КА-50 вопрос к знатокам

Продольно-поперечное управление
Отклонение ручки управления вызывает вертикальное перемещение тяг 12 (фиг. 116) управления, идущих от катушек Д управления к внутреннему кольцу нижнего автомата перекоса Г. При этом отклонение ручки в продольном отношении вызывает перемещение только тяги продольного управления (расположена спереди по полету), отклонение ручки в поперечном отношении соответственно вызывает перемещение только тяги поперечного управления (расположена справа по полету).
В первом случае нижний автомат перекоса, закрепленный на карданной подвеске, наклоняется в продольном отношении, а во втором случае — в поперечном.
При отклонении ручки по диагонали перемещение получают обе тяги, и автомат перекоса наклоняется в направлении отклонения ручки.
В виду того что нижний автомат перекоса Г связан соединительными тягами 9 с верхним автоматом перекоса Б, последний также наклоняется в ту же сторону и на тот же угол. Оба автомата перекоса в работе остаются строго параллельными друг другу.
Наружное кольцо нижнего автомата перекоса тремя тягами 5 связано с тремя качалками 7, установленными на нижней ползуш-ке, а от концевых шарниров качалок отходят три тяги 6 к поводкам 8 лопастей нижнего несущего винта.
Аналогичную связь с поводками лопастей верхнего несущего винта имеет внутреннее кольцо верхнего автомата перекоса Б через качалки верхней ползушки А.
При наклоне автомата перекоса в каком-либо направлении каждая тяга, соединяющая вращающееся кольцо автомата с соответствующей качалкой, совершает за один оборот вала винта цикл движения, опускаясь вниз, при прохождении в азимуте направления наклона автомата перекоса и поднимается вверх, проходя над приподнявшейся половиной автомата.
Эти вертикальные перемещения тяги вызывают соответствующие отклонения качалок, поворачивающихся при этом относительно шарнира, крепящего качалку к ползушке.
Следовательно, за каждый оборот концевой шарнир качалки, а вместе с ним и поводок 8 лопасти, с которым он связан тягой, совершают цикл движения по вертикали, опускаясь ниже среднего положения при прохождении над наклонившейся вниз половиной автомата и, поднимаясь выше среднего положения, при прохождении над приподнявшейся половиной автомата перекоса.
Такое движение поводка лопасти вызывает поворот наконечника лопасти в подшипниках осевого шарнира, следовательно, и циклическое изменение угла установки самой лопасти.
При этом, когда поводок идет вниз, угол установки лопасти уменьшается, вверх — увеличивается.
В соответствии с изменением угла установки лопасть, получая относительно болышую подъемную силу в азимутах увеличенных углов и относительно меньшую — в азимутах уменьшенных углов, совершает маховое движение относительно горизонтального шарнира, благодаря чему наклоняется ось конуса, описываемого лопастями несущего винта, а вместе с ней и аэродинамическая сила (тяга) винта.

Управление общим шагом
Управление общим шагом осуществляется поворотом барабана 3 общего шага механизма ОДШ, связанного тросами с рычагом общего шага. При этом обе тяги управления 10 и 11 получают совместное перемещение, передвигая вдоль вала ползушки А и В.
Движение ползушек вызывает поворот установленных на них качалок относительно среднего шарнира (к которому подходит тяга от автомата). При этом тяги, связывающие качалки с поводками 8 управления лопастей, отклоняют поводки на одинаковую величину вверх, т.е. увеличивают угол установки лопастей при движении ползушек вниз и, наоборот, отклоняют вниз, т.е. уменьшают угол установки лопастей при перемещении ползушек вверх.
Увеличение углов установки лопастей (затяжеление винта) вызывает увеличение подъемной силы, создаваемой несущим винтом при одновременном увеличении его реактивного момента; уменьшение углов установки (облегчение винта) уменьшает его подъемную силу. Реактивный момент винта при этом также уменьшается.
Ввиду того что несущие винты вертолета вращаются в разных направлениях, а изменение угла установки обоих винтов при управлении общим шагом, следовательно, и изменение реактивных моментов происходит на одинаковую для обоих винтов величину, сохраняется и равновесие этих моментов, благодаря чему вертолет при действии управления общим шагом не получает тенденции к развороту относительно вертикальной оси, что является отличительным свойством вертолетов соосной схемы, упрощающим их пилотирование.

Управление дифференциальным шагом
Управление дифференциальным шагом осуществляется поворотом барабана 1 дифференциального шага механизма ОДШ, что производится тросом ножного управления.
При этом благодаря тому, что связанные с барабаном дифференциального шага верхняя 4 и нижняя 2 резьбовые втулки имеют ходовые резьбы различных направлений (правую и левую), тяги 10 и 11 ползушек и сами ползушки получают одинаковые перемещения в различных направлениях, благодаря чему угол установки лопастей одного винта при этом увеличивается, а другого — уменьшается на ту же величину.
Это влечет за собой соответствующее изменение тяги и реактивного момента каждого из винтов.
Реактивный момент одного из винтов увеличивается, другого — уменьшается, благодаря чему нарушается их равновесие и вертолет начинает разворачиваться в направлении вращения облегченного винта.
Так как тяга одного несущего винта увеличивается, а другого — уменьшается на одинаковую величину, суммарная их тяга остается неизменной, благодаря чему соосный вертолет при действии педалями не получает перемещений по вертикали, что также облегчает его пилотирование.

