Глава 5. Несущий винт

5.1. Общие сведения

Несущий винт предназначен:

- для создания подъёмной силы;

- для создания пропульсивной силы;

- для обеспечения продольного и поперечного управления вертолетом. Несущий винт состоит из втулки и пяти лопастей, которые крепятся

ко втулке при помощи горизонтального, вертикального и осевого шарниров

Горизонтальный шарнир позволяет лопасти совершать маховые движения в вертикальной плоскости под действием переменных по азимуту аэродина­мических сил. В результате разгружается от действия знакопеременного изгибающего момента комлевая часть лопасти, устраняется кренящий мо­мент, возникающий при косой обдувке несущего винта. Для уменьшения ма­ховых движений лопастей используется компенсатор взмаха, под действием которого при взмахе лопасти вверх угол установки лопасти уменьшается, а при движении вниз - увеличивается.

С целью предотвращения удара лопастей о хвостовую балку на втулке НВ установлены центробежные ограничители свеса лопастей, которые при частоте вращения НВ менее 50% ограничивает свес лопастей углом в 1°40/

Вертикальный шарнир позволяет лопасти совершать колебания в плос­кости вращения под действием переменных инерционных и аэродинамических сил. В результате этого комлевая часть лопасти разгружается от дейс­твия знакопеременного изгибающего момента. Для гашения колебаний ло­пастей в плоскости вращения и предотвращения колебаний вертолета типа "земной резонанс" применяются гидравлические демпферы.

Осевой шарнир позволяет лопасти вращаться относительно своей про­дольной оси для изменения угла установки.

Для демпфирования колебаний несущего винта в плоскости вращения, с целью снижения уровня вибраций в кабине экипажа, на втулке несущего винта установлен маятниковый гаситель вибраций.

Лопасти несущего винта имеют пневматическую систему сигнализации повреждения лонжерона и электротепловую противообледенительную систему.

5.2. ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ НЕСУЩЕГО ВИНТА

Диаметр винта ....................………………….. 21,294 м

Частота вращения ............………………........ 192 об/мин (95,3%)

Масса втулки .............………………….......... 610 кг

Масса лопасти ............………………… ........ 135 кг

Хорда лопасти .................…………………..... 520 мм

Максимальный угол взмаха лопасти вверх …..... 25°

Угол свеса лопасти:

- при упоре на промежуточную скобу .........………........4°

- при упоре на собачку центробежного ограничителя ... 1°40/

Угол колебания лопасти относительно ВШ:

- вперед ............................................. 13°

- назад ...........................................…. 11°

Угол установки лопастей относительно ОШ:

- минимальный ............................ 1°

- максимальный ........................... 14°45/­­

Коэффициент компенсатора взмаха .......... 0,5

5.3. ВТУЛКА НЕСУЩЕГО ВИНТА

Втулка несущего винта предназначена для крепления лопастей, для передачи крутящего момента от вала главного редуктора на лопасти, а также для восприятия и передачи на фюзеляж сил, возникающих на лопас­тях.

Основными элементами втулки являются: корпус втулки, горизонталь­ные шарниры промежуточные скобы, вертикальные шарниры, осевые шарниры, рычаги поворота лопастей, гидравлические демпферы, центробежные огра­ничители свеса лопастей, маятниковый гаситель вибрации. Корпус втулки на шлицах устанавливается на вал главного редуктора центрируется на валу нижним и верхним конусными кольцами и фиксируется гайкой. Сверху на корпусе втулки крепятся компенсационный бачок гидро­демпферов, токосъёмник НВ и маятниковый гаситель вибрации.

Каждый горизонтальный шарнир образуют проушина корпуса втулки, две проушины промежуточной скобы и палец, который установлен на двух игольчатых подшипниках. Усилия, действующие вдоль оси пальца восприни­мают два бронзовых кольца. От осевого перемещения палец фиксируется гайкой, а от проворачивания относительно скобы - шпонкой. Палец с од­ной стороны имеет две проушины для крепления штока гидродемпфера, а с другой стороны проушину для крепления штормовой струбцины.

Промежуточная скоба представляет собой деталь коробчатого сечения с двумя парами проушин на концах. Внутри каждой скобы смонтирован ме­ханизм центробежного ограничителя свеса лопасти.

Вертикальный шарнир образуют две проушины промежуточной скобы, проушина цапфы осевого шарнира и палец, который установлен на двух игольчатых подшипниках и двух бронзовых кольцах.

