ТРАНСМИССИЯ ВЕРТОЛЕТА
1. Общие сведения
Трансмиссия предназначена для передачи мощности от двух газотурбинных двигателей на винты вертолета с числом оборотов, соответствующим наивыгоднейшим условиям работы винтов. Посредством трансмиссии также обеспечивается определенное направление вращения несущего и рулевого винтов и передача мощности к вентилятору и вспомогательным агрегатам, расположенным на главном редукторе.
Основными элементами трансмиссии являются: главный редуктор ВР-2, промежуточный редуктор ПР-2, хвостовой редуктор ХР-2, два главных вала и хвостовой вал трансмиссии. В систему трансмиссии включен также тормоз, предназначенный для сокращения времени останова несущего винта после выключения двигателей.
Живучесть вертолета в значительной степени зависит от надежности агрегатов трансмиссии; преждевременный выход их из строя в полете может привести к тяжелым летным происшествиям.
Вся мощность двигателей передается на главный редуктор при помощи главных валов трансмиссии. От главного редуктора большая часть мощности поступает к несущему винту, часть передается на задний вывод главного редуктора, предназначенного для привода рулевого винта, и часть мощности расходуется на привод агрегатов, установленных на главном редукторе.
Рулевой винт расположен на значительном расстоянии от оси несущего винта и соединяется с главным редуктором при помощи хвостовой трансмиссии. Хвостовая трансмиссия имеет хвостовой и промежуточный редукторы, соединенные между собой концевой частью хвостового вала, а с главным редуктором — при помощи хвостового вала.
Хвостовой вал крепится передним концом к фланцу заднего вывода главного редуктора, предназначенного для привода рулевого винта. Особенности компоновки, технологии изготовления и сборки хвостового вала требуют расчленения его на несколько частей.
Расстояние между отдельными участками валов и между опорами выбирается так, чтобы исключить резонанс изгибных колебаний вала на всем диапазоне рабочих оборотов.
В связи с возникающими при изготовлении фюзеляжа и хвостовой балки монтажными перекосами, а также для компенсации отклонения по длине хвостовой балки и хвостового вала при упругих деформациях фюзеляжа вертолета отдельные части хвостового вала соединяются между собой универсальными шарнирами и шлицевыми соединениями, допускающими изменение углового и линейного расположения одного из редукторов относительно другого. Шлицевые соединения дают также возможность устранить отклонение по длине хвостовой балки и хвостового вала из-за разницы в температурных расширениях этих узлов, изготовленных из различных металлов (дюралюминиевая хвостовая балка и стальной хвостовой вал).
Хвостовой вал трансмиссии вращается с большим числом оборотов. Объясняется это тем, что для передачи необходимого крутящего момента вал, вращающийся с большим числом оборотов, может иметь меньший диаметр, а следовательно, и вес, чем вал, вращающийся с малым числом оборотов.
Действительно, крутящий момент на валу равен:
М’ = 716,2 — кГм,
у п
где N — мощность, передаваемая валом; п — число оборотов вала.
Следовательно, при передаче одной и той же мощности крутящий момент на валу уменьшается при увеличении числа оборотов вала. С другой стороны, максимальный крутящий момент, который может воспринять вал данного диаметра, определяется по формуле
л, г — я £>4 — Д4 г,
Мк„ = т—- •——— кгм,
кр 16 d
где т—-напряжение кручения; D — наружный диаметр вала; d — внутренний диаметр вала.
Из приведенных зависимостей можно сделать вывод, что если увеличить число оборотов вала, то можно уменьшить его наружный диаметр, что в конечном счете даст уменьшение веса вала. Промежуточный редуктор предназначен для изменения направления оси хвостового вала трансмиссии в соответствии с углом между осями хвостовой и концевой балок.
Передача крутящего момента от главного редуктора к ведущему валу хвостового редуктора осуществляется без изменения числа оборотов. Хвостовой редуктор обеспечивает изменение направления передачи мощности от концевого вала к рулевому винту и изменение числа оборотов. Кроме того, в хвостовом редукторе находится механизм управления шагом рулевого винта.
Промежуточный редуктор связан с хвостовым редуктором при помощи концевой части хвостового вала. Соединение концевой части хвостового вала с редукторами осуществляется также универсальными шарнирами и шлицами, которые одновременно компенсируют монтажные перекосы, деформации концевой балки в полете и на земле и температурные расширения.
Трансмиссия вертолета имеет следующие передаточные отношения: от главных валов к несущему винту — 0,0418; к ведущему валу промежуточного редуктора — 0,418; к рулевому винту — 0,244.
Передаточные отношения главного редуктора — 0,0418; промежуточного — 1; хвостового — 0,586.
На номинальном режиме работы двигателей валы имеют следующие скорости вращения, об/мин: главные валы — 5 904; вал несущего винта — 247; вал рулевого винта — 1 445; хвостовой вал трансмиссии — 2 468.
Главный редуктор смазывается смесью масла для гипоидных передач по ГОСТ 4003—53 (2/з по объему) с маслом АМГ-10 по ГОСТ 6794—53 {Уз по объему).
Промежуточный и хвостовой редукторы смазываются летом маслом для гипоидных передач по ГОСТ 4003—53, а зимой — смесью этого масла (2/3 по объему) с маслом АМГ-10 (Уз по объему).
Универсальные шарниры валов трансмиссии зимой и летом смазываются маслом для гипоидных передач.
Охлаждение редукторов обеспечивается воздушным потоком. Промежуточный и хвостовой редукторы обдуваются потоком воздуха, отбрасываемым несущим и рулевым винтами, при поступательном полете — еще дополнительно встречным потоком воздуха.
Главный редуктор охлаждается потоком воздуха, идущим на охлаждение гидроблока ГБ-2, генератора ГО-16П28 и частично за счет циркуляции масла в маслосистеме редуктора.