Флаттер винта несущий

В работе [D.14] выполнено экспериментально-теоретическое исследование флаттера лопастей несущего винта вертолета, выведены уравнения махового и установочного движений жесткой лопасти, а также уравнения с учетом изгиба лопасти в плоскости взмаха. В случае квазистационарной гипотезы С = = 1) было отмечено хорошее соответствие теоретических и экспериментальных данных по параметру Me/Q и частоте флаттера. С использованием функции уменьшения подъемной силы было получено такое же или несколько лучшее согласие по частоте флаттера, однако расчетные значения ме/Q оказались заниженными. Флаттер, вызванный вихревым следом, был исследован для случая нулевого общего шага, когда нестационарные аэродинамические явления играют наиболее важную роль. С исполь- [c.596]

В работе [В.145] описано экспериментальное исследование флаттера модели несущего винта на режиме висения, в частности срывного флаттера при больших углах общего шага. Установлено существенное различие между обычным флаттером на малых углах атаки и срывным флаттером. Критическая скорость Q/o)0 срывного флаттера составляла около 1/3 скорости потери устойчивости при отсутствии срыва. Частота колебаний [c.807]

ФЛАТТЕР НЕСУЩЕГО ВИНТА 507 [c.507]

ФЛАТТЕР НЕСУЩЕГО ВИНТА [c.507]

Во многих случаях исследование флаттера несущего винта сводится к расчету колебаний изолированной лопасти. Наиболее простым видом флаттера являются колебания с двумя степенями свободы маховым движением относительно горизонтального шарнира ij3 и поворотом в лопасти как абсолютно жесткого тела вследствие деформации проводки управления. Приведенная жесткость проводки управления изолированной лопасти зависит от вида флаттера несущего винта в целом (циклическая и тарелочная формы). Основной особенностью флаттера несущего винта является наличие вызванных вращением центробежных сил, которые определяют жесткость в маховом движении. Кроме того, маховое движение и поворот лопасти относительно осевого шарнира, как правило, связаны кинематически. Уравнение свободных колебаний для определения границ устойчивости лопасти несущего винта имеет вид, аналогичный (38) [25]. Применяя эти уравнения для решения задачи [c.507]

В работе [В.58] исследованы аэродинамические характеристики нескольких сверхзвуковых профилей, спроектированных специально для сложных условий работы лопасти, причем особое внимание было уделено характеристикам срыва. Детально рассмотрены ограничения, налагаемые на профиль аэродинамическими характеристиками несущего винта, шумом и нагрузками. Было найдено, что граница срывного флаттера (см. гл. 16) хорошо согласуется с величиной при М = 0,4, на основа- [c.317]

Рис. 12.9. Границы устойчивости для флаттера и дивергенции для шарнирного несущего винта (V = 1, Y = 12, /R = - 0,05, лгд = О, f = = 0,001),

В настоящем анализе используются безразмерные параметры, так как жесткость проводки управления представлена величиной ((oe/Q)2. В размерных параметрах конкретный несущий винт имеет определенное значение ше. Минимально допустимое значение oe/Q на границе флаттера соответствует максимально допустимой частоте вращения й. При проектировании несущего винта более удобен параметр озе/Q, а при анализе уже построенного — предел Q по флаттеру. При испытаниях несущих винтов на флаттер обычно увеличивают частоту вращения до достижения границы флаттера или дивергенции в результате уменьшения Наилучшим указанием на флаттер при испы- [c.592]

Другим методом оценки динамической устойчивости несущего винта может быть непосредственное численное интегрирование уравнений движения. Такой подход необходим также при учете нелинейных эффектов, например срыва или сжимаемости. Оценка устойчивости периодических систем по переходным процессам не является тем не менее элементарной задачей. Может быть использован и метод замороженных коэффициентов , в котором находят собственные значения для стационарной системы, построенной с использованием коэффициентов, найденных на данном азимуте. При этом проверяются несколько критических значений азимута, таких, как г з = 90 и 270°. Этот метод основан на предположении о том, что изменение аэродинамических коэффициентов при полете вперед (происходящее почти с частотой вращения винта, по крайней мере для малых р.) происходит намного медленнее, чем колебания лопасти при флаттере (имеющие частоту несколько ниже (Од). Метод замороженных коэффициентов следует применять с осторожностью, так как указанное предположение часто не оправдано. [c.594]

