Хвостовая трансмиссия вертолета ми 8

Хвостовая трансмиссия вертолета ми 8

Трансмиссия вертолета Ми-8

ТРАНСМИССИЯ ВЕРТОЛЕТА.
Трансмиссия вертолета предназначена для изменения частоты вращения и передачи крутящего момента от двух газотурбинных двигателей ТВЗ-117 к несущему и рулевому винтам, вентилятору воздушной системы охлаждения и агрегатам, установленным на главном редукторе.
Трансмиссия (рис. 1) включает:
— главный редуктор ВР-14 (20);
— промежуточный редуктор (15);
— хвостовой редуктор (11);
— валы трансмиссии;
— систему торможения;
— приборы контроля трансмиссии.
Главный редуктор с помощью редукторной рамы крепится на потолочной панели к усиленным шпангоутам № 7 и 10 центральной части фюзеляжа.
Промежуточный редуктор крепится к шпангоуту № 3 концевой балки, а хвостовой редуктор — к фланцу шпангоута № 9 концевой балки.
Валы трансмиссии размещены в хвостовой и концевой балках, а тормоз несущего винта крепится к главному редуктору сзади на шпильках.

Рис. 1. Трансмиссия вертолета:

1. Тормоз несущего винта 56-1400-00
2. Стакан шлице вон
3. Кольцо уплотнительное
4. Гайка шлицевого стакана
5. Наконечник шлице вон
6. Кольцо разрезное
7. Опора
8. Обойма резиновая
9. Подшипник шариковый
10. Болт конусный
11. Редуктор хвостовой 246-1517-000
12. Гайка
13. Часть концевая шарнирная хвостового вала 24-1526-100
14. Соединение подвижное шлицевое
15. Редуктор промежуточный 8А-1515-000
16. Часть шарннрная хвостового вала 8А-1516-20
17 Часть задняя жесткая хвостового вала 24-1526-060
18. Часть шарннрная хвостового вала 8А-1516-30
19. Часть передняя жесткая хвостового вала 8А-1516-40
20. Редуктор главный ВР-14
21. Вентилятор
22. Вал карданный привода вентилятора 8А-6314-00

Рис. 2 Схема трансмиссии вертолета Ми-8

Рис. 3. Кинематическая схема рекуктора вертолета Ми-8.

Трансмиссия вертолёта (от лат. transmission — переход, передача) — совокупность агрегатов и узлов для передачи мощности отдвигателя (двигателей) к несущему винту (несущим винтам) и рулевому винту вертолёта. Различаютследующие основные типы Т. в.: одновинтового вертолёта с рулевым винтом; соосного вертолёта;двухвинтового вертолёта продольной схемы; двухвинтового вертолёта поперечной схемы; многовинтовоговертолёта.
Т. в. состоит, как правило, из следующих агрегатов и узлов: редукторов (главного, промежуточного,хвостового, объединительного и др.); трансмиссионных валов (соединительных и синхронизирующих), муфтэтих валов и их подшипниковых опор; приводов и агрегатов, необходимых для работы различных системвертолёта; муфт свободного хода и муфт сцепления; тормоза несущего винта; вентиляторной установки.
Редукторы предназначаются для преобразования высокой частоты вращения двигателей в низкую исоздания больших крутящих моментов, необходимых для вращения винтов; для изменения направления осивращения (например, горизонтальной оси вращения двигателя в вертикальную ось вращения несущеговинта); для восприятия нагрузок, создаваемых несущими и рулевыми винтами и передачи их элементамконструкции фюзеляжа; для привода во вращение различных агрегатов, обслуживающих вертолёт.Некоторые типы редукторов могут выполнять все эти функции (например, главные редукторы), другие типыредукторов — только отдельные функции (например, промежуточные и хвостовые редукторы).
Трансмиссионные валы служат для передачи вращения как от двигателя (двигателей) к редукторам, так иот редуктора к редуктору. В некоторых случаях трансмиссионные валы могут передавать вращение отглавных редукторов к несущим винтам. К трансмиссионным валам относятся также валы, передающиевращение от редукторов к вентиляторным установкам или каким-либо другим агрегатам.
Коробки приводов агрегатов могут иногда располагаться непосредственно на картерах редукторов, а внекоторых случаях являются самостоятельным агрегатом, приводимым во вращение посредствомспециального трансмиссионного вала от какого-либо редуктора.
Муфты сцепления предназначаются для соединения двигателя (двигателей) с Т. в. или отъединения его отнеё. При установке на вертолёте ГТД со свободными турбинами (Турбовальный двигатель) муфтысцепления не требуются.
Муфты свободного хода служат для автоматического отъединения двигателей от Т. в. при выходе из строяили остановке двигателя.
Тормоз несущего винта предназначается для фиксации винта во время стоянки вертолета и в некоторыхслучаях для подтормаживания несущего винта, продолжающего вращаться после посадки вертолёта.
Вентиляторная установка служит охлаждения (посредством радиаторов) масла ректоров и в некоторыхслучаях масла двигателя. Конструкция Т. в. в значительной степени зависит не только от числа несущихвинтов, но и от числа двигателей, установленных на вертолёте.
За рубежом часто под термином «трансмиссия» подразумевают только главные редукторы.

Трансмиссия вертолета

Трансмиссия вертолета — это конструктивная совокупность элементов (агрегатов) кинематической связи маршевых (основных) двигателей с несущим (или ненесущим) винтом и другими потребителями мощности, включающая в себя агрегаты и системы, необходимые для обслуживания самой трансмиссии, а также приводы других потребителей мощности.

Состав трансмиссии:

• — главный и промежуточный редукторы;
• — редуктор РВ;
• — соединительные и синхронизирующие валы с муфтами (эластичными, карданными, шлицевыми и др.) и их опоры;
• — вентиляторы системы охлаждения масла;
• — муфты свободного хода (МСХ);
• — тормоз НВ.

Общие требования

Трансмиссия вместе с ее системами и установленными иа ней агрегатами должна быть спроектирована и изготовлена так, чтобы в ожидаемых условиях эксплуатации в течение ресурса, сроков службы ее критические отказы (приводящие к катастрофической ситуации) на час полета оценивались в соответствии с предъявляемыми требованиями.

