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AB-1 헬리콥터. 개인 교통수단

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친애하는 항공 매니아 여러분! 이 기사는 소형 헬리콥터를 설계하고 제작할 때 유용할 수 있습니다. 제안된 회전익기(AV-1)는 항공에 대한 오랜 열정의 산물이며, XNUMX년 동안 지속적이고 힘든 작업의 ​​결과입니다. 이 중 XNUMX년은 건설에 소요되었으며 나머지는 테스트, 미세 조정, 조종 마스터링에 소요되었습니다. , 수리 및 현대화.

이 디자인은 아마추어가 사용하는 항공기에 대한 가장 중요한 몇 가지 요구 사항을 충족합니다. 작은 방에 보관할 수 있는 능력; 비행 장소까지의 운송 - 자동차, 오토바이, 심지어는 수동으로; 한 사람이 18~20분 이내에 조립할 수 있습니다(렌치 XNUMX개만 사용).

비행 중 엔진 및 변속기 고장 시 안전 문제가 매우 확실하게 해결되었습니다. 메인 로터(RO) 및 제어 시스템의 설계에는 무거운 로터 및 과부하와 같은 조종 오류를 "용서"하는 기능이 있습니다. 물론 헬리콥터의 설계는 제작 당시의 비좁은 조건과 재료 및 장비의 어려움으로 인해 큰 영향을 받았기 때문에 기계가 이상적이지 않다는 것은 분명합니다. 하지만 나는 그것에 만족합니다.

우선, 주요 구조 요소의 계산 예를 제시하겠습니다.

따라서 메인로터 AB-1의 직경은 스윕 디스크의 단위 면적당 하중 조건(Ps)에서 6~7kg/m2 범위 내에서 선택하였다. 이 값은 6~8kg/hp 범위의 특정 하중(p)으로 비행하는 소형 자이로플레인과 헬리콥터의 통계 데이터를 처리한 결과에서 가져온 것입니다. 내 경우에는 장치의 예상 비행 중량(t)이 180-200kg(빈 중량 100-120kg)이고 출력(N)이 34hp인 엔진이 있는데 그 중 XNUMX개는 다음 작업에 소비되어야 합니다. 테일 로터를 구동하여 단위 전력당 부하, 스윕 디스크 NV(Som)의 면적 및 NV 직경(D)의 다음 값을 얻습니다.

6,04m의 NV 직경은 40hp 엔진을 탑재한 Bensen 자이로플레인의 NV 크기에 매우 가깝습니다. 그리고 몸무게는 190kg. 이러한 초기 데이터를 바탕으로 헬리콥터가 날아갈 것이라는 희망이 있었습니다. 하지만 차량으로 비행하려면 NV 추력(T)이 차량 질량보다 훨씬 더 커야 합니다(최소 1,4배). 이는 충분한 수직 상승률과 비행 고도를 보장합니다.

이제 정상 대기 조건(760mmHg, 18°C)에서 호버링 모드의 최대 T를 계산하여 결정하겠습니다. 이 경우 실험식이 사용되었습니다.

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

여기서: n=0,6...0,7 - 계수.

그 결과, 추력은 244,8kg으로 나타났으며, 이는 AV-1 테스트에서 실제로 얻은 추력과 매우 가깝습니다. (위의 비율을 기준으로

1,4, 기구의 비행 중량은 175kg을 초과해서는 안 됩니다.)

헬리콥터 설계에 대한 설명은 소위 동체로 시작됩니다.

캐빈 컴파트먼트는 사면체 피라미드 형태의 트러스 구조를 가지고 있으며, 수직 가장자리(메인 프레임)가 캐빈 컴파트먼트를 엔진과 분리하는 것처럼 보입니다. 두랄루민(D16T) 파이프로 만들어졌습니다: 수직 및 바닥 - 40x1,5mm, 전면 - 30x1,5mm. 캐빈 위에는 전원 연결 요소(메인 기어박스용 프레임)가 있고 아래에는 모터 마운트의 수평 크로스 멤버가 있습니다. 두 번째 파워 크로스 멤버(좌석 등받이 수준)는 직사각형 단면이 30x25x1,5mm인 두랄루민 파이프로 만들어집니다. 이는 중간 기어박스, 좌석 등받이 및 메인 랜딩 기어 어셈블리를 장착하는 역할을 합니다.