Связанное движение лопастей. В анализе флаттера, приведенном выше, рассматривалась одна изолированная лопасть. Однако даже в случае равномерного движения втулки все лопасти связаны между собой через систему управления. Нагрузки в проводке управления, которыми определяется жесткость фиксации угла установки, зависят от установочного движения всех лопастей. Таким образом, собственная частота шд— основной, параметр, определяющий границу флаттера,— вообще говоря, должна определяться не для изолированной лопасти, а для несущего винта в целом. [c.594]

Дополнительные степени свободы. В некоторых случаях для моделирования флаттера даже шарнирной лопасти несущего винта необходим учет дополнительных степеней свободы. Уравнения движения для совместного упругого изгиба [c.595]

В работе [G.40] описано экспериментально-теоретическое исследование флаттера на модели несущего винта для случая полета вперед. При анализе учитывались маховое и установочное движения жесткой лопасти, а также ее изгибные колебания [c.597]

В работе [L.16] путем испытаний модели винта в аэродинамической трубе исследовалось влияние на срыв таких параметров, как сужение и крутка лопасти, вогнутость профилей сечений, собственная частота крутильных колебаний лопасти и число лопастей винта. Измерялись аэродинамические характеристики винта, колебания лопастей и положения точки отрыва пограничного слоя. Оказалось, что изменение скорости роста Ст/о, маховое движение лопастей и переменные напряжения лопасти в плоскости хорд указывают на приближение срыва не хуже, чем положение точки отрыва пограничного слоя на лопасти. Установлено, что срыв начинается на стороне отступающей лопасти при 260° < ф < 330° на радиусе r 0,75R. С ростом Ст/а начало зоны срыва перемещается к азимуту ф = 180°, а конец этой зоны отходит назад, на азимут ф = 20°. При умеренной подъемной силе точка отрыва пограничного слоя на лопасти быстро перемещается от задней кромки к передней. При большой подъемной силе отрыв пограничного слоя происходит вблизи передней кромки и связан, по-видимому, со сходом пелены вихрей при срыве. При заданной скорости полета наступление срыва в первую очередь зависит от силы тяги несущего винта, а не от значений общего и циклического шагов, обеспечивающих требуемую подъемную силу. Значение Ст/а, при котором начинается срыв (срывное значение), уменьшается с ростом i. Использование суживающихся лопастей и вогнутых профилей существенно улучшает срывные характеристики винта, увеличивая срывное значение Ст/а и улучшая летные характеристики при срыве. Уменьшение жесткости на кручение отодвигает начало срывного флаттера, но изменение крутки, частоты крутильных колебаний и числа лопастей практически [c.819]

Несущий и рулевой винты, а также вспомогательные несущие поверхпости (крыло) и оперение должны быть проверены на флаттер. Существуют три типа физических связей, взаимодействующих при флаттере упругость, аэродинамические и инерционные силы. [c.19]

Несущие и рулевые винты должны быть проверены на флаттер. Для обеспечения безопасности от флаттера необходимо, чтобы на всех режимах полета критическая скорость флаттера V фJJ была не [c.54]

Критические обороты и скорости флаттера. Значение числа оборотов несущего винта и скорости полета вертолета, соответствующие началу флаттера, называются критическими и обозначаются соответственно Яф (при данной V) и Уф (при данных Пц.в). [c.116]

О возникновении флаттера сигнализируют вздрагивание вертолета, размыв конуса вращения несущего винта и последующее изменение характера вибрации всего вертолета. При появлении первых признаков флаттера необходимо уменьшить обороты несущего винта и скорость полета до минимальных и прекратить полет. [c.116]

В производстве флаттер лопастей полностью исключается и может появиться только при нарушении технического обслуживания либо ремонта несущего винта. [c.116]

