Hauptrotornabe, 2 – Hauptgetriebe, 3 – Auslösehebel, 4 – Auslösewelle mit Keilnutschale. 5 - Antriebsrad des Zwischengetriebes, 6 - Antriebsradwelle, 7 - Tasse der Reibungsratschenkupplung. 8 - Squeezy-Wellensperre, 9 - Val-Re-Sbre, 10 - Motorstoßdämpfer, 11 - Motor, 12 - Schwungrad, 13 - Ölpumpe, 14 -Tank, 15 - Sechsganggetriebe, 16 Kupplung, 17 - DOLACE DES RECHTS, 18 - BUCHRECHTS MIT DEM RECHTS MIT

Hubschrauber AV-1
Hauptgetriebe (zum Vergrößern anklicken): 1 - Stabilisierungsstange, 2 - M18-Mutter, 3 - Gabel der Buchse des ersten Blattes, 4 - Gabel der HB-Kupplung, 5 - Dichtungen, 6 - Kardanringlager AP 80018Yu, 7 - Ohr, 8 - Außenring AP, 9 - Lager 76-112820B, 10 - Kardanring (30KhGSA), 11 - Innenring AP (30 12KhGSA), 205 - Lager 13, 14 Antriebswelle, 106 - Lager 15, 16 - Manschette, 17 - Spaltring, 30 - Druckbuchse (18KhGSA), 19 - Schraubenölpumpe, 20 - Antriebsstange mit gemeinsamer Steigung, 21 - Steuerstange mit gemeinsamer Steigung, 22 23 - Muttern, 24 - selbstgebautes Drucklager, 25 - Lagergehäuse, 26 - Dichtungsstange, 27 - Dichtungsdeckel, 28 - Abtriebsrad, 109 - Hauptgetriebegehäuse, 29 - Lager 30, 31 - Hauptwelle, 32 - Keilwellenscharnier des Antriebs des Außenrings AP, 30 - Gabel der Buchse des zweiten Messers, 18 - Kupplungsstift HB (33HGSA, Stange Ø 34), 35 - selbstgefertigtes Nadellager, 36 - Schub des Messerantriebs, 37 - Stangengabel, XNUMX - Wippe Arm des kollektiven Pitch-Mechanismus und AP, XNUMX - Schub.

Hubschrauber AV-1
Hauptrotorhülsenbaugruppe: 1 – Sicherungsstift, 2 – Blattscharnier, 3 – Gabel der kollektiven Pitch-Mechanismusstange, 4 – Kipphebel, 5 – AP-Stange, 6 – Stabilisierungsstange, 7 – Stange, 8 – Leine, 9 – AP-Außenring.

Hubschrauber AV-1
Hauptrotorbuchse: 1 - Leine, 2 - Stift, 3 - Blattbuchsengabel, 4 - Blattscharniergabel.

Hubschrauber AV-1
Taumelscheibe: 1 - Hauptgetriebe, 2 - L-förmiger Schub (gleichzeitig mit Pos. 8 hergestellt), 3 - Ohren, 4 - Schlitzscharnier des Außenringantriebs, 5 - Kardanring-Lagergehäuse, 6 - Außenring-Kupplungshülse, 7 - Kardanring, 8 - Innenring, 9 - Außenring, 10 - Gegengewicht des Schlitzscharniers.

Hubschrauber AV-1
Heckrotor-Antriebsmechanismus: 1 – Heckrotor-Kupplungsjoch, 2 – Kreuz, 3 – Stift, 4 – Axialscharnierantrieb, 5 – Stange, 6 Raupe des Propeller-Pitch-Steuermechanismus, 7 – Raupen-Antriebsstift, 8 – Stift (Stahl 45, O4-Stange), 9 – Lager 7000105, 10 – Getriebegehäuse (D16T), 11 7000102 – Lager 12, 30 – Glas (13HGSA). ), XNUMX - Propellerantriebsscheibe.

Hubschrauber AV-1
Heckrotorbuchse: 1 - Kreuz (18X2H4MA), 2 - Stift (30KhGSA), 3 - Buchsen (Bronze), 4 - Druckstift, 5 - Axialscharniermitnehmer (30KhGSA), 6 - Messer, 7 - Messerbecher (30KhGSA), 8 - Gummidichtring, 9 - Sicherungsring.