헬리콥터 AV-1
AB-1 헬리콥터 레이아웃(확대하려면 클릭): 1 - 공기압 수용 튜브, 2 - 스와시플레이트 제어 핸들, 3 - 릴리스 레버 핸들, 4 - 계기판(회전 속도계, 엔진 실린더 헤드 온도 표시기, 속도 표시기, 변속계) , 5 - 메인 기어박스, 6 - 스와시플레이트, 7 - 메인 로터 허브, 8 - L자형 스와시플레이트 제어봉, 9 - 중간 샤프트, 10 - 중간 기어박스, 11 - 테일 로터 구동 체인, 12 - 오일 탱크, 13 - 벨트 테일 로터 드라이브, 14 - 테일 붐 버팀대(D16T, 파이프 40x1,5), 15 - 스트럿(D16T, 파이프 20x1), 16 - 테일 로터, 17 - 테일 지지대, 18 - 테일 붐, 19 - 전자 장치, 20 - 엔진, 21 - 집합적 피치 제어 핸들("스텝 스로틀"), 22 - 메인 랜딩 기어의 충격 흡수 스트럿, 23 - 집합적 피치 제어 막대, 24 - 중간 풀리, 25 - 트리머, 26 - 웨이트가 있는 안정화 막대 , 27 - 테일 로터의 피치를 제어하기 위한 페달 블록.

헬리콥터 AV-1
헬리콥터 변속기(확대하려면 클릭): 1 - 메인 로터 허브, 2 - 메인 기어박스, 3 - 릴리스 레버, 4 - 스플라인 컵이 있는 릴리스 샤프트. 5 - 중간 기어박스의 구동 기어, 6 - 구동 기어 샤프트, 7 - 마찰 래칫 클러치 컵. 8 - 볼 릴리스 샤프트 클램프, 9 - 스프링 샤프트, 10 - 엔진 충격 흡수 장치, 11 - 엔진, 12 - 플라이휠, 13 - 오일 펌프, 14 - 오일 탱크, 15 - 구동 기어, 16 - 오버러닝 래칫 클러치, 17 - 중간 샤프트, 18 - 메인로터 속도 센서, 19 - 메인로터 블레이드

헬리콥터 AV-1
메인 기어박스(확대하려면 클릭): 1 - 안정화 로드, 2 - M18 너트, 3 - 첫 번째 블레이드 부싱 포크, 4 - NV 커플링 포크, 5 - 씰, 6 - 카르단 링 베어링 AP 80018Yu, 7 - 귀, 8 - 링 AP 외부, 9 - 베어링 76-112820B, 10 - 카르단 링(30HGSA), 11 - 내부 링 AP(30HGSA), 12 - 베어링 205, 13 - 구동 샤프트, 14 - 베어링 106, 15 - 커프, 16 - 분할 링 , 17 - 스러스트 부싱(30KhGSA), 18 - 스크류 오일 펌프, 19 - 집합 피치 메커니즘의 구동 로드, 20 - 집합 피치용 제어봉, 21 - 너트, 22 - 자체 제작 스러스트 베어링, 23 - 베어링 하우징, 24 - 로드 씰링, 25 - 씰링 커버, 26 - 피동 기어, 27 - 메인 기어박스 하우징, 28 - 베어링 109, 29 - 메인 샤프트, 30 - AP 외부 링 드라이브의 스플라인 조인트, 31 - 두 번째 블레이드 부싱 포크, 32 - NV 커플 링 핀 (30KhGSA, 로드 Ø 18), 33 - 수제 니들 베어링, 34 - 블레이드 드라이브 로드, 35 - 로드 포크, 36 - 집단 피치 및 AP 메커니즘의 로커 암, 37 - 로드.

헬리콥터 AV-1
메인 로터 허브 어셈블리: 1 - 잠금 핀, 2 - 블레이드 힌지, 3 - 집합 피치 메커니즘 로드 포크, 4 - 로커 암, 5 - AP 로드, 6 - 안정화 로드, 7 - 로드, 8 - 드라이버, 9 - AP 링 외부

헬리콥터 AV-1
메인 로터 허브: 1 - 드라이버, 2 - 핀, 3 - 블레이드 부싱 포크, 4 - 블레이드 힌지 포크.