Осевой шарнир образован соединением цапфы и корпуса осевого шарни­ра. На хвостовике цапфы установлены подшипники осевого шарнира: два шариковых радиальных подшипника, которые воспринимают нагрузку от из­гибающего момента, и один роликовый упорный подшипник, воспринимающий нагрузку от центробежной силы. Корпус осевого шарнира выполнен в виде стакана, на днище которого с наружной стороны расположена гребенка с проушинами для крепления лопасти.

Рычаг поворота лопасти одним концом жестко крепится к корпусу осе­вого шарнира, а другим шарнирно соединяется с вертикальной тягой авто­мата перекоса.

Гидравлический демпфер состоит из цилиндра, штока с поршнем и крышки. Цилиндр демпфера шарнирно установлен на кронштейнах цапфы осе­вого шарнира. Поршень имеет восемь перепускных клапанов, которые отк­рываются при достижении перепада давления между полостями цилиндра 20 кгс/см². Клапаны установлены так, что четыре перепускают жидкость в одном направлении, а четыре - в обратном. В крышке гидродемпфера уста­новлен шариковый компенсационный клапан, через который полости цилинд­ра сообщаются с компенсационным бачком для отвода пузырьков воздуха и компенсации температурных изменений объёма жидкости.

Механизм центробежного ограничителя свеса лопастей установлен на промежуточной скобе и состоит из противовеса, пружины, тяги и собачки. При невращающемся несущем винте пружина удерживает механизм в таком положении, что упор собачки ограничивает свес лопасти до 1°40/. При раскрутке несущего винта под действием центробежных сил противовес от­водит собачку и угол максимально возможного свеса лопасти увеличивает­ся до 4°. При уменьшении частоты вращения несущего винта до 108 об/мин (54,5%) вследствие уменьшения центробежных сил противовес начинает об­ратное движение и при частоте вращения несущего винта 95 об/мин (50%) и менее пружина установит противовес и собачку в исходное положение.

Маятниковый гаситель вибрации установлен на корпусе втулки и сос­тоит из кронштейна, ступицы с пятью рукавами и пяти маятников, которые соеденены с рукавами ступицы бифилярными подвесками. Каждая бифилярная подвеска представляет собой две роликовые связи свободно посаженные в отверстия втулок маятников и ступицы. Кронштейн крепится к втулке не­сущего винта пятью полыми болтами, через полости которых заливается масло в горизонтальные шарниры. Ступица крепится на кронштейне шпиль­ками.

При отсутствии вибрации маятники под действием центробежной силы устанавливаются в крайние положения. С возникновением вибрации маятни­ки начинают раскачиваться и перемещаться поступательно в противофазе с вибрациями втулки.

Маятниковый виброгаситель обеспечивает снижение амплитуды вибрации в три раза при массе виброгасителя 0,8% от нормальной взлетной массы.

5.4. ЛОПАСТЬ НЕСУЩЕГО ВИНТА

Лопасть несущего винта цельнометаллической конструкции имеет пря­моугольную форму в плане и состоит из следующих элементов:

- лонжерона;

- визуального сигнализатора повреждения лонжерона;

- нагревательных элементов противообледенительной системы;

- 21 отсеков;

- концевого обтекателя;

- наконечника лопасти.

Лонжерон - основной силовой элемент лопасти, изготовлен из алюминиевого сплава АВ-Т1. Представляет собой пустотелую балку с внутренним контуром постоянного сечения, а снаружи обработанную в соответствии с заданным профилем. Внутри лонжерона, в его носовой части, установлен противовес, который состоит из восьми стальных брусков длиной по 400 мм и массой по 1 кг каждый. Бруски покрыты резиной что обеспечивает их плотную установку. Противовес обеспечивает необходимую поперечную центровку лопасти, что увеличивает критическую скорость флаттера ло­пасти.

Внутренняя полость лонжерона герметично закрыта концевой и комле­вой заглушками. В корневую заглушку ввернут зарядный вентиль, через который лонжерон заполняется сжатым воздухом до избыточного давления 0,25 - 0,8 кгс/см². Это давление необходимо для работы визуального сигнализатора повреждения лонжерона.

Визуальный сигнализатор повреждения лонжерона ввёрнут в комлевой части лонжерона и состоит из красного цилиндра соединенного с сильфон­ным чувствительным элементом и дюралюминевого стакана с прозрачным колпаком. Сильфон наполнен гелием под абсолютным давлением 1,1 кгс/см² и герметично запаян.