Традиционно под термином флаттер понимают аэроупру-гую неустойчивость, возникающую при совместных изгибно-крутильных колебаниях крыла. Применительно к вертолету флаттер относится к совместным маховому движению и крутильным колебаниям лопасти несущего винта. Часто этот термин распространяют на все случаи аэроупрУгой неустойчивости несущего винта, но в данном разделе будут рассмотрены только маховые и крутильные колебания. Классическая постановка задачи включает две степени свободы — взмах и поворот в ОШ жесткой лопасти шарнирного винта. Поскольку в системе управления лопастью наименьшую жесткость при кручении имеет проводка управления, указанная модель лопасти хорошо представляет ее динамику. Будем учитывать только основной тон махового движения с собственной частотой vp. Подробный анализ флаттера бесшарнирного винта обычно требует дополнительного учета движения лопасти в плоскости вращения. Вращение вызывает ряд явлений, которые делают флаттер лопасти сильно отличающимся от флаттера крыла. Центробежные силы связывают движение взмаха и кручение, если центр масс сечения не совпадает с осью ОШ. Повторное влияние вихревой системы винта на аэродинамические силы лопасти и их периодичность при полете вперед также имеет важное значение. [c.585]

Влияние вихревого следа винта. Повторное влияние вихревого следа на нестационарные аэродинамические нагрузки может быть учтено с помощью функции уменьшения подъемной силы С (кэфф). На некоторых режимах работы вихревой след несущего винта может существенно влиять на устойчивость по флаттеру. В гл. 10 были рассмотрены функции Теодорсена, Лоуи и ряд других приближенных функций уменьшения подъемной силы. Однако решение характеристического уравнения для нахождения границы устойчивости с учетом нестационарности потока не так просто получить, как в стационарном (С = 1) случае. Прием, описанный в предыдущем разделе, неприемлем, поскольку С является комплексным числом. С (а). [c.592]

Флаттер, вызываемый вихревым следом. На некоторых режимах работы повторное влияние вихревого следа несущего винта может вызывать неустойчивость движения по одной степени свободы. С учетом функции Лоуи аэродинамическое демпфирование движений лопасти в ГШ и ОШ может значительно уменьшиться. На практике такой флаттер возникает при условиях, когда повторное влияние вихревого следа наиболее велико, т. е. в случаях малого общего шага при наземных испытаниях или на авторотации, на режимах висения или полета с малыми скоростями и в случае, когда собственная частота установочного движения почти кратна частоте вращения винта. В этих условиях след остается вблизи диска винта, -И вихревые поверхности индуцируют скорость в фазе. При увеличении общего шага, скорости набора высоты или полета-вперед влияние следа, а значит, и возможность возникновения вызванного им флаттера уменьшаются. Неустойчивости по одной степени свободы учитываются решением уравнений совместных махового и установочного движений лопасти как флаттер и могут быть определены по преобладанию составляющей собственного вектора, соответствующей корню с положительной действительной частью. [c.593]

НОЙ. Если используются средние значения коэффициентов во вращающейся системе координат, то скорость полета вперед сказывается только в увеличении Mq и те на величину порядка Таким образом, для правильного описания динамических характеристик махового движения необходимо усреднение коэффициентов в невращающейся системе координат. Аппроксимация с постоянными коэффициентами лучше всего описывает низкочастотные колебания несущих винтов с большим числом лопастей (разд. 12.1.1.2). Поскольку собственная частота установочных колебаний относительно высока, можно ожидать, что для изгибно-крутильного флаттера точное решение уравнений с периодическими коэффициентами будет требоваться чаще, чем для рассмотрения только махового движения. [c.594]

В 1956 г. Миллер и Эллис [М. 129] теоретически исследовали дивергенцию и флаттер несущего винта вертолета на режиме висения. Они вывели уравнения махового и установочного движений жесткой лопасти, а также уравнение с учетом 1-го тона изгиба лопасти в плоскости взмаха. Приведены примеры определения границ дивергенции и флаттера. Исследовано влияние функции уменьшения подъемной силы Лоуи и сделан вывод о том, что квазистатическая аппроксимация (С =1) дает границу устойчивости с некоторым запасом. Установлено также, что изгиб слабо влияет на флаттер шарнирной лопасти. [c.596]