При отказе одного или большего числа двигателей (для вертолета с числом двигателей больше одного) мощность от работающих двигателей должна передаваться на винты и другие устройства, обеспечивающие продолжение полета и управление вертолетом. При отказе всех двигателей должно поддерживаться нормальное функционирование винтов на режиме авторотации и работа других устройств, необходимых для управления при снижении и посадке вертолета. Трансмиссия снабжается устройствами для автоматического отключения от нее любого двигателя в случае его выключения или отказа (например, с использованием МСХ).

Компоновка трансмиссии должна обеспечивать возможность ее обслуживания и замены деталей в соответствии с руководствами по технической эксплуатации и обслуживанию.

Для устранения разности электрических потенциалов между основными элементами трансмиссии и связанными с ними элементами вертолета должно быть обеспечено, где возможно, соединение этих элементов в общую массу непосредственным контактом или перемычками металлизации. Вспомогательные агрегаты должны, как правило, иметь «слабое звено» для защиты узлов трансмиссии от воздействия чрезмерного крутящего момента. «Слабое звено» конструируется так, чтобы в случае разрушения его обломки не вызывали повреждения других узлов трансмиссии или других приводов систем вертолета. Допускается размещать «слабое звено» в приводе от трансмиссии к агрегату. Статические и динамические (усталостные) напряжения и деформации всей номенклатуры основных деталей и узлов трансмиссии, а также вибрация узлов и мест крепления агрегатов трансмиссии не должны (при данных особенностях конструкции, используемых материалов и принятой технологии) превышать определенных значений. Эти значения устанавливаются с учетом опыта эксплуатации и результатов стендовых испытаний и испытаний серийных и ремонтных агрегатов трансмиссии с целью подтверждения достаточности статической и усталостной прочности агрегатов (узлов) трансмиссии, а также износостойкости их деталей.

Конструкция трансмиссии должна в течение определенного времени эксплуатации (назначенного ресурса) выдерживать воздействие повторяющихся в эксплуатации нагрузок без критических отказов трансмиссии.

Ресурсы комплектующих изделий (например, подшипников качения) устанавливаются на основании их испытаний в системе агрегатов (узлов) трансмиссии.

КОНСТРУКТИВНО-КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ТРАНСМИССИИ ВЕРТОЛЕТОВ

Трансмиссия одновинтового вертолета Ми-8 с РВ ( 4.2.1) включает в себя: главный редуктор (ГР) 2; тормоз НВ 3; хвостовой вал 4; промежуточный редуктор (ПР) 5; промежуточный вал 6; редуктор РВ 7; вал привода вентилятора масляно-воздушного радиатора 1. Мощность на привод НВ и РВ, агрегатов, обеспечивающих работу систем вертолета (насосов гидро- и маслосистем, электрогенератора, компрессора и датчика тахометра), поступает от правого и левого двигателей через ГР.

ГР устанавливается на вертолете на подкосах подредукторной рамы в верхней части вертолета. ПР предназначен для изменения направления передачи мощности. Редуктор РВ изменяет направление передачи мощности от ПР и понижает частоту вращения рулевого вала.

На легком вертолете ОН-6А фирмы Хьюз применена ККС трансмиссии. Характерным для этого вертолета является размещение двигателя и воздушного масло радиатора 2, применение сверхкритического вала 5 с демпфером 4 и отсутствие ПР. Вывод газовой струи в заднюю часть фюзеляжа 7 уменьшает его аэродинамическое сопротивление, а привод вентилятора маслорадиатора непосредственно от главного вала и исключение ПР существенно снижают общую массу трансмиссии.

Особенность трансмиссии вертолета СН-47 «Чинук» определяется его продольной схемой. Она состоит из редукторов переднего и заднего винтов 1 и 7, объединительного редуктора 3, двух угловых редукторов 5 двигателей 6, синхронизирующих валов 4, соединяющих двигатели с объединительным редуктором.

Легендарный вертолет Ми-8 отмечает 50-летний юбилей

Ровно 50 лет назад, 2 августа 1962 года, впервые поднялся в воздух первый опытный образец многоцелевого вертолета Ми-8. Ми-8 (по натовской классификации Hip) – советский и российский многоцелевой вертолет, созданный ОКБ М. Л. Миля в начале 60-х годов прошлого века. В настоящее время является самым массовым двухдвигательным вертолетом в мире, а также входит в число наиболее массовых вертолетов в истории авиации. Широко применяется для решения большого количества гражданских и военных задач. На вооружении советских ВВС вертолет находился с 1967 года и показал себя настолько удачным видом техники, что закупки его для российских ВВС продолжаются и по сей день. При этом вертолет Ми-8 эксплуатируется более чем в 50 странах мира, включая такие государства как Китай, Индия и Иран.

За свою полувековую историю серийного выпуска и конструкторских работ по усовершенствованию данного вертолета советскими и российскими конструкторами было создано порядка 130 различных модификаций, выпущено более 13 000 машин данного типа. На сегодняшний день это вертолеты Ми-8МТВ-1, МТВ-2, МТВ-5, Ми-8АМТШ, Ми-171, Ми-172. В 2012 году Ми-8 это не просто юбиляр – это первоклассный многофункциональный вертолет, который на сегодняшний день является одним из наиболее успешных продуктов отечественного вертолетостроения. Даже спустя 50 лет машина востребована по всему миру и приобретается даже государствами членами НАТО. С 2006 по 2008 годы в Чехию и Хорватию было поставлено 26 военно-транспортных вертолетов Ми-171Ш.

На сегодняшний день заводы по производству Ми-8/17 ОАО «Улан-Удэнский авиационный завод» и ОАО «Казанский вертолетный завод», входящие в состав холдинга «Вертолеты России» стабильно функционируют и загружены заказами на производство данных вертолетов на 2 года вперед. При этом работы по модернизации данной машины непрерывно продолжаются. ОАО «Московский вертолетный завод им. М.Л. Миля» сегодня осуществляет сборку первого опытного образца модернизированной версии вертолета Ми-171А2, также определен технический облик данного вертолета. Вертолет был создан на базе вертолета Ми-171 и должен стать достойным вариантом развития всего семейства вертолетов Ми-8.