Hubschrauber AV-1
Hauptrotorblatt: 1,2 – Außenholme (Lärche, Nordkiefer, Esche, Buche mit einer Dichte von 0,8 g/cm3), 3 – Beschichtung (Glasfaser s0,1, zwei Schichten), 4 – mittlerer Stechginster (Keil „bis Nein“), 5 – Holmelement (Keil „bis Nein“) mittel, 6 – Außenholmelemente (Südkiefer, Fichte mit einer Dichte von 0,25–0,42). g / cm3), 7 - Schaum (PS, Dichte 0,15 g / cm3), 8 - Beschichtung (Glasfaser s0,05, zwei Schichten, die zweite Schicht in einem Winkel von 45 ° zur Achse), 9 - Last (Blei), 10 - Beschichtung (Glasfaser s0,1, zwei Schichten, eine Schicht in einem Winkel von 45 ° zur Achse), 11 - Niete, 12 - Trimmer.

Hubschrauber AV-1
Heckrotorblatt (lineare Drehung) (zum Vergrößern anklicken): 1 - Holm (Lärche, Esche, Buche, Nordkiefer mit einer Dichte von 0,8 g/cm3), 2 - Schaft (PS-Schaum), 3 - Stopfen (Kiefer), 4 - Ausgleichsgewicht (Blei, Ø8 mm).

Der „Abteil“ des Motors in Form einer dreiflächigen Pyramide besteht aus Stahlrohren (Stahl 20) mit einem Querschnitt von 30 x 30 x 1,2 mm. Am unteren Rand befinden sich Befestigungspunkte für Motor, Fahrwerksstreben und Heckausleger.

Der Heckausleger ist aus einem 1 mm dicken Duraluminiumblech genietet. Es besteht aus drei Teilen: zwei Kegeln (Durchmesser oben 57 mm) und einem Zylinder dazwischen (Durchmesser 130 mm) mit Außenrippen, die als Verstärkungsträger und als Zone zum Vernieten der Hautelemente dienen. An den Befestigungsstellen der Streben sind Verstärkungsrahmen angenietet.

NY-Motor mit einem Arbeitsvolumen von 750 cm3. Das Kurbelgehäuse und die Kurbelwelle stammen vom Motorrad K-750; Kolben, Zylinder und Köpfe - ab MT-10. Das Kurbelgehäuse wurde leichter und für den Betrieb mit vertikaler Wellenanordnung angepasst (das Ölsystem wurde geändert). Es ist möglich, andere Motoren zu verwenden, deren Gesamtgewicht nicht mehr als 40 kg und deren Leistung nicht weniger als 35 PS beträgt.

Besonders hervorzuheben ist das Stabilisierungssystem des Geräts. Der AB-1 verwendet ein BELL-System, jedoch mit einem höheren Stabilisierungskoeffizienten (0,85), wodurch die Sorge des Piloten um das Ausbalancieren des Hubschraubers im Schwebemodus fast vollständig beseitigt wird. Darüber hinaus begrenzt es die Winkelgeschwindigkeit in Kurven und schützt so den Hubschrauber vor Überlastungen. Gleichzeitig wird durch die (experimentell ausgewählte) Form der Lasten in Form flacher Scheiben die Kontrollierbarkeit gewährleistet. Die Länge der Stäbe wird unter der Bedingung gewählt, dass die Lasten in Form flacher Scheiben gut in der Strömung „sitzen“ sollen. Daher wurde die Umfangsgeschwindigkeit der Lasten mit 70 m/s gewählt, was bei 600 U/min einer Länge (Radius) der Stange von nahezu 1 m entspricht. Die Masse der Last wurde unter der Bedingung gewählt, dass bei einer Abweichung der Rotationsebene der Stabilisierungsstangen von der HB-Ebene um 1,5°–2° ein Moment entstehen sollte, das, wenn es über den Hebelmechanismus auf das Axialgelenk der HB-Schaufel übertragen wird, gleich (oder größer) dem Reibungsmoment im Lager ah der ist Axialscharnier unter der axialen Arbeitslast.