헬리콥터 AV-1
스와시 플레이트: 1 - 메인 기어박스, 2 - L자형 로드(항목 8과 일체형으로 제작됨), 3 - 귀, 4 - 외부 링 드라이브의 스플라인 조인트, 5 - 카르단 링의 베어링 하우징, 6 - 커플링 슬리브 외부 링, 7 - 카르단 링, 8 - 내부 링, 9 - 외부 링, 10 - 스플라인 조인트의 균형추.

헬리콥터 AV-1
테일 로터 구동 메커니즘: 1 - 테일 로터 클러치 포크, 2 - 가로대, 3 - 핀, 4 - 축 힌지 드라이버, 5 - 로드, 프로펠러 피치 제어 메커니즘의 6 슬라이더, 7 - 슬라이더 드라이브 트러니언, 8 - 핀(강철) 45, 로드 O4), 9 - 베어링 7000105, 10 - 기어 하우징(D16T), 11 - 베어링 7000102, 12 - 컵(30HGSA), 13 - 프로펠러 구동 풀리.

헬리콥터 AV-1
테일 로터 부싱: 1 - 가로대(18Х2Н4МА), 2 - 핀(30ХГСА), 3 - 부싱(청동), 4 - 스러스트 핀, 5 - 축 힌지 드라이버(30ХГСА), 6 - 블레이드, 7 - 블레이드 컵(30ХГСА) , 8 - 고무 밀봉 링, 9 - 고정 링.

헬리콥터 AV-1
메인 로터 블레이드: 1,2 - 외부 스파링 가시금작화(낙엽송, 북부 소나무, 물푸레나무, 너도밤나무 밀도 0,8g/cm3), 3 - 코팅(유리 섬유 s0,1, 4겹), 5 - 중간 가시금작화(웨지 "없음" "), 6 - 중간 스파 요소(쐐기 "on no"), 0,25 - 외부 스파 요소(남부 소나무, 밀도 0,42-3 g/cm7의 가문비나무), 0,15 - 폼 플라스틱(PS, 밀도 3 g/cm8) ), 0,05 - 코팅(유리섬유 s45, 9개 층, 축에 대해 10° 각도의 두 번째 층), 0,1 - 중량(납), 45 - 코팅(유리섬유 s11, 12개 층, XNUMX개 층) 축에 대한 각도 XNUMX도), XNUMX - 리벳, XNUMX - 트리머.

헬리콥터 AV-1
테일 로터 블레이드(선형 트위스트)(확대하려면 클릭): 1 - 스파(낙엽송, 물푸레나무, 너도밤나무, 밀도 0,8g/cm3의 북부 소나무), 2 - 생크(PS 폼), 3 - 플러그(소나무), 4 - 밸런싱 웨이트(리드, Ø8 mm).

삼각형 피라미드 형태의 엔진 "격실"은 단면적이 20x30x30mm인 강철 파이프(강철 1,2)로 만들어집니다. 아래쪽 가장자리에는 엔진, 섀시 버팀대 및 테일 붐을 위한 부착 지점이 있습니다.

테일 붐은 1mm 두께의 두랄루민 시트로 고정되어 있습니다. 이는 세 부분으로 구성됩니다. 57개의 원뿔(정점 직경 130mm)과 그 사이의 원통(직경 XNUMXmm), 강화 스트링거 역할을 하는 외부 리브 및 덮개 요소용 리벳팅 영역이 있습니다. 보강 프레임은 버팀대가 부착되는 위치에 리벳으로 고정됩니다.

배기량 750cm3의 뉴욕 엔진. 크랭크케이스와 크랭크샤프트는 K-750 오토바이에서 가져왔습니다. 피스톤, 실린더 및 헤드 - MT-10에서. 크랭크케이스는 가볍고 수직 샤프트 배열과 함께 작동하도록 조정되었습니다(오일 시스템이 변경됨). 총 중량이 40kg 이하이고 출력이 35hp 이상인 다른 엔진을 사용할 수 있습니다.

