Конструкція вертольотів каркас і трансмісія
Сторінка 8 з 10
Вали, що з'єднують двигун з редуктором несучих гвинтів або редуктор несучого гвинта з хвостовим редуктором мають велику частоту обертання (зазвичай 1-3 тисячі оборотів в хвилину). На малюнку 58 наведено варіант елемента хвостового вала. Вал спирається на підшипники кочення вимагають мастила і постійного контролю. Опори доцільно амортизувати гумовими втулками на болтах, що кріплять обойми, або гумовими кільцями в обіймах підшипників, для того щоб можливі биття валів не передавались на конструкцію вертольота.
Так як хвостова балка, вздовж якої проходить трансмісійний вал, може деформуватися в процесі польоту вал повинен витримувати кутові і лінійні переміщення. Для цього зазвичай вали робляться розрізними, а з'єднання валів виконуються у вигляді шліцьових муфт, карданів, пружних і еластичних муфт. Приклад пружної муфти показаної на малюнку 59 складається з набору гнучких металевих пластин, закріплених однією стороною до ведучого валу, а інший до веденого.
Малюнок 58. Елементи хвостового вала.
1 - карданне з'єднання, 2 - шлицевое телескопічне з'єднання, 3 - гумова прокладка, 4 - проміжна опора, 5 - з'єднувальний фланець.
Малюнок 59. Установка пружної муфти на трансмісійний вал.
За співвідношенням власних і вимушених частот коливань трансмісійні вали поділяються на докритичний і сверхкритические. На докритичних валах частота обертання нижче резонансної частоти. Протягом тривалого часу в вертольотобудуванні застосовувалися тільки такі трансмісійні вали. На сучасних вертольотах все частіше використовують сверхкритические вали. Вони мають велику довжину і внаслідок цього малу жорсткість, що забезпечує низькі частоти власних коливань. В результаті резонансні частоти виявляються нижче робочої частоти обертання і це не призводить до надмірного збільшення амплітуди в польоті. Однак, резонанс на валах настає при розкручуванні і гальмуванні несучого гвинта, тому в такій системі обов'язково повинні бути передбачені пристрої для гасіння коливань.
Використання довгих надкритичних валів дозволяє зменшити кількість опор в 2-3 рази, зменшити вагу, спростити обслуговування, підвищити надійність.
На малюнку 60 а, б представлена класична трансмісійна схема з великою кількістю опор і сверхкритический вал, що складається з 2-х окремих відрізків. Для запобігання надмірного биття цього валу на резонансній частоті посередині кожного відрізка встановлені гасителі коливань. Гасителі можуть мати найпростішу конструкцію, наприклад, у вигляді металевих обмежувачів з внутрішнім фторопластовим кільцем.
Крім того, в останні роки ведеться впровадження електромагнітних опор підшипників. Такі опори не вимагають мастила і практично не схильні до зносу. Однак, найважливіше вони практично не дають втрат тертя, які споживають значну частину потужності двигунів.
Ще одним напрямком створення високоефективних трансмісійних валів є застосування пружних валів. Раніше описані конструкції вимагали фізичного поділу відрізків, необхідного для синхронізації деформації вала з деформаціями фюзеляжу. Пружні конструкції мають на увазі можливість кутовий деформації без руйнування. Застосування електромагнітних опор і спеціальних муфт на вході і виході валу дозволяє йому мати поздовжні лінійні переміщення. Комбінація з цими пристроями забезпечує застосування єдиного нерозрізного вала, що володіє низькою вагою і високими експлуатаційними характеристиками (рисунок 60в).
Малюнок 60. Схема «класичного» (а), сверхкритического (б) і пружного сверхкритического (в) трансмісійного вала.
1 - відрізок валу, 2 - опора вала, 3 - гаситель коливань, 4 - електромагнітний підшипник.