Das Hauptgetriebe dient zur Übertragung des Drehmoments auf die Hauptrotorwelle. Im Inneren verläuft die Stange des HB-Gemeinschafts-Pitch-Kontrollmechanismus. Es endet mit einer Gabel, die mit ihren seitlichen Vorsprüngen in die Gabeln der Messerbuchsen eingreift und so den Mechanismus des Stabilisierungssystems dreht. Wenn die Stange mithilfe der Hebel des Pitch-Mechanismus vertikal (vom Griff aus) bewegt wird, ändert sich der Einbauwinkel des Propellerblatts (und dementsprechend seine Steigung). Auf der oberen Abdeckung des Getriebegehäuses ist eine Taumelscheibe (AS) installiert, die dazu dient, die Position der Rotationsebene (eigentlich eines Kegels) des HB relativ zur vertikalen Achse des Geräts (der Achse der Hauptwelle des Getriebes) aufgrund der Änderung des Anstellwinkels der Schaufeln mit entgegengesetztem Vorzeichen zu ändern: Der Anstellwinkel der Schaufel nimmt beim Absenken ab, beim Aufsteigen nimmt er zu. In diesem Fall kommt es zu einer Änderung der Größe und Richtung der horizontalen Komponente des HB-Schubvektors.

Das Getriebegehäuse ist entlang einer Ebene senkrecht zur Wellenachse geteilt und aus 30 mm dickem 1,3KhGSA-Stahlblech geschweißt. Die Lagersitze werden ebenfalls aus 30KhGSA-Stahl gefertigt und in die Abdeckungen eingeschweißt. Anschließend wird eine Wärmebehandlung („Härten“, Hochanlassen) durchgeführt, um Spannungen abzubauen und die Festigkeit zu erhöhen. Anschließend wurden die Flansche gefräst, die Deckel montiert und die Lagersitze und Löcher auf einer Koordinatenmaschine ausgebohrt. Die untere Abdeckung besteht aus einer D16T-Legierung.

Die Hauptwelle besteht aus Stahl 40HNMA, wärmebehandelt auf Gvr -110 kg/mm2. Der Schaftdurchmesser beträgt -45 mm, der Durchmesser des Innenlochs beträgt 39 mm, die Wandstärke im Bereich der Verzahnungen der HB-Hülse beträgt 5 mm. Wellenoberflächen sind poliert, Verzahnungen und Lagersitze sind verkupfert.

Das angetriebene Zahnrad und das Antriebswellen-Zahnrad bestehen aus Stahl 14KhGSN2MA-Sh und haben 47 bzw. 12 Zähne mit einem Modul von 3 und einem Eingriffswinkel von 28°. Die Zähne werden bis zu einer Tiefe von 0,8–1,2 mm einzementiert und auf eine Härte von HRC = 59–61 wärmebehandelt.

Der Außenring der Taumelscheibe ist abnehmbar (wie ein Kragen) und besteht aus einer D16T-Legierung (aus einem 35 mm dicken Blech gefräst). Der Innenring und der Kardan bestehen aus Stahl 30KhGSA. Kardanringlager - 8001 8Yu. Taumelscheibenlager - 76-112820B.

Das Heckrotormodul (PB) ist auf einem Glas montiert und teleskopisch mit der Spitze des Heckauslegers verbunden. Er kann sich bewegen

Das vordere Fahrwerk ist frei ausgerichtet, ohne Stoßdämpfung, es hat ein Rad 250x50 mm (von Rollskiern). Das Hauptfahrwerk besteht aus Stahlrohren und ist mit pneumatischen Stoßdämpfern ausgestattet. Räder der Hauptstützen - 300x100 mm mit geschnittener Lauffläche (aus der Karte). Dieser „Haarschnitt“ wird durchgeführt, um das Gewicht zu reduzieren, die Stromlinienform zu verbessern und das „Rutschen“ der Bewegung auf dem Gras während des Trainings oder bei erfolglosen Landungen zu erleichtern. Die unteren Streben des Fahrgestells bestehen aus Stahlrohren 20x1 mm.

Der Hubschrauber ist mit einem Viertakt-Zweizylinder-Boxermotor mit einem Arbeitsvolumen von 750 cm3 ausgestattet. Das Kurbelgehäuse und die Kurbelwelle stammen vom Motorrad K-750; Kolben, Zylinder und Köpfe - ab MT-10. Das Kurbelgehäuse wurde leichter und für den Betrieb mit vertikaler Wellenanordnung angepasst (das Ölsystem wurde geändert). Es ist möglich, andere Motoren zu verwenden, deren Gesamtgewicht nicht mehr als 40 kg und deren Leistung nicht weniger als 35 PS beträgt.

