ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Низкочастотная модель несущего винта из "Теория вертолета " Приведенный здесь анализ динамики полета вертолета основан на использовании низкочастотной модели несущего винта. При такой аппроксимации получается система с шестью степенями свободы твердого тела, причем влияние несущего винта проявляется в форме производных устойчивости. Для анализа, а часто и для численных решений удобнее система более низкого порядка. Низкочастотная модель несущего винта в целом достаточно хороша для анализа динамики полета. Она согласуется с очень низкими частотами движения вертолета как твердого тела, что было показано численными примерами для корней, приведенными в предыдущих разделах. Оправданием для использования низкочастотной модели служит быстрая перестройка махового движения лопастей (см. разд. 12.1.3). Небольшое запаздывание объясняется мощным демпфированием махового движения лопасти. В разд. 12.1 низкочастотная модель была получена непосредственно из дифференциальных уравнений махового движения. В невращающейся системе координат были опущены все производные по времени от угла взмаха, так что уравнения свелись к квазистатической реакции махового движения на отклонения управления, перемещения вала и порывы ветра. [c.774] Имеются, однако, случаи, когда квазистатическое представление несущего винта неудовлетворительно даже при рассмотрении динамики вертолета. В частности, при использовании систем обратной связи с высоким коэффициентом усиления может оказаться необходимым учет динамики несущего винта, как для точного вычисления корней замкнутой системц, так и для обнаружения возможной неустойчивости движения несущего винта, вызванной обратной связью. Целесообразно всегда проверять допустимость аппроксимации для каждого частного случая, сравнивая ее результаты с полученными при учете динамики винта. [c.774] Часто необходимо учитывать помимо первого тона махового движения другие степени свободы несущего винта, но и в этом случае может быть использована низкочастотная модель. Низкочастотную реакцию можно определить путем вывода полных дифференциальных уравнений движения в невращающейся системе координат для учитываемых степеней свободы несущего винта. При квазистатической аппроксимации члены, содержащие ускорения и скорости, отбрасываются (если рассматривать движение относительно вала несущего винта). Установившаяся (периодическая) реакция несущего винта с учетом требуемых степеней свободы может быть получена также на основе анализа типа описанного в разд. 5.25, когда отклонение управления и движение вала винта рассматриваются происходящими одновременно для получения установившихся реакций на втулке, по которым определяются производные устойчивости несущего винта. [c.775] Хохенемзер [Н.113] в 1939 г. впервые использовал квази-статическую модель винта при исследовании управляемости вертолета в предположении, что движение его как твердого тела происходит с частотами много ниже частоты вращения винта. [c.775] В работе [М. 121] проведено сравнение корней продольного движения вертолета, найденных с учетом динамики несущего винта и с использованием низкочастотной модели. Для вертолета на режиме висения учитывались четыре степени свободы продольная скорость хв, угол тангажа 0в, продольный Pi и поперечный Pis наклоны конуса лопастей. Квазистатическая аппроксимация позволила снизить порядок модели до двух степеней свободы, Хв и 0в- В результате сравнения корней продольного движения вертолета с учетом и без учета степеней свободы несущего винта для шарнирного и бесшарнирного винтов, а также сравнения частотных характеристик до частоты (o = 0,14Q был сделан вывод о том, что квазистатическая аппроксимация хорошо описывает несущий винт при анализе динамики полета. [c.775] В работе [К-8] исследовалась динамика продольного движения вертолета в поступательном полете с учетом шести степеней свободы, включая динамику махового движения (хв, 0в, 2в, Ро, Pi и Pis), либо трех степеней свободы с низкочастотной моделью винта (хв, в и 2в). Частотные характеристики вв/Qis для обоих случаев были почти идентичными до частоты (о = = 0,Ш, а в двух примерах даже до (о = (особенно по амплитуде). [c.775] Для вертолета с бесшарнирным несущим винтом при высокой скорости полета (v = 1,2, у = 5 и = 0,8) с системой обратной связи и без нее были вычислены корни и переходный процесс изменения положения фюзеляжа при ступенчатом отклонении управления. Рассматривались следующие случаи полная система квазистатическая аппроксимация несущего винта аппроксимация первого порядка, в которой опущены члены с ускорениями махового движения, а члены со скоростями оставлены. Полная система содержала периодические коэффициенты, обусловленные аэродинамикой несущего винта при полете вперед. Обнаружено, что для анализа устойчивости несущего винта необходимо принимать во внимание периодические коэффициенты, но аппроксимация с постоянными коэффициентами также дает хорошие результаты для корней и переходного процесса даже при больших i. Квазистатическая модель по результатам этой работы, видимо, адекватно представляет динамику, так как дает почти те же корни и переходный процесс, что и полная модель. [c.776] Вернуться к основной статье