Планируется, что данные вертолеты получат новую авионику, а в конструкции машины будут применены композиционных материалы, которые сделают вертолет существенно легче. Помимо этого модернизации подверглись все основные агрегаты и системы машины, были повышены ее летные и технические характеристики. Всего модернизация предусматривает порядка 80 нововведений. При этом экипаж вертолета будет сокращен до 2-х человек, что существенно скажется на его экономической эффективности.

За свою историю вертолеты семейства Ми-8 приняли участие в большом количестве локальных конфликтов, они спасли тысячи человеческих жизней, выдерживали суровые сибирские морозы, катастрофическую жару и резкие перепады температур, пыль пустынь и тропические ливни. Ми-8 летали на предельно малых высотах и высоко в горах, базировались вне аэродромной сети и приземлялись в труднодоступных местах при минимальном техническом обслуживании, каждый раз доказывая свою высокую надежность и эффективность. Созданный еще в середине прошлого века многоцелевой вертолет Ми-8 и сегодня является одним из наиболее востребованных в своем классе и еще многие годы будет востребован на российском и мировом рынке авиационной техники. За долгие годы производства Ми-8 стал основой для многих уникальных разработок, к примеру, «вертолета-амфибии» Ми-14.

Конструкция вертолета Ми-8

Вертолет Ми-8 был выполнен по одновинтовой схеме с рулевым винтом, трехопорным шасси и двумя газотурбинными двигателями. Фюзеляж машины обладает каркасной конструкцией и состоит из носовой, центральной, хвостовой и концевой балок. В носовой части вертолета находится кабина экипажа на трех человек: двух летчиков и бортмеханика. Остекление кабины обеспечивает экипажу вертолета хороший обзор, правый и левый блистеры выполнены сдвижными и оснащаются механизмами аварийного сбрасывания.

В центральной части фюзеляжа находилась кабина размерами 5.34 х 2.25 х 1.8 метра. В транспортном варианте она имела грузовой люк со створками, который увеличивал ее длину до 7,82 м. и центральную сдвижную дверь размерами 0,62 на 1,4 метра, которая имела механизм аварийного сбрасывания. На полу грузовой кабины находились электролебедка и швартовочные узлы, а над самой дверью устанавливалась стрела электролебедки. Грузовая кабина вертолета была рассчитана на транспортировку грузов массой до 4 тонн и снабжалась откидными сидениями, на которых могли разместиться 24 пассажира, также здесь имелись узлы крепления для 12 носилок. По желанию заказчика на вертолет может устанавливаться система внешней подвески грузов: шарнирно-маятниковая на 2500 кг. и тросовая на 3000 кг., а также лебедка грузоподъемностью в 150 кг.

В пассажирской версии вертолета кабина имела размеры 6.36 х 2.05 х 1.7 метра и оснащалась 28 креслами, которые ставились в 2 ряда с каждого борта с шагом 0.74 м. и проходом 0.3 м. В задней части кабины с правой стороны размещался гардероб, а в задней части створок был сделан проем под заднюю входную дверь, которая состояла из трапа и створок.

Хвостовая балка вертолета имела клепаную конструкцию балочно-стрингерного типа и оснащалась работающей обшивкой. Она снабжалась узлами для крепления хвостовой опоры и управляемого стабилизатора. Вертолет оснащался стабилизатором размером 2.7 м. и площадью 2м2 с профилем NACA 0012, его конструкция была однолонжеронной.

Шасси вертолета было трехопорным, неубирающимся. Передняя опора шасси была самоориентирующейся и состояла из 2-х колес размерами 535 х 185 мм. Главные опоры вертолета форменного типа оснащались жидкостно-газовыми двухкамерными амортизаторами и колесами размера 865 х 280 мм. На вертолете также имелась хвостовая опора, которая служила для предотвращения касания земли рулевым винтом. Опора состояла из амортизатора, 2-х подкосов и опорной пяты. Колея шасси составляла 4,5 метра, база шасси – 4,26 метра.

Силовая установка вертолета включала в себя 2-а турбовальных ГТД со свободной турбиной ТВ2-117АТ производства Санкт-Петербургского НПО им. В.Я.Климова. На вертолетах Ми-8Т ее мощность составляла 1250 кВт, на Ми-8МТ, АМТ и МТБ устанавливалась турбина ТВЗ-117МТ мощностью в 1435 кВт. Газотурбинные двигатели монтировались сверху фюзеляжа и прикрывались общим капотом, имеющим открывающиеся створки. Двигатели вертолета снабжались пылезащитными устройствами, их масса составляла 330 кг.

Топливная система включала в себя расходный топливный бак емкостью в 445 литров, правый подвесной бак емкостью в 680 или 1030 литров, левый подвесной бак емкостью в 745 или 1140 литров, а также дополнительный бак в грузовой кабине емкостью в 915 литров. Трансмиссия вертолета состояла из 3-х редукторов: главного, промежуточного и хвостового, несущего винта и валов тормоза. Главный редуктор вертолета обеспечивает передачу мощности от двигателей, которые имеют скорость вращения выходных валов 12 000 об/мин, к несущему винту со скоростью в 192 об/мин, а также рулевому винту со скоростью в 1 124 об/мин и вентилятору – 6 021 об/мин, который служит для охлаждения главного редуктора и маслорадиаторов двигателей. Общая масса маслосистемы вертолета составляет 60 кг.

Управление вертолета было дублированным, с тросовой и жесткой проводкой, а также гидроусилителями, которые приводились в действие от дублирующей и основной гидросистем. Имеющийся четырехканальный автопилот АП-34Б обеспечивал вертолету стабилизацию в полете по курсу, крену, высоте и тангажу. Основная гидравлическая система вертолета обеспечивала работу всех гидроагрегатов, давление в системе составляло 4,5 МПа, дублирующая система обеспечивала только работу гидроусилителей, давление в ней равнялось 6,5 МПа.