Besonders hervorzuheben ist das Stabilisierungssystem des Geräts. Der AB-1 verwendet ein BELL-System, jedoch mit einem höheren Stabilisierungskoeffizienten (0,85), wodurch die Sorge des Piloten um das Ausbalancieren des Hubschraubers im Schwebemodus fast vollständig beseitigt wird. Darüber hinaus begrenzt es die Winkelgeschwindigkeit in Kurven und schützt so den Hubschrauber vor Überlastungen. Gleichzeitig wird durch die (experimentell ausgewählte) Form der Lasten in Form flacher Scheiben die Kontrollierbarkeit gewährleistet. Die Länge der Stäbe wird unter der Bedingung gewählt, dass die Lasten in Form flacher Scheiben gut in der Strömung „sitzen“ sollen. Daher wurde die Umfangsgeschwindigkeit der Lasten mit 70 m/s gewählt, was bei 600 U/min einer Länge (Radius) der Stange von nahezu 1 m entspricht. Die Masse der Last wurde unter der Bedingung gewählt, dass bei einer Abweichung der Rotationsebene der Stabilisierungsstangen von der HB-Ebene um 1,5°–2° ein Moment entstehen sollte, das, wenn es über den Hebelmechanismus auf das Axialgelenk der HB-Schaufel übertragen wird, gleich (oder größer) dem Reibungsmoment im Lager ah der ist Axialscharnier unter der axialen Arbeitslast.

Das Hauptgetriebe dient zur Übertragung des Drehmoments auf die Hauptrotorwelle. Im Inneren verläuft die Stange des HB-Gemeinschafts-Pitch-Kontrollmechanismus. Es endet mit einer Gabel, die mit ihren seitlichen Vorsprüngen in die Gabeln der Messerbuchsen eingreift und so den Mechanismus des Stabilisierungssystems dreht. Wenn die Stange mithilfe der Hebel des Pitch-Mechanismus vertikal (vom Griff aus) bewegt wird, ändert sich der Einbauwinkel des Propellerblatts (und dementsprechend seine Steigung). Auf der oberen Abdeckung des Getriebegehäuses ist eine Taumelscheibe (AS) installiert, die dazu dient, die Position der Rotationsebene (eigentlich eines Kegels) des HB relativ zur vertikalen Achse des Geräts (der Achse der Hauptwelle des Getriebes) aufgrund der Änderung des Anstellwinkels der Schaufeln mit entgegengesetztem Vorzeichen zu ändern: Der Anstellwinkel der Schaufel nimmt beim Absenken ab, beim Aufsteigen nimmt er zu. In diesem Fall kommt es zu einer Änderung der Größe und Richtung der horizontalen Komponente des HB-Schubvektors.

Das Getriebegehäuse ist entlang einer Ebene senkrecht zur Wellenachse geteilt und aus 30 mm dickem 1,3KhGSA-Stahlblech geschweißt. Die Lagersitze werden ebenfalls aus 30KhGSA-Stahl gefertigt und in die Abdeckungen eingeschweißt. Anschließend wird eine Wärmebehandlung („Härten“, Hochanlassen) durchgeführt, um Spannungen abzubauen und die Festigkeit zu erhöhen. Anschließend wurden die Flansche gefräst, die Deckel montiert und die Lagersitze und Löcher auf einer Koordinatenmaschine ausgebohrt. Die untere Abdeckung besteht aus einer D16T-Legierung.

Die Hauptwelle besteht aus Stahl 40HNMA, wärmebehandelt auf Gvr -110 kg/mm2. Der Schaftdurchmesser beträgt -45 mm, der Durchmesser des Innenlochs beträgt 39 mm, die Wandstärke im Bereich der Verzahnungen der HB-Hülse beträgt 5 mm. Wellenoberflächen sind poliert, Verzahnungen und Lagersitze sind verkupfert.

Das angetriebene Zahnrad und das Antriebswellen-Zahnrad bestehen aus Stahl 14KhGSN2MA-Sh und haben 47 bzw. 12 Zähne mit einem Modul von 3 und einem Eingriffswinkel von 28°. Die Zähne werden bis zu einer Tiefe von 0,8–1,2 mm einzementiert und auf eine Härte von HRC = 59–61 wärmebehandelt.

Der Außenring der Taumelscheibe ist abnehmbar (wie ein Kragen) und besteht aus einer D16T-Legierung (aus einem 35 mm dicken Blech gefräst). Der Innenring und der Kardan bestehen aus Stahl 30KhGSA. Kardanringlager - 8001 8Yu. Taumelscheibenlager - 76-112820B.

Das Heckrotormodul (PB) ist auf einem Glas montiert und teleskopisch mit der Spitze des Heckauslegers verbunden. Es kann herausgezogen werden, um den Antriebsriemen zu spannen. In diesem Fall ist jedoch ein Umbau der Länge der Heckrotor-Steuerkabel erforderlich. Der Antrieb erfolgt über ein Zwischengetriebe über eine Kette und zwei Riementriebe.