특히 주목할만한 것은 장치의 안정화 시스템입니다. AV-1은 "BELL" 유형 시스템을 사용하지만 더 높은 안정화 계수(0,85)를 사용하여 호버링 모드에서 헬리콥터 균형에 대한 조종사의 우려를 거의 완전히 제거합니다. 또한 회전 중 각속도를 제한하여 헬리콥터를 과부하로부터 보호합니다. 제어 가능성은 평평한 디스크(실험적으로 선택됨) 형태의 분동 모양으로 보장됩니다. 막대의 길이는 편평한 디스크 형태의 추가 흐름에 잘 "안착"되어야 한다는 조건에 따라 선택되었습니다. 따라서 하중의 주변 속도는 70 m/s로 선택되었으며, 600 rpm에서 이는 막대의 길이(반경)가 1 m에 가깝습니다. 하중의 질량은 다음과 같은 조건에서 선택되었습니다. 안정화 로드의 회전 평면은 HB 평면에서 1,5° -2° 벗어납니다. 레버 메커니즘을 통해 NV 블레이드의 축 힌지로 전달될 때 동일하거나 그보다 큰 순간이 있어야 합니다. 작동 축 하중 하에서 축 힌지 베어링의 마찰 모멘트.

메인 기어박스는 메인 로터 샤프트에 토크를 전달하도록 설계되었습니다. 그 내부에는 NV의 전체 피치를 제어하는 ​​메커니즘의 로드가 통과됩니다. 이는 측면 돌출부가 있는 포크로 끝나며 블레이드 부싱의 포크와 맞물려 안정화 시스템의 메커니즘을 회전시킵니다. 집단 피치 메커니즘의 레버를 사용하여 막대가 핸들에서 수직으로 움직일 때 프로펠러 블레이드의 설치 각도(및 이에 따라 피치)가 변경됩니다. 스와시플레이트(SA)는 기어박스 하우징의 상단 커버에 설치되어 장치의 수직축(메인 샤프트의 축)을 기준으로 NV의 회전 평면(실제로는 원뿔)의 위치를 ​​변경하는 역할을 합니다. 기어 박스의) 블레이드의 공격 각도 변화의 반대 기호로 인해 블레이드의 공격 각도가 하강, 감소, 상승-증가합니다. 이 경우 NV 추력 벡터의 수평 성분의 크기와 방향에 변화가 발생합니다.

기어박스 하우징은 샤프트 축에 수직인 평면을 따라 분할되며 두께 30mm의 강판 1,3KhGSA로 용접됩니다. 베어링 하우징도 30KhGSA 강철로 가공되어 커버에 용접된 후 응력을 완화하고 강도를 높이기 위해 열처리("경화", 고온 템퍼링)가 수행됩니다. 그런 다음 플랜지를 밀링하고, 커버를 조립하고, 좌표 기계에서 베어링과 구멍을 뚫었습니다. 하단 덮개는 D16T 합금으로 만들어졌습니다.

메인 샤프트는 강철 40ХНМА로 만들어졌으며 Gvr -110kg/mm2로 열처리되었습니다. 샤프트 직경 -45 mm, 내부 구멍 직경 - 39 mm, HB 부싱 스플라인 영역의 벽 두께 - 5 mm. 샤프트 표면은 광택 처리되었으며 스플라인과 베어링 시트는 구리 도금되었습니다.

피동 기어와 구동 샤프트 기어는 강철 14ХГСН2МА-Ш로 만들어지며 각각 47개와 12개의 톱니를 가지며 모듈 3과 맞물림 각도는 28°입니다. 치아는 0,8-1,2 mm의 깊이로 접착되고 HRC = 59-61의 경도로 열처리됩니다.

스와시플레이트의 외부 링은 (클램프처럼) 분리 가능하고 D16T 합금(35mm 두께의 시트로 가공)으로 제작되었으며 내부 링과 카르단은 30KhGSA 강철로 제작되었습니다. 카르단 링 베어링 - 8001 8Yu. 스와시플레이트 베어링 - 76-112820B.