В случае появления в лонжероне трещины или нарушении герметичности лонжерона, давление в полости лонжерона выравнивается с атмосферным. Силами упругости и внутреннего давления сильфон разжимается и выталки­вает красный цилиндр в полость прозрачного колпака.

Нагревательные элементы ПОС расположены по всей длине лопасти и на 12% хорды. Они представляют собой тонкие ленты из нержавеющей стали, проложенные между слоями стеклоткани и приклеенные к ним. Все нагрева­тельные элементы разделены на четыре секции. При включенной ПОС каждая секция находится под током в течение 38,5 с, а в обесточенном состоя­нии 115,5 с. Для защиты от абразивного воздействия пакет с нагрева­тельными элементами покрыт листовой резиной и, на участке от восьмого до двадцать первого отсека, оковкой из нержавеющей стали.

Отсеки образуют хвостовую часть лопасти. Каждый отсек склеен из обшивки, сотового заполнителя, двух нервюр и хвостового стрингера. От­секи приклеены к полкам и задней стенке лонжерона. Для предотвращения перетекания воздуха, между отсеками устанавливаются резиновые вклады­ши. На отсеках N16 и 17 установлены триммерные пластины, которые ис­пользуются при регулировке соконусности несущего винта.

Концевой обтекатель лопасти состоит из двух частей. Передняя часть крепится винтами и может сниматься для доступа к лампе контурного огня и к пластинам статической балансировки лопастей.

Наконечник лопасти изготавливается из стали и крепится к комлевой части лонжерона болтами. Он предназначен для крепления лопасти к кор­пусу осевого шарнира.

5.5. ПРОВЕРКА СОКОНУСНОСТИ ЛОПАСТЕЙ НЕСУЩЕГО ВИНТА

Проверка и регулировка соконусности лопастей несущего винта произ­водится в следующих случаях:

- после замены лопастей НВ;

- после замены втулки НВ;

- после замены автомата перекоса;

- после замены главного редуктора ВР-8А;

- если есть замечания экипажа на некачественный конус НВ.

Проверка соконусности производится при скорости ветра не более 5 м/с. Вертолет необходимо пришвартовать или загрузить до нормальной взлетноой массы.

Концы лопастей необходимо окрасить разными красками, а на установ­ке для проверки соконусности закрепить лист белой плотной бумаги, свернутый в рулон (рулон должен выступать над шестом не менее чем на 500 мм).

Замерить на всех лопастях углы установки триммерных пластин и, ес­ли необходимо отогнуть их на угол 2° вниз от нижней поверхности лопас­ти. Произвести предварительную установку корпусов осевых шарниров (длина каждой вертикальной тяги автомата перекоса должна быть равна 380 мм).

Проверка соконусности производится на трех режимах.

После прогрева двигателей на малом газе установить первый режим:

- частота вращения НВ 55%, шаг НВ 1°.

После того, как концы лопастей коснутся бумаги, остановить двига­тели и замерить разброс отпечатков концов лопастей. Допустимый разброс не должен превышать 20 мм. При разбросе более 20 мм необходимо произ­вести регулировку изменением длины вертикальных тяг. Один оборот тяги изменяет установочный угол лопасти в среднем на 26/, что приводит к изменению положения конца лопасти примерно на 60-65 мм. Длину верти­кальных тяг автомата перекоса разрешается изменять в пределах 380+5мм.

После устранения несоконусности на первом режиме установить второй режим: частота вращения НВ 95+2%, шаг НВ 1 град.

Замеренный разброс отпечатков концов лопастей не должен превышать 20 мм. Регулировка соконусности производится отгибом триммерных плас­тин. Отгиб пластины на 1 градус изменяет положение конца лопасти на 20-25 мм. Угол отгиба отдельных пластин допускается изменять в преде­лах от 1 градуса вверх до 5 градусов вниз от нижней поверхности лопас­ти. Замер величины угла отгиба производится угломером по трём сечениям триммерной пластины.

После достижения соконусности на втором режиме необходимо прове­рить соконусность на третьем режиме. Для этого установить частоту вра­щения НВ 95±2%, шаг НВ 1 градус и выключить основную и дублирующую гидросистемы.

При выключенной гидросистеме жесткость систем управления уменьша­ется и при наличии неуравновешенных сил на автомате перекоса произой­дёт изменение соконусности. Замеренный разброс отпечатков концов ло­пастей не должен превышать 20 мм. Регулировка соконусности на третьем режиме производится также отгибом триммерных пластин. Отгиб пластины на 1 градус изменяет положение конца лопасти на 40-50 мм.