Die Schwanzschraube ist gelenkig (hat horizontale kombinierte und axiale Scharniere) und dreht sich von vorne nach hinten. Sein Durchmesser beträgt 1,2 m, die Anzahl der Umdrehungen pro Minute beträgt 2500.

Die RV-Buchse besteht aus einem Quersteg und zwei mit Lamellen vernieteten Bechern. Als Axiallager dienen zwei Bronzebuchsen, das M24x1,5-Gewinde nimmt die Fliehkraft auf. Die Abdichtung erfolgt durch einen Gummiring, der mit einer Unterlegscheibe und einem Federring fixiert wird. Die Laschen der Axialscharniere sind gegenüber der Achse des Horizontalscharniers (HH) um 30° versetzt. Schmierung - MS-20-Öl, vor dem Zusammenbau in ein Glas gegossen.

Das horizontale Scharnier ist auf Bronzebuchsen und einem zementierten Stift montiert, der an der GSh-Gabel gegen Drehung gesichert ist.

Beim Zusammenbau der Klingen mit einem Glas wurde besonderes Augenmerk auf die Ausrichtung ihrer Achsen gelegt.

Nun ein wenig über die Wahl der Hauptparameter der Propellerblätter.

Die durchschnittliche aerodynamische Profiltiefe (MAC) des Rotorblatts wird aus der Bedingung berechnet, dass der Füllfaktor der gepfeilten Scheibe (K) im Bereich von 0,025–0,035 liegt (der kleinere Wert gilt für hohe Umfangsgeschwindigkeiten, 200–220 m/s; und der größere Wert gilt für kleinere, 170–190 m/s), gemäß der Formel:

bmin = (SHB K)/DHB ;

wobei bmin der minimale MAR ist.

Wichtigste technische Merkmale:

  • Gewicht, kg leer ................ 115
  • Flug................200-220
  • Höhe, m.................2
  • Länge, m .............. 5
  • HB-Durchmesser, m ................. 6
  • Sinkgeschwindigkeit bei Autorotation, m/s............3
  • Steiggeschwindigkeit, m / s .......... 3,5
  • Geschwindigkeit, km/h maximal ................ 100
  • Kreuzfahrt ................ 80

Beim AV-1-Hubschrauber beträgt der Wert des Koeffizienten K = 0,028 für den Hauptrotor, da die Umfangsgeschwindigkeiten im Bereich von 190–210 m/s gewählt werden. In diesem Fall wird der SAR-Wert mit 140 mm angenommen.

In einem Flugzeug ist es wünschenswert, dass alles sehr leicht ist. In Bezug auf HB können wir jedoch über die minimal zulässige Masse sprechen, da die Masse des Rotorblatts die Zentrifugalkraft bestimmt, die erforderlich ist, um einen Rotationskegel des Hauptrotors zu erzeugen. Es ist wünschenswert, dass dieser Kegel innerhalb von 1°-3° liegt.

Es ist kaum möglich und sogar unerwünscht, Rotorblätter mit einer Masse von 2-3 kg herzustellen, da die Reserve an kinetischer Energie bei einer Notlandung bei Autorotation mit Detonation sowie beim Umschalten in den Autorotationsmodus aus einem Motorflug gering ist. Eine Masse von 7-8 kg reicht für den Notfall aus, aber bei Höchstgeschwindigkeiten erzeugt der HB eine erhebliche Zentrifugalkraft.

Beim AV-1 wird eine Klinge mit einem Gewicht im Bereich von 4,6 bis 5,2 kg verwendet, die eine maximale Belastung durch Zentrifugalkräfte von bis zu 3600 kgf bietet. Die Festigkeit der HB-Hülse ist auf diese Belastung ausgelegt (mit 7-facher Sicherheitsmarge); seine Masse beträgt 4,5 kg.

Die vorgeschlagene Klingenform und Drehung sind das Ergebnis von Experimenten mit Klingen verschiedener Formen, Drehungen und Profile.

HB-Blätter müssen zwei widersprüchliche Anforderungen erfüllen: eine gute Autorotation (d. h. im Falle eines Triebwerksausfalls eine geringe Sinkgeschwindigkeit bei der Autorotation gewährleisten) und bei einem Motorflug die Triebwerksleistung mit maximaler Effizienz nutzen (für Steiggeschwindigkeit, Höchstgeschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit).

Erwägen Sie Optionen für Blätter für einen Hubschrauber und für einen Tragschrauber.