테일 로터(RT) 모듈은 유리 위에 조립되어 테일 붐 끝에 텔레스코픽 방식으로 연결됩니다. 다음을 위해 연장될 수 있습니다.

전방 랜딩 기어는 충격 흡수 없이 자유롭게 방향을 잡을 수 있으며 250x50mm 휠(롤러 스키에서)을 갖추고 있습니다. 메인 랜딩 기어는 강철 파이프로 제작되었으며 공기 충격 흡수 장치가 장착되어 있습니다. 메인 지지대의 바퀴는 300x100mm이고 트레드가 잘립니다(지도에서 확인). 이 "헤어컷"은 무게를 줄이고 유선형을 개선하며 훈련 중 또는 착지 실패 중에 잔디 위에서 미끄러지는 것을 촉진하기 위해 수행됩니다. 하부 섀시 버팀대는 20x1mm 강철 파이프로 만들어집니다.

헬리콥터에는 배기량 750cm3의 750행정 10기통 대향 엔진이 장착되어 있습니다. 크랭크케이스와 크랭크샤프트는 K-40 오토바이에서 가져왔습니다. 피스톤, 실린더 및 헤드 - MT-35에서. 크랭크케이스는 가볍고 수직 샤프트 배열과 함께 작동하도록 조정되었습니다(오일 시스템이 변경됨). 총 중량이 XNUMXkg 이하이고 출력이 XNUMXhp 이상인 다른 엔진을 사용할 수 있습니다.

특히 주목할만한 것은 장치의 안정화 시스템입니다. AV-1은 "BELL" 유형 시스템을 사용하지만 더 높은 안정화 계수(0,85)를 사용하여 호버링 모드에서 헬리콥터 균형에 대한 조종사의 우려를 거의 완전히 제거합니다. 또한 회전 중 각속도를 제한하여 헬리콥터를 과부하로부터 보호합니다. 제어 가능성은 평평한 디스크(실험적으로 선택됨) 형태의 분동 모양으로 보장됩니다. 막대의 길이는 편평한 디스크 형태의 추가 흐름에 잘 "안착"되어야 한다는 조건에 따라 선택되었습니다. 따라서 하중의 주변 속도는 70 m/s로 선택되었으며, 600 rpm에서 이는 막대의 길이(반경)가 1 m에 가깝습니다. 하중의 질량은 다음과 같은 조건에서 선택되었습니다. 안정화 로드의 회전 평면은 HB 평면에서 1,5° -2° 벗어납니다. 레버 메커니즘을 통해 NV 블레이드의 축 힌지로 전달될 때 동일하거나 그보다 큰 순간이 있어야 합니다. 작동 축 하중 하에서 축 힌지 베어링의 마찰 모멘트.

메인 기어박스는 메인 로터 샤프트에 토크를 전달하도록 설계되었습니다. 그 내부에는 NV의 전체 피치를 제어하는 ​​메커니즘의 로드가 통과됩니다. 이는 측면 돌출부가 있는 포크로 끝나며 블레이드 부싱의 포크와 맞물려 안정화 시스템의 메커니즘을 회전시킵니다. 집단 피치 메커니즘의 레버를 사용하여 막대가 핸들에서 수직으로 움직일 때 프로펠러 블레이드의 설치 각도(및 이에 따라 피치)가 변경됩니다. 스와시플레이트(SA)는 기어박스 하우징의 상단 커버에 설치되어 장치의 수직축(메인 샤프트의 축)을 기준으로 NV의 회전 평면(실제로는 원뿔)의 위치를 ​​변경하는 역할을 합니다. 기어 박스의) 블레이드의 공격 각도 변화의 반대 기호로 인해 블레이드의 공격 각도가 하강, 감소, 상승-증가합니다. 이 경우 NV 추력 벡터의 수평 성분의 크기와 방향에 변화가 발생합니다.

기어박스 하우징은 샤프트 축에 수직인 평면을 따라 분할되며 두께 30mm의 강판 1,3KhGSA로 용접됩니다. 베어링 하우징도 30KhGSA 강철로 가공되어 커버에 용접된 후 응력을 완화하고 강도를 높이기 위해 열처리("경화", 고온 템퍼링)가 수행됩니다. 그런 다음 플랜지를 밀링하고, 커버를 조립하고, 좌표 기계에서 베어링과 구멍을 뚫었습니다. 하단 덮개는 D16T 합금으로 만들어졌습니다.