 

Управление дифференциальным шагом
Управление дифференциальным шагом осуществляется поворотом барабана 1 дифференциального шага механизма ОДШ, что производится тросом ножного управления.
При этом благодаря тому, что связанные с барабаном дифференциального шага верхняя 4 и нижняя 2 резьбовые втулки имеют ходовые резьбы различных направлений (правую и левую), тяги 10 и 11 ползушек и сами ползушки получают одинаковые перемещения в различных направлениях, благодаря чему угол установки лопастей одного винта при этом увеличивается, а другого — уменьшается на ту же величину.
Это влечет за собой соответствующее изменение тяги и реактивного момента каждого из винтов.
Реактивный момент одного из винтов увеличивается, другого — уменьшается, благодаря чему нарушается их равновесие и вертолет начинает разворачиваться в направлении вращения облегченного винта.
Так как тяга одного несущего винта увеличивается, а другого — уменьшается на одинаковую величину, суммарная их тяга остается неизменной, благодаря чему соосный вертолет при действии педалями не получает перемещений по вертикали, что также облегчает его пилотирование.

 

Уважаемый Pavley,
вот схема колонки Ка-26(принципиальных отличий от Ка-50, ПМСМ, быть не должно)

 

На вертолете Ка-50 схема колонки полностью переработана ©.

 

С такими вопросами без схем/чертежей никак не обойтись

 

Суммируются сигнал от пары общий/диффенциальный шаг и сигнал от циклического шага. А перемещение ползушек от общего/дифферциального шага определяется в механизме ОДШ. Хоть сейчас не запутался?

 

Как запомнилось из прочтения некоторых книжек, при таком смещении подшипник горизонтального шарнира нагружается более равномерно. То есть без смещения иглы в подшипнике интенсивно изнашивались бы с одной стороны, что требовало бы частой замены подшипника.

 

off: Вообще-то, уважаемый Pavley, я, как и Вы, тоже самообразовываюсь, читаю, что другие пишут про вертолёты, задаю вопросы, Тимофей на них обстоятельно и терпеливо отвечает. Поэтому к моим словам следует относиться осторожно — вдруг я чего-то не совсем правильно понимаю.

 

Для качалок нет такой необходимости. Силы там совсем иные.
Кстати к Вашему вопросу по опережению управления: посмотрите на приведённой Вами фотографии (в первом сообщении) как подходит тяга от верхнего автомата перекоса к качалке верхней ползушки. Это смещение и участвует в опережении передачи сигнала на лопасть.

 

Она ещё хитрее. Опять же на фотографии: приплюснутый длинный элемент с дырочками на рукаве втулки от поводка лопасти до узла её крепления - это кожух закрывающий торсион. Одной стороной (которая ближе ко втулке) он опирается на своеобразный осевой шарнир, а другой (со стороны крепления лопасти) - соединяется вертикальным шарниром с торсионом.

 

Теперь по поводу схлестывания, о котором здесь много говорится. Ещё Юрьев, в своей книги говорил, что расстояние между роторами должно быть не менее 1,5 D, так что уменьшение этого значения на первых образцах до 1,3 D, привело к таким случаям.

 

Вертикальный шарнир выполнен в месте крепления лопасти, и использует эластомерную втулку в качестве гасителя колебаний, для избежания возникновения так называемого "земного резонанса"

 

по поводу устройства изменения общего и дифференциального шага на ка-50, ка-52. На самом деле втулка выполнена упрощенно по сравнению с ка-27,ка-29, однако общий принцип управления остался прежним. Общий шаг изменяется следующим образом. происходит одновременный подъем нижнего автомата перекоса и верхний тарелки. за счет связи нижнего автомата перекоса с верхним автоматом и качалками лопастей нижнего винта, происходит изменение установки углов на нижнем винте, в свою очередь, это движение поднимает верхний автомат перекоса, который через качалку меняет шаг верхнего винта. При этом ход автоматов и верхней качалки одинаковый.
Дифференциальный шаг меняется изменением хода нижнего автомата перекоса и качалки, по аналогии с втулкой ка-27. То есть уменьшением или увеличением расстояния между тарелкой и качалкой. Применяемая схема позволяет убрать из зоны большое количество вращающихся частей. а следовательно и вредное сопротивление.

Теперь по поводу схлестывания, о котором здесь много говорится. Ещё Юрьев, в своей книги говорил, что расстояние между роторами должно быть не менее 1,5 D, так что уменьшение этого значения на первых образцах до 1,3 D, привело к таким случаям.

Пластинчатый торсион применяемй на втулке заменяет собой горизонтальный и осевой шарнир. конструктивно выполнен как пакет пластин, осевое движение выполняется за счет деплонации, горизонтальное за счет изгиба. Вертикальный шарнир выполнен в месте крепления лопасти, и использует эластомерную втулку в качестве гасителя колебаний, для избежания возникновения так называемого "земного резонанса"

 

Возможно, Вы опечатались с 1,5D.
Какие есть данные на настоящий момент (отношение H/D):
Ка-8 - 0,098
Ка-10 - 0,1
Ка-15 - 0,085
Ка-18 - 0,085
Ка-26 - 0,09
Ка-126 - 0,09
Ка-226 - 0,09
Ка-25 - 0,095
Ка-32 - 0,093
Ка-29 - 0,093
Ка-50 - 0,097
Ка-52 - 0,097
Там обычный шарнир с демпфирующим элементом.
Такая же конструкция втулок и на Ка-226.

 

вот поэтому и происходит схлестывание, что люди считают себя умнее отцов-основателей.

 

Мне кажется решением этой проблемы было бы применение жестких винтов, тем более сейчас когда появились материалы достаточно легкие и прочные. Пример, втулка вертолета Мессершмит-Белков-Блом.