Ein guter Tragschrauber hat eine Wendung. fest, d. h. der Installationswinkel der Klinge am Ende ist negativ (-5°...-8°) und der Endabschnitt ist positiv (+2°). Das Profil ist plankonvex oder S-förmig. Derzeit ist das NACA 8-H-12-Profil (S-förmig, 12 Prozent) weit verbreitet. Die Form der Klinge ist im Grundriss rechteckig.

Ein guter Helikopter hat einen geraden Twist, das heißt, das Heck hat einen positiven Einbauwinkel (+8°...+12°) im Verhältnis zum Endabschnitt. Profil NACA 23012, dessen relative Dicke am Ende 12 % und am Stoß 15 % beträgt. Die Form der Klinge ist im Grundriss trapezförmig mit einer Verjüngung von 2,4–2,7.

Die Form des Blattes im Grundriss wurde mit der Finite-Elemente-Methode für den Flug mit einer Geschwindigkeit von 110 km/h und einem Überlastspielraum für das „Rückwärtsfahren“ des Blattes von 1,4 berechnet.

Bei einer HB-Drehzahl von 580 U/min, einem HB-Durchmesser von 6 m und einem Fluggewicht von 200 kg war das Blatt am Ende 80 mm und am Ende 270 mm breit (Verjüngung 3,4). Die zusätzliche Breite der Schaufel am Ende führt zu einem zusätzlichen Verbrauch an Motorleistung, um den turbulenten Widerstand des Profils zu überwinden. Daher ist es vorteilhaft, die benetzte Oberfläche der Abschnitte, die bei hohen Geschwindigkeiten betrieben werden, zu minimieren.

Um andererseits bei Belastung des NV oder beim Umschalten auf Autorotation (die wahrscheinlichsten Steuerfehler eines Amateurpiloten) an den Endabschnitten des Blattes eine Auftriebsreserve zu haben, ist es notwendig, etwas breitere Blätter als die berechneten zu haben.

Ich habe die Verjüngung des Blattes 2 übernommen, die Grundsehne beträgt 220 mm und die Endsehne beträgt 110 mm. Um einen Hubschrauber mit einem Tragschrauber in einem Gerät zu vereinen, war es notwendig, Rotorblätter ohne Verdrehung zu verwenden.

Bei Profilen schwieriger. Der Endteil der Klinge (Rrel = 1 – 0,73) hat ein NACA 23012-Profil mit einer relativen Dicke von 12 %. Im Abschnitt Rrel = 0,73-0,5 - ein Übergangsprofil von NACA 23012 zu NACA 8-H-12, nur ohne S-förmiges Heck.

Im Abschnitt Rrel = 0,5–0,1 ist das K|ACA 8-N-12-Profil mit variabler relativer Dicke: 12 % für Rrel = 0,5 und 15 % für Rrel = 0,3–0,1. Ein solches Blatt zieht in allen Flugmodi gut. Bei der Autorotation betrug die Sinkgeschwindigkeit des Hubschraubers 2,5 m/s. Während des Tests wurde eine Autorotationslandung ohne Untergrabung durchgeführt, die Bremsung erfolgte durch Nicken und die Vertikalgeschwindigkeit wurde auf Null reduziert, und der Lauf betrug nur etwa 3 m.

Bei einem Ultraleichthubschrauber wird bei einem Triebwerksausfall das RV-Getriebe abgeschaltet, da sein Antrieb Energie benötigt, die vom autorotierenden HC erzeugt wird, was die Autorotation verschlechtern und die Sinkgeschwindigkeit erhöhen würde. Daher ist für RV kein symmetrisches Blattprofil erforderlich. Am besten wählen Sie einen plankonvexen Typ R3. Um die Effizienz zu erhöhen, ist es wünschenswert, eine Drehung (8°) zu verwenden. Um die Effizienz des Propellers zu erhöhen, ist es außerdem wünschenswert, im Grundriss eine trapezförmige Blattform mit einer Verengung von 2 und einem Füllfaktor der gepfeilten Scheibe im Bereich von 0,08 bis 0,06 zu haben. Gute Ergebnisse liefert auch das Profil NACA 64A610-a-0,4 mit einer relativen Dicke von 12 %.