Вертолет Ми-8 был оснащен системой вентиляции и отопления, которая обеспечивала подачу холодного и подогреваемого воздуха в кабины пассажиров и экипажа. Также на вертолете имелась противообледенительная система, которая защищала от обледенения лопасти рулевого и несущего винтов, а также воздухозаборники двигателей и передние стекла кабины экипажа. Оборудование для полетов по приборам в сложных метеоусловиях, а также в ночное время включало в себя авиагоризонт, комбинированную курсовую систему, радиовысотомер, автоматический радиокомпас и 2 указателя скорости вращения несущего винта.

В настоящее время ВС России по-прежнему продолжают закупать вертолеты Ми-8. В рамках госооборонзаказа до 2020 года в войска должны поступить машины Ми-8АМТШ. Ми-8АМТШ – это штурмовой военно-транспортный вертолет (экспортное обозначение Ми-171Ш). Вертолет предназначен для борьбы с бронированными наземными, надводными, подвижными и неподвижными малоразмерными целями, для поражения живой силы противника, перевозки десанта, грузов, раненных, а также выполнения поисково-спасательных операций. Вертолет разработан на Улан-Удэнском авиационном заводе в тесном сотрудничестве с ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля».

Для решения боевых задач вертолет может оснащаться системой ракетного и стрелково-пушечного вооружения, а также комплексом средств защиты от поражения, санитарным и десантно-транспортным оборудованием, а также приборным и радиоэлектронным оборудованием, которое позволяет вертолету совершать полеты в любое время суток, в том числе и в сложных метеоусловиях. При этом переоборудование вертолета Ми-8АМТШ из боевого варианта в санитарный или десантно-транспортный не требует много времени и может быть осуществлено непосредственно в период подготовки к полету на выполнение соответствующего задания.

Для увеличения боевой живучести машины данный вертолет оснащается автоматом сброса отражателей АСО-2В, экранно-выхлопными устройствами ЭВУ, комплектом съемных бронеплит, которые прикрывают экипаж, протектированными подвесными топливными баками, а также топливными баками с пенополиуретановым заполнителем.

В состав экипажа машины входят:

– командир – левый летчик, занимается пилотированием вертолета, осуществляет прицеливание и использование неуправляемого вооружения, при пуске управляемых ракет выполняет режим «выстреливания».
– второй летчик, занимается пилотированием вертолета в помощь командиру экипажа; выполняет функции оператора комплекса «Штурм-В» при поиске целей, пуске и наведении на цель управляемых ракет, а также выполняет обязанности штурмана.
– бортмеханик, помимо выполнения своих штатных функций выполняет также функции стрелка кормовой и носовой пулеметных установок.

Главной отличительной особенностью вертолетов Ми-8АМТШ стало включение в состав их вооружения современных ПТУР «Штурм-В» и УР класса воздух-воздух «Игла-В». Комплекс высокоточных управляемых ракет «Штурм» позволяет достаточно эффективно поражать бронетехнику, в том числе оснащенную динамической защитой, малоскоростные воздушные цели, живую силу и укрепленные пункты противника. По комплексу возможного вооружения МИ-8АМТШ вплотную приблизился к ударному вертолету Ми-24, обладая при этом большей вариативностью применения.

Источники информации:
— http://www.vertolet-media.ru/helicopters/mvz/mi-8amtsh/
— http://www.armstrade.org/includes/periodics/news/2012/0731/150014112/detail.shtml
— http://www.aviastar.org/helicopters_rus/mi-8-r.html
— http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8-8

хвостовой вал трансмиссии вертолета

Изобретение относится к конструкции хвостового вала трансмиссии вертолета, оснащенного измерителем крутящего момента. Хвостовой вал трансмиссии вертолета содержит трубчатые секции (1) с соединительными фланцами и опорные шлицевые муфты (3, 4), соединяющие секции, измеритель крутящего момента с датчиком (19) и двумя индукторами в виде зубчатых венцов (13, 18). Базой для измерения выбрана длина одной из трубчатых секций, при этом секция снабжена внутренним валом (7), жестко прикрепленным к одному ее концу, а другой конец внутреннего вала установлен с помощью опоры (20) вблизи другого конца трубчатой секции и снабжен концевым фланцем, расположенным между соединительным фланцем секции и фланцем опорной шлицевой муфты с возможностью их свободного проворота относительно концевого фланца внутреннего вала. Зубчатый венец одного индуктора расположен на концевом фланце внутреннего вала, а зубчатый венец второго индуктора — на соединительном фланце секции. Изобретение повышает надежность летательного аппарата. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения

1. Хвостовой вал трансмиссии вертолета, содержащий трубчатые секции с соединительными фланцами и опорные шлицевые муфты, соединяющие секции, отличающийся тем, что он снабжен измерителем крутящего момента с датчиком и двумя индукторами в виде зубчатых венцов, связанными с двумя сечениями вала, определяющими базу измерения скручивания вала, причем базой для измерения выбрана длина одной из трубчатых секций, при этом секция снабжена внутренним валом, жестко прикрепленным к одному ее концу, а другой конец внутреннего вала установлен с помощью опоры вблизи другого конца трубчатой секции и снабжен концевым фланцем, расположенным между соединительным фланцем секции и фланцем опорной шлицевой муфты с возможностью их свободного проворота относительно концевого фланца внутреннего вала, причем зубчатый венец одного из индукторов расположен на концевом фланце внутреннего вала, а зубчатый венец второго индуктора — на соединительном фланце секции.

2. Хвостовой вал трансмиссии вертолета по п.1, отличающийся тем, что в концевом фланце внутреннего вала выполнены окна, а на соединительном фланце секции выполнены выемки для межоконных перемычек фланца внутреннего вала.

3. Хвостовой вал трансмиссии вертолета по п.1, отличающийся тем, что внутренний вал снабжен промежуточной опорой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к трансмиссии вертолета, и может быть использовано в конструкции хвостового вала трансмиссии, выполненного с возможностью установки измерителя крутящего момента.