메인 샤프트는 강철 40ХНМА로 만들어졌으며 Gvr -110kg/mm2로 열처리되었습니다. 샤프트 직경 -45 mm, 내부 구멍 직경 - 39 mm, HB 부싱 스플라인 영역의 벽 두께 - 5 mm. 샤프트 표면은 광택 처리되었으며 스플라인과 베어링 시트는 구리 도금되었습니다.

피동 기어와 구동 샤프트 기어는 강철 14ХГСН2МА-Ш로 만들어지며 각각 47개와 12개의 톱니를 가지며 모듈 3과 맞물림 각도는 28°입니다. 치아는 0,8-1,2 mm의 깊이로 접착되고 HRC = 59-61의 경도로 열처리됩니다.

스와시플레이트의 외부 링은 (클램프처럼) 분리 가능하고 D16T 합금(35mm 두께의 시트로 가공)으로 제작되었으며 내부 링과 카르단은 30KhGSA 강철로 제작되었습니다. 카르단 링 베어링 - 8001 8Yu. 스와시플레이트 베어링 - 76-112820B.

테일 로터(RT) 모듈은 유리 위에 조립되어 테일 붐 끝에 텔레스코픽 방식으로 연결됩니다. 구동 벨트에 장력을 가하기 위해 확장할 수 있습니다. 단, 이 경우에는 테일 로터 제어 케이블의 길이를 조정해야 합니다. 체인과 두 개의 벨트 드라이브를 사용하여 중간 기어박스에서 구동됩니다.

테일 로터는 관절식(수평 및 축 방향 힌지가 결합되어 있음)으로 앞에서 뒤로 회전합니다. 직경은 1,2m, 분당 회전 수는 2500입니다.

RV 부싱은 십자형과 블레이드가 고정된 컵 24개로 구성됩니다. 두 개의 청동 부싱이 축 베어링 역할을 하며 원심력은 M1,5x30 나사산에 의해 흡수됩니다. 씰은 와셔와 스프링 링으로 고정되는 고무 링으로 수행됩니다. 축형 힌지 리드는 수평 힌지(HS)의 축에서 20° 오프셋되어 있습니다. 윤활 - MS-XNUMX 오일을 조립하기 전에 유리에 붓습니다.

수평 힌지는 청동 부싱과 시멘트 핀에 조립되어 있으며, GS 포크에 고정되어 회전을 방지합니다.

블레이드를 유리로 조립할 때 축 정렬에 특별한주의를 기울였습니다.

이제 프로펠러 블레이드의 주요 매개 변수 선택에 대해 조금.

블레이드의 평균 공기역학적 현(CAC)은 스윕 디스크의 충전 계수(K)가 0,025-0,035(높은 주변 속도, 200-220m/s에 대해 더 작은 값) 범위에 있는 조건에서 계산됩니다. , 작은 값일수록 더 큰 값(170-190m/s), 공식에 따라:

bmin = (SHBK)/DHB;

여기서 bmin은 최소 MAR입니다.

주요 기술 특성 :

  • 중량, kg(공차 시)..........115
  • 비행...........200-220
  • 높이, m...........2
  • 길이, m..........5
  • NV 직경, m...........6
  • 자동 회전 시 하강 속도, m/s........................3
  • 상승률, m / s ........... 3,5
  • 속도, 최대 km/h.............100
  • 크루징.............80

AV-1 헬리콥터에서는 주변 속도가 0,028-190m/s 범위에서 선택되므로 메인 로터에 대한 계수 K = 210입니다. 이 경우 MAR은 140mm로 간주됩니다.

항공기의 모든 것을 매우 가볍게 두는 것이 좋습니다. 그러나 NV와 관련하여 메인 로터의 회전 원뿔을 생성하는 데 필요한 원심력은 블레이드의 질량에 따라 달라지기 때문에 최소 허용 질량에 대해 이야기할 수 있습니다. 이 원뿔은 1°~3° 이내인 것이 바람직합니다.