После достижения соконусности на третьем режиме необходимо повто­рить проверку соконусности на первом и втором режимах.

5.7. СМАЗКА ШАРНИРОВ ВТУЛОК НЕСУЩЕГО И РУЛЕВОГО ВИНТОВ

В соответствии с регламентом технического обслуживания вертолета для смазки шарниров несущего и рулевого винтов применяются следу­ющие сорта масла:

Узел	Температура наружного воздуха	Сорт масла	Примечание
Горизонтальные и вертикальные	от +40 оС до -15 оС	масло для гипоидных передач
шарниры НВ	от +5 оС до -50 оС кратковременно (до 10 сут) до +10 оС	маслосмесь СМ-9	наработка на СМ-9 не более 50% за ресурс
Осевые	от +40 оС до 0 оС
шарниры	кратковременно	МС-20
НВ и РВ	(до 10 сут) до-10 оС
	от +15 оС до -25 оС	МС-14
	от +15 оС до -40 оС	маслосмесь СМ-10
	от +5 оС до -50 оС кратковременно (до 10сут) до +10 оС	ВНИИНП-25	наработка на ВНИИНП-25 не бо- лее 50% за ресурс
Гидродемпферы		АМГ-10
Остальные узлы		ЦИАТИМ-201

Примечания:

1. При температуре наружного воздуха минус 10°С и ниже удалить смазку ЦИАТИМ-201 с оси собачки центробежного ограничителя свеса лопасти с помощью жидкости АМГ-10.

2. При температуре наружного воздуха от -40°С до -50°С в случаях особой необходимости разрешается эксплуатация вертолета если осевые шарниры втулок заправлены маслосмесью СМ-10 с подогревом втулок НВ и РВ в течение 30-40 мин.

3. Маслосмесь СМ-10 состоит из 75% масла МС-14 и 25% диоктилсебицината.

4. Маслосмесь СМ-9 состоит из 2/3 масла для гипоидных передач и 1/3 АМГ-10.

5.6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕСУЩЕГО ВИНТА

Во время осмотра несущего винта необходимо проверить:

1. Отшвартовку лопастей.

2. Герметичность шарниров и гидродемпферов.

3. Уровень масла в компенсационном бачке гидродемпферов.

Уровень АМГ-10 должен быть меду меткой на плексигласовом колпаке и корпусом бачка.

4. Состояние элементов втулки. Коррозия, деформация и трещины не до­пускаются.

5. Состояние контровки на болтовых соединениях элементов втулки.

6. Отсутствие среза шпонок пальцев горизонтальных и вертикальных шар­ниров. Определяется по ствигу красных меток на промежуточной скобе и пальцах шарниров.

7. Соответствие сорта масла в шарнирах температуре наружного воздуха. По записи в бортжурнале.

8. Отсутствие льда и снега на лопастях.

9. Состояние обшивки, триммерных пластин, нагревательных элементов ПОС и концевых обтекателей лопастей.

10.Герметичность лонжеронов лопастей. При выходе красного цилиндра сигнализатора повредения лонжерона выполнение полета запрещается.

В полете и на земле необходимо контролировать частоту вращения не­сущего винта.

Рабочая частота вращения несущего винта составляет:

- на режиме малого газа ..................……….............55-70%

- на I крейсерском режиме (Nтк=97,5%) ................95±2%

- на II крейсерском режиме (Nтк=95,5%) ................95±2%

- на номинальном режиме (Nтк=99%) .........…........95±2%

- на взлетном режиме (Nтк=101%) ..............….......93±1%

- на чрезвычайном режиме (Nтк=101%) ...................93±1%

Максимально допустимая частота вращения несущего винта допускается не более 20 с:

- 101% - на режимах работы двигателей выше II-го крейсерского;

- 103% - на режимах работы двигателей ниже II-го крейсерского;

- 108% - 2 раза за ресурс.

В полете допускается кратковременное уменьшение частоты вращения несущего винта:

- на переходных режимах (не более 30 с) до 88%;

- при отказе одного двигателя 4 раза за ресурс (не более 10 с каждый раз) до 80%;

- при посадке с "подрывом" несущего винта с одним работающим дви­гателем (не более 5 с), 4 раза за ресурс двигателя до 75%.

Частота вращения несущего винта, при которой происходит автомати­ческое отключение генераторов - менее 88%.