Отечественное вертолетостроение до настоящего времени ограничивалось использованием измерителей крутящего момента при стендовых испытаниях разрабатываемых вертолетов, а закладываемые в конструкцию прочность и ресурс позволяли отказаться от установки непосредственно на агрегатах вертолета измерителей крутящего момента. В настоящее время для соответствия требованиям сертификации авиационной техники в разрабатываемых конструкциях предусматривают установку измерителей крутящего момента на валах некоторых агрегатов, в том числе и на хвостовом вале трансмиссии.

Трансмиссии отечественных вертолетов, например вертолета Ми-8, выполнены с хвостовым валом, имеющим секционную конструкцию («Вертолет Ми-8», Техническое описание, книга II, «Машиностроение», 1970, стр.90, 98).

Известные технические решения, касающиеся выполнения средств для установки на вращающихся валах измерителя крутящего момента (SU 547656, G01L 3/00, 1977; US 3194065, 73-136, 1965; US 3548649, 73-136, 1970; US 3844168, 73-36, 1974; US 3888116, 73-136, 1975), предназначены преимущественно для использования в лабораторных условиях или в общем машиностроении и не учитывают особенностей авиационной техники. Конструкции включают установленные снаружи на участок упругого вала дополнительные элементы типа муфты или рукава, т.е. наружный трубчатый элемент, определяющий базовое расстояние между двумя сечениями вала для измерения его крутильной деформации. С помощью пары зубчатых колес, одно из которых установлено на конце наружного трубчатого элемента, а второе — непосредственно на валу, определяют скручивание вала на базовом участке, анализируя импульсные электромагнитные или световые сигналы датчика с последующим преобразованием сигнала в величину крутящего момента вала.

Однако в отличие от общего машиностроения в авиации подобная доработка вала с наружным креплением к валу рукава, несущего одно из зубчатых колес, может привести к нарушению целостности вала, а также не всегда возможна или не желательна по соображениям общей компоновки летательного аппарата.

Кроме того, секционное решение горизонтальной части хвостового вала вертолета («Вертолет Ми-8», Техническое описание, книга II, «Машиностроение», 1970, стр.90 рис.105, стр.98 — ближайший по конструкции аналог заявляемого устройства) предоставляет возможность иного решения технической задачи — путем использования выбранной части или секции вала в качестве базовой длины отрезка вала при оборудовании вала измерителем крутящего момента. Части хвостового вала, жесткие и шарнирные, соединены между собой шлицевыми муфтами и фланцами, которые соединены четырьмя болтами. Части хвостового вала опираются на опоры, крепящиеся к шпангоутам фюзеляжа и хвостовой балки и содержащие подшипники, в которых вращается вал.

Задачей, решаемой заявляемым техническим решением, является повышение надежности летательного аппарата за счет установки измерителя крутящего момента, показания которого отражены в кабине летчика, а также снижение веса и габаритов оборудования за счет выполнения хвостового вала трансмиссии вертолета со средствами для установки зубчатых индукторов, предназначенных для взаимодействия с датчиком при измерении крутящего момента вала, без использования наружного рукава.

Поставленная задача решена благодаря тому, что хвостовой вал трансмиссии вертолета, содержащий трубчатые секции с соединительными фланцами и опорные шлицевые муфты, соединяющие секции, — снабжен измерителем крутящего момента с датчиком и двумя индукторами в виде зубчатых венцов, связанными с двумя сечениями вала, определяющими базу измерения скручивания вала, причем базой для измерения выбрана длина одной из трубчатых секций, при этом секция снабжена внутренним валом, жестко прикрепленным к одному ее концу, а другой конец внутреннего вала установлен с помощью опоры вблизи другого конца трубчатой секции и снабжен концевым фланцем, расположенным между соединительным фланцем секции и фланцем опорной шлицевой муфты с возможностью их свободного проворота относительно концевого фланца внутреннего вала, причем зубчатый венец одного индуктора расположен на концевом фланце внутреннего вала, а зубчатый венец второго индуктора — на соединительном фланце секции.

При этом в концевом фланце внутреннего вала выполнены окна, а на соединительном фланце секции выполнены выемки для межоконных перемычек фланца внутреннего вала. Кроме того, внутренний вал снабжен промежуточной опорой.

Размещение дополнительного вала, несущего зубчатый венец индуктора, отражающий угловое положение сечения вала, соответствующее одному концу секции, не снаружи вала трансмиссии, а внутри секции вала, при размещении упомянутого зубчатого венца на фланце, выполненном на свободном конце этого внутреннего вала, рядом с зубчатым венцом второго индуктора, позволили создать компактную конструкцию, вписанную в компоновку между элементами типичного секционного хвостового вала трансмиссии вертолета. Это дает возможность повысить надежность вертолетов и модернизировать существующие вертолеты в соответствии с требованиями сертификации авиационной техники.

Свободный проворот фланцевого узла соединения секции с муфтой относительно концевого фланца внутреннего вала, не подверженного скручиванию при передаче крутящего момента, обеспечен указанным взаимным расположением окон и выемок в соответствующих элементах узла.

Внутренний вал снабжен опорой со стороны своего свободного конца, обеспечивающей центрирование концевого фланца, и промежуточной опорой, предотвращающей прогиб вала при высоких оборотах.

Конструкция секции хвостового вала трансмиссии с измерителем крутящего момента поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 — разрез одной трубчатой секции вала;

на фиг.2 — увеличенный вид концевой части секции вала фиг.1;

на фиг.3 — концевая часть секции, в разрезе, вид в изометрии.

Хвостовой вал трансмиссии состоит из горизонтальной части: от главного редуктора до промежуточного редуктора, и наклонной части: от промежуточного редуктора до хвостового редуктора. Горизонтальная часть хвостового вала состоит из нескольких трубчатых секций 1, установленных на опорах 2 и соединенных размещенными в опорах шлицевыми муфтами 3, 4. На опорных шлицевых муфтах 3, 4 (в корпусе опоры) в резиновых обоймах установлены радиальные шарикоподшипники (не показаны). Шлицевые муфты 3, 4 предназначены для компенсации угловых и линейных перемещений хвостового вала. Подсоединение трубчатых секций 1 к шлицевым муфтам 3, 4 осуществляется с помощью фланцев 5 и болтов 6. Внутри трубчатой секции 1 хвостового вала расположен внутренний вал 7, один конец которого с помощью фланца 8 жестко прикреплен к соединительному фланцу 5 секции 1 с помощью заклепок 9.