2-3kg 무게의 블레이드를 만드는 것은 거의 불가능하며 심지어 바람직하지도 않습니다. 왜냐하면 폭발로 인한 비상 자동 회전 착륙 동안과 모터 비행에서 자동 회전 모드로 전환하는 동안 운동 에너지의 예비량이 작기 때문입니다. 비상시에는 7~8kg의 무게가 적당하지만 최대 속도에서는 NV가 상당한 원심력을 생성합니다.

AV-1은 무게가 4,6~5,2kg인 블레이드를 사용하며 최대 3600kgf의 원심력에서 최대 하중을 제공합니다. HB 부싱의 강도는 이 하중에 맞게 설계되었습니다(안전 여유는 7배). 무게는 4,5kg입니다.

제안된 블레이드 평면형과 비틀림은 다양한 모양, 비틀림 및 프로파일의 블레이드를 사용한 실험의 결과입니다.

NV 블레이드는 두 가지 모순된 요구 사항을 충족해야 합니다. 즉, 자동 회전이 잘 되어야 하고(즉, 엔진 고장 시 자동 회전 중 낮은 하강 속도를 보장해야 함), 동력 비행 중 최대 효율로 엔진 출력을 사용해야 합니다(상승률, 최대 속도의 경우). 그리고 효율성).

헬리콥터 및 자이로플레인용 블레이드 옵션을 고려하십시오.

좋은 자이로플레인에는 회전이 있습니다. 군용, 즉 블레이드의 엉덩이 부분 설치 각도는 음수(-5°...-8°)이고 팁 부분은 양수(+2°)입니다. 프로파일은 편평한 볼록형 또는 S자형입니다. 현재 NACA 8-H-12 프로파일(S자형, 12%)이 널리 사용되고 있습니다. 계획상의 블레이드 모양은 직사각형입니다.

좋은 헬리콥터는 직선으로 비틀어져 있습니다. 즉, 맞대기는 끝 부분에 대해 양의 설치 각도(+8°...+12°)를 갖습니다. 프로파일은 NACA 23012이며 상대 두께는 끝 부분이 12%이고 엉덩이 부분이 15%입니다. 평면상 블레이드의 모양은 사다리꼴이며 테이퍼는 2,4-2,7입니다.

블레이드의 평면형상은 110km/h의 속도로 비행하는 경우에 대해 유한요소법을 이용하여 계산되었으며, 후방으로 향하는 블레이드의 과부하 여유는 1,4였다.

HB 속도 580rpm, HB 직경 6m, 비행 중량 200kg으로 생성된 블레이드의 끝 너비는 80mm, 엉덩이 너비는 270mm(테이퍼링 3,4)였습니다. 팁의 블레이드 폭이 너무 넓으면 프로파일의 난류 저항을 극복하기 위해 불필요한 엔진 출력 소비가 발생하므로 고속으로 작동하는 영역의 젖은 표면을 최소화하는 것이 좋습니다.

반면, 공군이 무거울 때나 자동 회전으로 전환할 때(아마추어 조종사의 조종 오류가 가장 많을 때) 블레이드 끝 부분에 예비 양력을 가지려면 블레이드가 약간 있어야 합니다. 생각보다 넓습니다.

블레이드 2의 좁아짐, 루트 코드 - 220mm, 엔드 코드 - 110mm를 채택했습니다. 하나의 장치에서 헬리콥터와 자이로플레인을 조화시키려면 비틀림이 없는 블레이드를 사용해야 했습니다.

프로필을 사용하면 더 어렵습니다. 블레이드의 끝 부분(Rrel = 1 - 0,73)은 상대 두께가 23012%인 NACA 12 프로파일을 갖습니다. 섹션 Rrel = 0,73-0,5 - NACA 23012에서 NACA 8-N-12로의 전환 프로파일, 'S자형 꼬리만 없음.

Rrel = 0,5-0,1 섹션에서 K|ASA 8-N-12 프로파일은 Rrel = 12에서 0,5%, Rrel = 15-0,3에서 0,1% 등 다양한 상대 두께를 갖습니다. 이 블레이드는 모든 비행 모드에서 잘 당겨집니다. 자동 회전 중 헬리콥터의 하강 속도는 2,5m/s였습니다. 시험 중에는 기폭 없이 자동회전 착륙이 이루어졌고, 피치별로 제동이 이루어졌으며 수직 속도는 3으로 감소되었으며, 사거리는 약 XNUMXm에 불과했다.