Klingen können mit verschiedenen Technologien hergestellt werden. Zum Beispiel aus einem massiven Kiefernbrett. Als Zuschnitte werden zwei Bretter aus gerade gemaserter, astloser Kiefer mittlerer Dichte ausgewählt, so geschnitten, dass die dichten Lagen zur zukünftigen Vorderkante zeigen und in einem Winkel von 45° verlaufen. Die Platte wird nach einer Schablone profiliert, reduziert um die Dicke der Glasfaserverleimung und -lackierung (0,8-1,0 mm). Nach der Fertigstellung wird der hintere Teil des Teils aufgehellt. Hierzu werden der Holmteil und die Hinterkante angezeichnet. Der Holmteil am Ende beträgt 45 % der Sehne und am Ende 20 %.

Als nächstes werden Löcher mit einem Durchmesser gebohrt, der dem Abstand von der Hinterkante zum Holm in Schritten von 40-50 mm entspricht. Anschließend werden die Löcher mit PS- oder PVC-Hartschaum gefüllt, bündig geschliffen und mit Glasfaser verklebt. Der Stoßteil wird meist in mehreren Schichten überklebt, mit fließendem Übergang zur Hauptleinwand.

Eine andere Möglichkeit, Klingen herzustellen, besteht darin, mehrere Stechginster herzustellen. Das Werkstück wird aus drei oder vier Stechginster geklebt, die aus massiven Bändern bestehen oder aus zwei Streifen unterschiedlicher Dichte geklebt werden können. Es ist wünschenswert, den Holmteil des Ginsters aus Birke oder Lärche herzustellen. Zunächst wird aus zwei Latten ein Ginsterholzblock mit einer Dicke, die dreimal so dick ist wie der fertige, zusammengeklebt. Danach wird es in zwei Teile geschnitten und auf die gewünschte Dicke verarbeitet. Gleichzeitig wird der Holmteil verschiedener Ginsterblätter zum Binden unterschiedlich breit (um 10-15 mm) gefertigt. Sie können den Holm aus 3-4 Stechginster und den Schwanzteil aus einem oder zwei separat kleben. Nach dem Profilieren ist es notwendig, in einer Länge von 0,35 R vom Blattende aus ein Antiflattergewicht in die Vorderkante einzukleben, da die Endabschnitte der Blätter hauptsächlich dem Flattern unterliegen.

Das Gewicht besteht aus Blei oder Weichstahl. Nach dem Verkleben wird es entsprechend dem Profil bearbeitet und zusätzlich mit einem Streifen aus Glasfaser auf Epoxidharz an den Holmen des Holms befestigt. Danach können Sie die gesamte Klinge mit Glasfaser überkleben.

Bei der Herstellung der Klinge ist es notwendig, das Gewicht der Teile ständig zu kontrollieren, damit nach der Montage und Bearbeitung die Masse der Klinge möglichst wenig von der berechneten abweicht.

Autor: V.Artemchuk

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Maschine zum Ausdünnen von Blumen im Garten 02.05.2024

In der modernen Landwirtschaft entwickelt sich der technologische Fortschritt mit dem Ziel, die Effizienz der Pflanzenpflegeprozesse zu steigern. In Italien wurde die innovative Blumenausdünnungsmaschine Florix vorgestellt, die die Erntephase optimieren soll. Dieses Gerät ist mit beweglichen Armen ausgestattet, wodurch es leicht an die Bedürfnisse des Gartens angepasst werden kann. Der Bediener kann die Geschwindigkeit der dünnen Drähte anpassen, indem er sie von der Traktorkabine aus mit einem Joystick steuert. Dieser Ansatz erhöht die Effizienz des Blütenausdünnungsprozesses erheblich und bietet die Möglichkeit einer individuellen Anpassung an die spezifischen Bedingungen des Gartens sowie die Vielfalt und Art der darin angebauten Früchte. Nachdem wir die Florix-Maschine zwei Jahre lang an verschiedenen Obstsorten getestet hatten, waren die Ergebnisse sehr ermutigend. Landwirte wie Filiberto Montanari, der seit mehreren Jahren eine Florix-Maschine verwendet, haben von einer erheblichen Reduzierung des Zeit- und Arbeitsaufwands für das Ausdünnen von Blumen berichtet. ... >>

