ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ЛОПАСТЕЙ И СПОСОБОВ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
СШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР
МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ имени СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ
В.И. РЕЗНИЧЕНКО
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛОПАСТЕЙ ВЕРТОЛЕТОВ ИЗ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
(Учебное пособие по дипломному проектированию)
Под редакцией проф. А.Л. АБИБОВА
Утверждено
На заседании редсовета
Как учебное пособие
Апреля 1976 г.
МОСКВА - 1977
ПРЕДИСЛОВИЕ
В пособии обобщены и систематизированы материалы по изготовлению лопастей вертолетов из конструкционных пластмасс, содержащиеся в отечественной и иностранной литературе.
В пособии рассмотрены и приведены данные по выбору связующих и наполнителей, методы изготовления и контроля лопастей из композиционных материалов. Композиционные материалы за сравнительно короткий период нашли широкое применение в конструкциях летательных аппаратов (несущих и стабилизирующих поверхностях самолетов и вертолетов, лопастях несущих и рулевых винтов вертолетов, лопаток двигателей и др.).
В работе изложены особенности технологии изготовления лопастей несущих и рулевых винтов вертолетов, рассмотрены вопросы взаимозаменяемости лопастей, оборудование и оснастка, применяемые при изготовлении лопастей. Пособие предназначено для выполнения технологической части дипломного проекта по специальности самолето- и вертолетостроение и может быть использовано при изучении курса «Технология самолето- и вертолетостроения».
|
|
|
В пособии физические величины (сила, напряжение, давление) выражены соответственно в кгс, кгс/см. Для перевода указанных величин в Международную систему единиц (СИ) следует пользоваться (с достаточной для практических целей точностью) следующими соотношениями:
1 кгс = 10 Н;
1 кгс/см2 = 1 атм;
1 атм = 105 Н/м2;
1 кгс/мм2 = 10 Н/м2.
ВВЕДЕНИЕ
Состояние мирового уровня вертолетостроения за последние 25 лет характеризуется переходом от строительства опытных образцов вертолетов к их серийному производству. Значительно выросли тактико-технические данные вертолетов. Летные характеристики и надежность вертолета в значительной степени определяются совершенством конструкции и качеством изготовления лопастей несущего винта, поэтому создание лопастей с высоким ресурсом и надежностью является одной из важнейших задач вертолетостроения. Это объясняется тем, что несущий винт (н.в.) вертолета выполняет несколько функций: создает подъемную силу, является движителем вертолета и служит органом управления. Лопасть н.в. представляет собой несущую поверхность большого удлинения, основным силовым элементом которой является лонжерон, воспринимающий все постоянно действующие и знакопеременные нагрузки, вызывающие появление усталостных напряжений в материале составных элементов конструкции и их соединениях. Многочисленные исследования в области создания лопастей доказали, что на современном уровне развития техники наиболее надежными являются лопасти клееной конструкции. Это объясняется тем, что применение клеевых соединений вместо винтовых, заклепочных, сварных и паяных позволяет избежать чрезмерной концентрации напряжений в элементах лопасти, улучшить ее усталостные характеристики и тем самым повысить ресурс.
|
|
|
Большинство лопастей выполняется по однолонжеронной схеме с дюралюминиевым прессованным или стальным трубчатым лонжероном, которому обычно придается форма носовой части лопасти. Задняя часть аэродинамического профиля таких лопастей образуется приклеенными к лонжерону хвостовыми отсеками клееной конструкции, состоящими из обшивок с нервюрами и сотовым заполнителем. С появлением конструкционных пластиков, обладающих по сравнению с металлом большей удельной прочностью (табл.1), стойкостью к коррозии, вибростойкостью, низкой чувствительностью к надрезам, а также возможностью варьирования прочностных свойств в различных направлениях, стало возможным применять эти материалы в конструкциях лопастей несущих и хвостовых винтов вертолетов.
|
|
|
Первые работы по использованию пластмасс для изготовления судовых и воздушных винтов относятся к 1987-1938 гг. В 1987 г. под руководством проф. Б.А. Архангельского [3] были изготовлены гребные винты диаметром 420 и 630 мм из обычного текстолита и текстолита, армированного листовой сталью. Однако испытания показали, что выбранные материалы не обладали необходимыми свойствами и не обеспечивали надежности винтов. С появлением конструкционных материалов - стеклопластиков в СССР были изготовлены судовые гребные винты из эпоксидных стеклопластиков методами горячего прессования, контактного и вакуумного формования. В настоящее время стеклопластики успешно применяются для изготовления винтов самолетов и лопастей вертолетов.
ГЛАВА I.
ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ЛОПАСТЕЙ И СПОСОБОВ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Анализ конструкций лопастей
В начальный период развития вертолетов при конструировании и изготовлении лопастей несущих и хвостовых винтов широко использовали большой опыт конструирования крыльев и пропеллеров самолетов, поэтому первые конструкции лопастей по формам представляли как бы соединение конструкций пропеллера и крыла. Даже и сейчас черты той и другой конструкции можно обнаружить при рассмотрении лопастей современных вертолетов. Анализ существующих конструкций лопастей позволил разделить их на четыре группы (в основу деления положено изготовление основного силового элемента лонжерона):
|
|
|
- Лопасти деревянной конструкции.
- Лопасти металлической конструкции.
- Лопасти смешанной конструкции.
- Лопасти из композиционных материалов, выполненные укладкой из тканей или методом намотки из нитей стекло-, боро-, углеволокон или их комбинацией.
Дата добавления: 2018-05-01; просмотров: 1106; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!