초경량 헬리콥터에서는 엔진 고장이 발생하는 경우 PV 변속기의 연결이 끊어집니다. 그 이유는 자동 회전하는 NV에서 생성된 에너지가 구동에 필요하기 때문입니다. 이로 인해 자동 회전이 악화되고 하강 속도가 빨라집니다. 따라서 RV의 경우 대칭형 블레이드 프로파일이 필요하지 않습니다. 평면 볼록형 R3을 선택하는 것이 가장 좋습니다. 효율성을 높이려면 비틀림(8°)을 사용하는 것이 좋습니다. 또한, 프로펠러의 효율을 높이기 위해서는 평면적으로 테이퍼가 2이고 스윕 디스크의 충전율이 0,08~0,06 범위인 사다리꼴 블레이드 형상을 갖는 것이 바람직합니다. 상대 두께가 64%인 NACA 610A0,4-a-12 프로파일에서도 좋은 결과를 얻었습니다.

블레이드는 다양한 기술을 사용하여 만들 수 있습니다. 예를 들어 단단한 소나무 판에서. 블랭크로서, 매듭이 없는 직선형, 중간 밀도 소나무에서 두 ​​개의 보드를 선택하고, 밀도가 높은 층이 미래의 전면 가장자리를 향하고 45° 각도로 이어지도록 절단합니다. 보드는 유리섬유 커버 및 페인팅의 두께(0,8-1,0mm)만큼 감소된 템플릿에 따라 프로파일링됩니다. 가공이 끝나면 부품의 꼬리 부분이 가벼워집니다. 이를 위해 표시는 날개보 부분과 뒷전을 강조 표시합니다. 엉덩이 부분의 스파 부분은 코드의 45%를 구성하고 마지막 부분은 20%를 구성합니다.

다음으로, 후행 가장자리에서 스파까지의 거리와 동일한 직경으로 40-50mm 단위로 구멍을 뚫습니다. 그런 다음 구멍을 단단한 PS 또는 PVC 폼으로 채우고 샌딩 처리한 후 유리 섬유로 덮습니다. 엉덩이 부분은 일반적으로 여러 층으로 붙여져 메인 패브릭으로 부드럽게 전환됩니다.

블레이드를 만드는 또 다른 방법은 여러 금화를 사용하는 것입니다. 공작물은 10~15개의 금박으로 접착되며, 이는 단단한 스트립이거나 서로 다른 밀도의 두 스트립으로 접착될 수 있습니다. 자작 나무 또는 낙엽송으로 가시금작의 스파 부분을 만드는 것이 좋습니다. 먼저, 완성된 것보다 3배 더 두꺼운 가시금작의 블랭크를 두 개의 칸막이로 접착합니다. 그 후 4개로 절단하여 원하는 두께로 가공합니다. 이 경우, 서로 다른 가시 블레이드의 날개보 부분은 바인딩을 위해 서로 다른 너비(0,35-XNUMXmm)로 만들어집니다. 스파링은 XNUMX-XNUMX개의 가시로, 꼬리 부분은 XNUMX-XNUMX개로 별도로 붙일 수 있습니다. 프로파일링 후에는 주로 플러터에 취약한 블레이드의 끝 부분이기 때문에 블레이드 끝에서 XNUMXR 길이의 앞쪽 가장자리에 플러터 방지 웨이트를 접착해야 합니다.

무게는 납이나 연강으로 만들어졌습니다. 접착 후 프로파일을 따라 처리되고 에폭시 수지에 유리 섬유 스트립을 사용하여 스파 프레임에 추가로 고정됩니다. 그런 다음 블레이드 전체를 유리 섬유로 덮을 수 있습니다.

블레이드를 제조하는 동안 조립 및 가공 후 블레이드의 질량이 계산된 질량과 최대한 다르지 않도록 부품의 무게를 지속적으로 모니터링해야 합니다.

저자: V.Artemchuk

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