Другой, свободный конец внутреннего вала 7 снабжен: стаканом 10, прикрепленным к нему с помощью заклепок, опорой 11, центрирующей стакан 10, и концевым фланцем 12 с выполненным на нем зубчатым венцом индуктора 13. Фланец 12 прикреплен к стакану 10 через кольцо 14 с помощью болтов 15 и расположен между присоединительным фланцем 16 секции 1 и фланцем опорной шлицевой муфты 4.

Для свободного проворота присоединительного фланца 16 секции 1 (совместно с фланцем шлицевой муфты 4) относительно концевого фланца 12 внутреннего вала 7 при скручивании секции 1 вала под действием крутящего момента — в концевом фланце 12 выполнены окна, расположенные между перемычками 17, а на фланце 16 секции 1 (между зонами расположения отверстий под крепежные болты) выполнены выемки (углубления) для межоконных перемычек 17 фланца 12 внутреннего вала 7 (фиг.2, 3).

На фланце 16 секции 1 установлен с помощью заклепок зубчатый венец второго индуктора 18, расположенный рядом с зубчатым венцом индуктора 13, а вблизи обоих зубчатых индукторов 13 и 18 установлен датчик 19 измерителя крутящего момента, который закреплен с помощью кронштейна (не показан) на опоре шлицевой муфты 4. Зубчатые венцы индукторов 13, 18 связаны, таким образом, с концевыми сечениями секции, определяющими базу для измерения крутильной деформации вала.

В середине секции 1 внутренний вал 7 опирается на дополнительную, промежуточную опору 20, не позволяющую ему прогибаться при вращении с критическими оборотами.

Устройство работает следующим образом.

При передаче крутящего момента происходит закрутка вала хвостовой трансмиссии, в том числе и закрутка на некоторый угол одного конца секции 1 относительно другого конца секции 1 вала. Длина секции 1 (расстояние между двумя фланцами секции) определяет базу измерения скручивания между двумя сечениями вала при измерении крутящего момента хвостового вала трансмиссии. Внутренний вал 7 не закручивается, так как не участвует в передаче крутящего момента. При этом фланец 16 секции 1 вала (с зубчатым венцом индуктора 18) свободно перемещается при закручивании секции относительно концевого фланца 12 внутреннего вала 7 (с зубчатым венцом индуктора 13) и относительно другого фланца 5 секции 1 на тот же угол .

Таким образом, происходит смещение зубьев зубчатого венца индуктора 18 относительно зубьев зубчатого венца индуктора 13 на угол , которое отражается в индуцируемых сигналах и считывается датчиком 19 измерителя крутящего момента, установленным вблизи зубчатых венцов индукторов 13 и 18. Сигналы датчика 19 затем преобразуются в величину крутящего момента вала.

Установка агрегатов модернизированной трансмиссии 8М-1500-000

В течение ряда лет был проведён комплекс работ, выполненных согласно совместным решениям промышленности с участием всех заинтересованных предприятий и организаций.

В результате работ по повышению надёжности, несущей способности, а также ресурсных показателей хвостовой трансмиссии вертолетов Ми-8МТВ, Ми-171, Ми-171Е, Ми-8АМТ и их модификаций, на смену стандартной хвостовой трансмиссии 8А-1500-000 была разработана и запущена в серийное производство модифицированная трансмиссия 8М-1500-000, которая обладает рядом существенных преимуществ по сравнению со стандартной.

Производителем агрегатов модифицированной хвостовой трансмиссии (АМХТ) является АО «Редуктор-ПМ».

Установка агрегатов модернизированной трансмиссии 8М-1500-000

Применяемые бюллетени

Номер
бюллетеня Объект применения Применимость Краткое описание

АМТ3096-БУ-Г	Ми-8АМТ	Вертолёты Ми-8АМТ и их модификации	Трансмиссия — установка модифицированной хвостовой трансмиссии
АМТ3096-БУ-АБ	Ми-8АМТ, Ми-171, Ми-171Е	Вертолёты Ми-8АМТ, Ми-171, Ми-171Е и их модификации	Трансмиссия — установка модифицированной хвостовой трансмиссии
Т3033-БУ-Г	Ми-8МТВ-1	Вертолёты Ми-8МТВ-1 гражданского назначения	Замена агрегатов хвостовой трансмиссии
Т3528-БУ-АБ	Ми-17-1В, Ми-17В-5	Вертолёты Ми-17-1В и Ми-17В-5	Замена агрегатов хвостовой трансмиссии

Условия проведения работ

Место выполнения работ	В условиях эксплуатирующей организации
Исполнитель	АО «ВСК»; АО «У-УАЗ»; ПАО «КВЗ»
Срок выполнения работ	25* дней
Технический персонал	6* человек

* приведённые значения являются ориентировочными.

Примечание.
Монтаж и демонтаж модифицированных агрегатов хвостовых трансмиссий на вертолётах может выполняться силами эксплуатирующих подразделений согласно «Руководства по технической эксплуатации вертолетов» с учетом бюллетеней шифров БУ-Г, БУ-АБ.

Наименование и обозначение агрегатов модифицированной хвостовой трансмиссии (АМХТ):

• промежуточный редуктор 8М-1515-000;
• хвостовой вал 8М-1516-000;
• хвостовой редуктор 8М-1517-000.

Данные агрегаты взаимозаменяемы* с агрегатами хвостовой трансмиссии 8А-1500-000 как комплектом, так и поэлементно согласно бюллетеням** и письму* Разработчика, но, по сравнению со стандартной трансмиссией, обладают повышенными ресурсными показателями и рядом как конструктивных, так и эксплуатационных преимуществ. Модифицированные агрегаты предназначены для эксплуатации взамен ранее разработанных агрегатов хвостовой трансмиссии (АХТ – 8А-1500-000):

• промежуточного редуктора 8А-1515-000;
• хвостового вала 8А-1516-000;
• хвостового редуктора 246-1517-000.