Fortschrittliches Infrarot-Mikroskop 02.05.2024

Mikroskope spielen eine wichtige Rolle in der wissenschaftlichen Forschung und ermöglichen es Wissenschaftlern, in für das Auge unsichtbare Strukturen und Prozesse einzutauchen. Allerdings haben verschiedene Mikroskopiemethoden ihre Grenzen, darunter auch die begrenzte Auflösung bei der Nutzung des Infrarotbereichs. Doch die neuesten Errungenschaften japanischer Forscher der Universität Tokio eröffnen neue Perspektiven für die Erforschung der Mikrowelt. Wissenschaftler der Universität Tokio haben ein neues Mikroskop vorgestellt, das die Möglichkeiten der Infrarotmikroskopie revolutionieren wird. Dieses fortschrittliche Instrument ermöglicht es Ihnen, die inneren Strukturen lebender Bakterien mit erstaunlicher Klarheit im Nanometerbereich zu sehen. Typischerweise sind Mikroskope im mittleren Infrarotbereich durch eine geringe Auflösung eingeschränkt, aber die neueste Entwicklung japanischer Forscher überwindet diese Einschränkungen. Laut Wissenschaftlern ermöglicht das entwickelte Mikroskop die Erstellung von Bildern mit einer Auflösung von bis zu 120 Nanometern, was 30-mal höher ist als die Auflösung herkömmlicher Mikroskope. ... >>

Luftfalle für Insekten 01.05.2024

Die Landwirtschaft ist einer der Schlüsselsektoren der Wirtschaft und die Schädlingsbekämpfung ist ein integraler Bestandteil dieses Prozesses. Ein Team von Wissenschaftlern des Indian Council of Agricultural Research-Central Potato Research Institute (ICAR-CPRI), Shimla, hat eine innovative Lösung für dieses Problem gefunden – eine windbetriebene Insektenluftfalle. Dieses Gerät behebt die Mängel herkömmlicher Schädlingsbekämpfungsmethoden, indem es Echtzeitdaten zur Insektenpopulation liefert. Die Falle wird vollständig mit Windenergie betrieben und ist somit eine umweltfreundliche Lösung, die keinen Strom benötigt. Sein einzigartiges Design ermöglicht die Überwachung sowohl schädlicher als auch nützlicher Insekten und bietet so einen vollständigen Überblick über die Population in jedem landwirtschaftlichen Gebiet. „Durch die rechtzeitige Beurteilung der Zielschädlinge können wir die notwendigen Maßnahmen zur Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten ergreifen“, sagt Kapil ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Neue LED-Treiber von RECOM 29.12.2008

Die zuverlässige Ansteuerung von LEDs erfordert konstanten Strom. Beleuchtungshersteller haben als Experten für Lichtquellen oft wenig Erfahrung mit elektronischen Komponenten.

Um diese Lücke zu schließen, bietet RECOM mit der Serie RCD 24-xx eine Komplettlösung an. Diese Treiber bieten einen dimmbaren analogen Ausgangsstrom von bis zu 300, 350, 500, 600 bzw. 700 mA. Die lineare Helligkeitsregelung von 0 bis 100 % erfolgt über PWM, das im Frequenzbereich von 20 bis 200 Hz arbeitet.

Die Wandler haben einen Eingangssignalbereich von 4,5...36 V. Für batteriebetriebene Anwendungen gibt es auch einen Standby-Modus. Der Nennfehler des Ausgangsstroms beträgt +2 % und ändert sich je nach Eingangsspannungspegel um bis zu +1 %. Die Gehäuseabmessungen betragen nur 22,1 x 12,6 x 8,5 mm und das Gehäuse besteht aus UL94-V0-Material.

Die Treiber sind mit sechs Pins oder vier 100-mm-Ausgangsleitungen erhältlich. Der Betriebstemperaturbereich ohne Derating beträgt -40 bis 71 °C (bei 700 mA) bzw. bis zu 85 °C (bei 350 mA).

Weitere interessante Neuigkeiten:

▪ Tragbare Elektronik statt PC

▪ Roboterland

▪ Bildung senkt das Herzinfarktrisiko um ein Drittel

▪ Anbau von Meeresfrüchten in Bioreaktoren

▪ Panzerroboter statt Feuerwehrleute

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Interessante Materialien der Freien Technischen Bibliothek:

▪ Abschnitt der Website. Hinweis für den Schüler. Artikelauswahl

▪ Artikel Der Ofentopf liegt dir am Herzen, du kochst darin dein eigenes Essen. Populärer Ausdruck

▪ Artikel Was hat Alexandre Gustave Eiffel geschaffen? Ausführliche Antwort

▪ Artikel Arbeiten in einer erweiterten Tagesgruppe. Standardanweisung zum Arbeitsschutz

▪ Artikel Generator für Messbrücke. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

▪ Artikel Vorverstärker mit elektronischer Steuerung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Gast
Ich beende auch das Flugzeug mit der Landung auf dem Wasser.


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