Брукс и Бейкер [В. 145] экспериментально исследовали флаттер на модели несущего винта (режим висения) с целью определения влияния концевого числа Маха, конструкционного демпфирования и центровки лопасти. Скорость флаттера QR/atij -оказалась почти постоянной для значений общего шага, при которых не было срыва, а частота флаттера была существенно ниже собственной частоты установочных колебаний лопасти ((0 0,7(00). Смещение центра масс лопасти вперед в общем увеличивало скорость флаттера при малом общем шаге. При значениях общего шага, близких к нулю, наблюдался флаттер, вызванный вихревым следом, при скорости, составляющей около 85 % теоретической, и частоте ш О,8о)0, Были также получены данные по срывному флаттеру при больших углах общего шага. Обнаружено положительное влияние сжимаемости вблизи критического числа Маха профиля если флаттер не появлялся при Мк < 0,73, то он не возникал вообще. Досрывная скорость 4>латтера вначале уменьшается по ме )е увеличения М, а затем, после некоторого значения М, быстро увеличивается. Этот стабилизирующийся эффект сжимаемости объясняется смещением назад центра давления после достижения критического числа Маха. Был сформулирован следующий приближенный критерий для конструкционного относительного демпфирования свыше [c.597]

В работе [С.23] представлен метод расчета срывного флаттера несущего винта, основанный на измерениях нестационарных аэродинамических нагрузок на профиле NA A 0012 при его колебаниях по углу атаки относительно линии четвертей хорд. Полученные в этих измерениях зависимости для коэффициентов момента имеют вид гистерезисных петель (рис. 16.5). При колебаниях в отсутствие срыва, как и при развившемся срыве, демпфирование положительно. Но если средний угол атаки при колебаниях соответствует началу вхождения в срыв, то результирующее демпфирование колебаний становится отрицательным. Параметр Нц,, характеризующий демпфирование при обтекании профиля, связан с работой, совершенной потоком над профилем за цикл колебаний, и определяется выражением [c.809]

Флаттер возникает при определенных условиях и приводит к резкому, опасному для прочности возрастанию амплитуды колебаний лопасти. Флаттер вызывает самоколебания. Они характерны тем, что переменная возмущающая сила, поддерживающая колебания, создается и управляется самим движением и зависит от него. У лопасти несущего винта такой силой оказывается дополнительная аэродинамическая сила, возникающая за счет изменения угла установки от закручивания лопасти при ее крутильных колебаниях. [c.115]

Противофлаттерные грузы. Полностью исключается появление флаттера при расположении ц. т. сечений лопасти впереди ее продольной оси. Тогда момент от силы инерции Ри начинает закручивать лопасть в противоположную сторону на уменьшение амплитуды маховых движений. Но такое положение ц. т. можно создавать только искусственно, помещая в носок лопасти противовесы или так называемый противофлаттерный груз. Чем больше масса груза, тем на большее расстояние смещаются вперед по хорде ц. т. лопасти. Размещать груз выгодно ближе к концевым сечениям лопасти, где максимальная амплитуда колебаний. Постановкой противовесов определенного веса добиваются приемлемых противофлаттерных характеристик лопасти. Практически вес груза берется таким, чтобы наступление флаттера оказывалось возможным при оборотах несущего винта и скорости полета, которые не могут быть достигнуты в эксплуатации. [c.116]

Для борьбы с флаттером лопастей путем увеличения критических значений частот вращения несущего винта и скорости полета вертолета применяются установка противофлаттерных грузов в носке концевых сечений лопасти в целях смещения вперед по хорде ц. т. этих сечений, масса груза доходит до 8% массы лопасти и может равняться 10—30 кг, при наличии противофлаттерного груза ц. т. лопасти находится в пределах 20—25% хорды увеличение жесткости элементов системы управления (автомата перекоса, тяг, качалок) увеличение жесткости лопасти на кручение. Большой жесткостью обладают лопасти, у которых лонжерон выполнен в виде профиля, а также лопасти с работающей обшивкой. [c.116]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...