I. Основные преимущества агрегатов модифицированной трансмиссии:

1. Промежуточный редуктор 8М-1515-000.

Шлифовка зубьев шестерен модифицированного промежуточного редуктора 8М-1515-000 (в отличии от 8А-1515-000) позволила увеличить запасы прочности в 1,72 раза на изгиб и в 1,35 раза на контакт, а применение подшипников большей грузоподъемности позволило увеличить их долговечность от 1,18 до 3,74 раза (по сравнению с 8А-1515-000), что в свою очередь нашло отражение в увеличении ресурсных показателей.

2. Модифицированный хвостовой вал 8М-1516-000.

В частях модифицированного хвостового вала, включающих в себя трубы и шлицевые муфты, применены трубы увеличенного диаметра и муфты с применением шлицов с профилями, позволившими увеличить площадь контакта и снизить напряжения смятия. Кроме того в 1,5 раза увеличен объем смазки в шлицевых муфтах.

3. Модифицированный хвостовой редуктор 8М-1517-000.

В модифицированном редукторе применены конические зубчатые колеса с круговым спиральным зубом. Аналогично промежуточному редуктору, шлифовка зубьев модифицированного редуктора позволила увеличить запасы прочности на изгиб в 1,71 раза и на контакт в 1,34 раза, а применение подшипников большей грузоподъемности позволило увеличить их долговечность от 1,17 до 2,2 раза.

Модифицированные агрегаты хвостовой трансмиссии для семейства вертолетов Ми-8МТВ, Ми-8АМТ и их модификаций обеспечивают:

• увеличение пропускаемой пиковой мощности трансмиссии до 1050 л.с. (вместо 900 л.с. для трансмиссии 8А-1500-000);
• работу редукторов на маслосмеси 50% масла ТСгип и 50% масла АМГ-10, на масле Б-ЗВ и на масле Turbonycoil-98 по сравнению только с маслосмесью 50% масла ТСгип и 50% масла АМГ-10 в агрегатах трансмиссии 8А-1500-000.

Ресурсные показатели агрегатов ХТ вертолетов семейства Ми-8/Ми-17

Хвостовой вал Промежуточный редуктор Хвостовой редуктор Вертолеты Установленный показатель *** 8А-1516-000 8М-1516-000 8А-1515-000 8М-1515-000 246­-1517-000 8М-1517-000

Ми-8МТВ-1, Ми-8АМТ	Р1Р/1РСС	2000/10	3000/14	2000/10	3000/15	2000/10	3000/15
	MРР/МРСС	2000/8	3000/14	2000/8	3000/15	2000/8	3000/15
	НР/НСС	8000/-	12000/-	8000/-	12000/-	8000/-	12000/-
Ми-171	Р1Р/1РСС	2000/10	3000/14	2000/10	3000/15	2000/10	3000/15
	MРР/МРСС	2000/8	3000/14	2000/8	3000/15	2000/8	3000/15
	НР/НСС	8000/-	12000/-	8000/-	12000/-	8000/-	12000/-
Ми-17-1 В	Р1Р/1РСС	1500/9	3000/14	1500/9	3000/15	1500/9	3000/15
	MРР/МРСС	2000/14	3000/14	2000/15	3000/15	2000/14	3000/15
	НР/НСС	6000/-	12000/-	6000/-	12000/-	6000/-	12000/-
Ми-171Е	Р1Р/1РСС	2000/10	3000/14	2000/10	3000/15	2000/10	3000/15
	MРР/МРСС	2000/8	3000/14	2000/8	3000/15	2000/8	3000/15
	НР/НСС	8000/-	12000/-	8000/-	12000/-	8000/-	12000/-
Ми-17В-5	Р1Р/1РСС	1500/9	3000/14	1500/9	3000/15	1500/9	3000/15
	MРР/МРСС	2000/14	3000/14	2000/15	3000/15	2000/14	3000/15
	НР/НСС	6000/-	12000/-	6000/-	12000/-	6000/-	12000/-

***
Р1Р – ресурс до первого капитального ремонта, час.;
1РСС – срок службы до первого капитального ремонта, год;
МРР – межремонтный ресурс, час.;
МРСС – межремонтный срок службы, год:
НР – назначенный ресурс, час;
НСС – назначенный срок службы, год.

II. Эксплуатационные особенности АМХТ

Модифицированные агрегаты хвостовой трансмиссии сохраняют работоспособность и нормально функционируют в течение оговоренного ресурса и срока службы на земле и в полете в диапазоне эксплуатационных режимов в различных климатических условиях, в том числе морского и тропического климата, с относительной влажностью до 100% при температуре до плюс 35°С. Модифицированные агрегаты могут эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от минус 60 до плюс 50°С, а также на высотах до 6500 м над уровнем моря. Они соответствуют требованиям АП-29, FAR-29.

III. Дополнительные сведения

Масса вертолета изменяется +9,475кг.
Центровка вертолета изменяется на 9мм назад.
Ресурсы и сроки службы вертолета и его систем при установке АМХТ — без изменений.

* Взаимозаменяемость модифицированных агрегатов хвостовой трансмиссии подтверждена письмом Разработчика (АО «МВЗ им М.Л.Миля») исх.№13267/8 от 29.12.2015 и письмом Производителя (АО «Редуктор-ПМ») модифицированной трансмиссии исх.№ 275-41/исх.-5610 от 06.07.2015.

Модифицированный промежуточный редуктор 8М-1515-000 полностью взаимозаменяем с промежуточным редуктором 8А-1515-000.

Модифицированный хвостовой вал 8М-1516-000 полностью взаимозаменяем с хвостовым валом 8А-1516-000, однако, установка хвостового вала 8А-1516-000 совместно с модифицированными промежуточным редуктором 8М-1515-000 и хвостовым редуктором 8М-1517-000 не допускается.

