Автомат перекоса

Автомат перекоса на радиоуправляемой модели вертолёта: 1 в невращающаяся внешняя тарелка (синяя); 2 в вращающаяся внутренняя тарелка (металл); 3 в шаровая опора; 4 в шаровой подшипник тяги управления тангажом тарелки; 5 в шаровой подшипник тяги управления креном тарелки; 6 в тяги (металл), идущие к лопастям несущего винта.

Динамика лопастей и их тяг во время их вращения, показанная в системе координат, вращающейся вместе с винтом (внизу виден механизм планшайба-стержни).

Ротор вертолёта Ка-26 соосной схемы

Автомат перекоса в механизм для управления несущим винтом вертолётов, автожиров и конвертопланов. Автомат перекоса позволяет управлять угловым положением вертолёта, регулируя тем самым угол крена и тангажа. Принцип управления основан на изменении циклического шага каждой лопасти несущего винта, то есть изменения шага вращающихся лопастей в зависимости от их угла поворота в основном вращении.

Устройство

В вертолетостроении применяются две конструктивных схемы автомата перекоса: Юрьева и Сикорского. Несмотря на кажущееся отличие по внешнему виду и кинематической схеме, принцип действия обеих конструктивных схем одинаков. Циклический шаг каждой лопасти зависит от наклона тарелки автомата перекоса, а общий шаг винта регулируется перемещением тарелки автомата перекоса вдоль оси вращения. Автомат перекоса Сикорского легко отличить от автомата перекоса Юрьева по внешнему виду: конструкция Сикорского содержит небольшие дополнительные серволопасти, а у юрьевского автомата перекоса их нет.

Угол установки каждой лопасти управляется через тягу. Эти тяги идут от плоскости вращения лопастей вниз, где крепятся к вращающемуся кольцу автомата перекоса (внутренняя тарелка), который вращается вместе с лопастями, но в плоскости, управляемой невращающимся кольцом. При отклонении плоскости этих колец относительно плоскости вращения винта вертолёта, угол установки каждой лопасти, в процессе своего кругового движения, меняется тягами, подсоединёнными к внутреннему кольцу. Кольца могут быть скреплены между собой осевым подшипником, внутреннее кольцо закреплено на оси ротора с помощью сферического подшипника. Внешнее кольцо заблокировано от прокручивания, и установлено в рамки для управления продольным и боковым отклонением плоскости тарелки.

Общий шаг несущего винта обычно регулируется через перемещение внутреннего кольца вдоль вала. Таким образом, тяги смещают шарниры крепления с лопастями и меняют угол установки каждой лопасти на одинаковое значение.

Управление

Наклон вертолёта вперёд или назад (по тангажу) и вбок (по крену) достигается за счёт создания разницы подъёмных сил, развиваемых лопастями несущего винта при его вращении, в зависимости от того, где находится лопасть в каждый момент времени. Так, например, для наклона вертолета вперёд тарелки автомата перекоса наклоняют таким образом, чтобы лопасти несущего винта увеличивали свой установочный угол (шаг), проходя над задней частью вертолёта, и уменьшали над передней, что приводит к соответствующему изменению из подъёмных сил. При этом также вводятся дополнительные поправки на гироскопический эффект от вращающегося винта, из-за которого аэродинамический момент крена вызывает дополнительный прецессионный наклон по тангажу (и наоборот).

Наклон вертолёта в каком-либо направлении приводит к увеличению горизонтальной проекции подъёмной силы несущего винта в этом направлении, что используется для управления горизонтальным движением вертолёта.

История

Из истории советского и российского вертолётостроения известно, что автомат перекоса изобрёл русский учёный Б. Н. Юрьев в 1911 г., проложив тем самым дорогу для развития вертолётов, так как первые модели без автомата перекоса были способны только к существенно неустойчивому полёту..

См. также

• Серволопатки