Модифицированный хвостовой редуктор 8М-1517-000 взаимозаменяем с хвостовым редуктором 246-1517-000 по местам соединения с рулевым винтом, с органами управления полностью.

По месту соединения хвостового редуктора с фюзеляжем взаимозаменяемость частичная:
два болта крепления редуктора 8М-1517-000 заменены шпильками, на которые установлены самоконтрящиеся гайки, а также заменен кронштейн крепления текстолитовых направляющих цепи путевого управления.

Основные агрегаты трансмиссии

Трансмиссия вертолета предназначена для передачи мощности двигателей на несущий и рулевой винты с необходимыми частотами вращения, соответствующими наивыгоднейшим условиям работы винтов.

Основными агрегатами трансмиссии являются:

Ø Главный редуктор ВР-14

Ø Промежуточный редуктор;

Ø Хвостовой редуктор;

Ø Хвостовой вал трансмиссии;

Ø Вал привода вентилятора;

Ø Тормоз несущего винта.

Промежуточный редуктор

Промежуточный редуктор предназначен для изменения направления оси хвостового вала трансмиссии на угол 45 0 в соответствии с направлением концевой балки.

Изменение направления оси хвостового вала достигается применением в редукторе пары конических зубчатых колес с одинаковым количеством зубьев без изменения частоты вращения ведущего и ведомого валов редуктора.

Смазка промежуточного редуктора — барботажная. Избыточное давление воздуха из картера стравливается через суфлер, расположенный в его верхней части (слева). В картере имеется отверстие для магнитной пробки. Масло в редуктор заливается через штуцер масломерного щупа.

Для смазки редуктора применяется масло для гипоидных передач. В зимнее время масло разжижается гидросмесью АМГ-10 в соотношении 1:3 по объему. Контроль заправки редуктора маслом — по масломерному стеклу с рисками «В» и «Н» и с помощью щупа.

Рис. 4.1. Промежуточный редуктор

1 – Ведущая шестерня;

2 – Ведомая шестерня;

3 – Картер;
4 – Стакан ведущей шестерни;

5 – Стакан ведомой шестерни;
6 – Суфлер;

7 – Масломерное стекло;
8 – Приемник температуры масла П-1;
9 – Магнитная пробка (пробка-сигнализатор стружки ПС-1).

Основные технические данные редуктора:

— передаточное число 1;

— направление вращения, если смотреть со

стороны фланца ведущей шестерни левое;

— номинальная частота вращения валов 2594 об /мин;

— сухая масса редуктора 23,9-24,9кг;

— количество заливаемого масла 1,3л;

— температура масла на всех режимах не более 110 0 С.

Хвостовой редуктор

Хвостовой редуктор предназначен для передачи вращения от хвостового вала к рулевому винту с заданной частотой вращения.

Передача мощности на рулевой винт осуществляется парой конических колес со спиральными зубьями, угол между осями вращения которых равен 90 0 .

Внутри картера редуктора, кроме конических колес, размещен узел механизма управления переменным шагом рулевого винта. Внутри ведомого вала размещается шток, с помощью которого производится изменение шага рулевого винта. Поступательное движение штока осуществляется за счет червячного механизма, получающего вращение от звездочки с винтовой внутренней нарезкой.

Смазка редуктора — барботажная.

Рис. 4.2. Хвостовой редуктор

1 – Фланец; 2 – Подшипник; 3 – Ведомое зубчатое колесо;
4 – Суфлер; 5 – Втулка со звездочкой; 6 – Ходовой винт; 7 – Картер; 8 – Ведущий вал; 9 – Втулка; 10, 11 – Подшипники;
12 – Ведущее зубчатое колесо; 13 – Подшипник; 14 – Шток управления рулевым винтом; 15 – Ведомый вал.

В редуктор заливается масло для гипоидных передач, в зимнее время разжиженное гидросмесью АМГ-10 в соотношении 1:3 по объему.

Контроль заправки редуктора маслом — по масломерному стеклу с рисками «В» и «Н» и с помощью щупа.

В картере редуктора имеются два отверстия под установку магнитных пробок.

Наличие двух магнитных пробок и двух масломерных стекол обеспечивает применение хвостового редуктора на вертолете Ми-8Т (с толкающим рулевым винтом).

Сверху в картер ввернут суфлер.

Основные технические данные редуктора:

— номинальная частота вращения:

o ведущего вала 2594 об /мин;

o вала рулевого винта 1120 об /мин;

— передаточное число 0,4318;

— направление вращения ведущего вала левое, если смотреть со стороны привода;

— направление вращения ведомого вала правое, если смотреть со стороны рулевого винта;

— сухая масса 57,9-59,2кг;

— количество заливаемого масла 1,7л;

— полный ход штока рулевого винта 67,75-69,15мм;

— температура масла на всех режимах не более 110 0 С.

Подогрев редукторов (промежуточного и хвостового) необходимо производить:

— на неразжиженном масле — при понижении температуры наружного воздуха ниже +5 0 С до температуры агрегатов не менее +10 0 С;

— на разжиженном масле — при понижении температуры наружного воздуха ниже -30 0 С до температуры агрегатов не менее -15 0 С.

4.4. Хвостовой вал трансмиссии

Хвостовой вал трансмиссии предназначен для передачи крутящего момента от главного редуктора через промежуточный и хвостовой редукторы к рулевому винту.

Хвостовой вал расположен на семи опорах, роль которых выполняют шариковые подшипники, и состоит из четырех шарнирных и двух жестких частей (передней и задней).

Соединение частей вала осуществляется с помощью шлицевых муфт и фланцев. Шлицевые муфты заполняются гипоидным маслом.

Средняя и концевая шарнирные части имеют подвижные шлицевые соединения, предназначенные для компенсации отклонений в линейных размерах фюзеляжа, хвостовой балки и хвостового вала, а также для обеспечения возможности изменения длины вала при изгибе балки в полете и удобства монтажа (демонтажа) упомянутых агрегатов.

Масса вала — 56-58кг.

Излом вала в шлицевых муфтах не должен превышать 1,2мм по индикатору измерителя.

Биение в любом пролете должно быть не более 0,45мм.

Источник: nevinka-info.ru