Момент в плоскости взмаха вращения

Подставляя возмущения сил и скоростей, получаем моменты в плоскостях взмаха и вращения [c.519]

С учетом возмущений скорости аэродинамические моменты в плоскостях взмаха и вращения принимают вид [c.540]

Они соответствуют моментам в плоскостях взмаха и вращения, вызванным скоростью в плоскости вращения. Для режима ви-сения эти коэффициенты равны [c.540]

Как и для моментов в плоскостях взмаха и вращения, здесь появляются только два новых аэродинамических коэффициента вследствие возмущений скорости в плоскости вращения [c.541]

Аэродинамические моменты в плоскостях взмаха и вращения были получены в разд. П.З [c.599]

Поскольку здесь нас будет интересовать только устойчивость, управляющие воздействия не учитываются. Правда, имеется кинематическая связь А0 = —угла установки лопасти с углом взмаха (компенсатор взмаха) и углом качания (компенсатор качания), которая создает моменты в плоскостях взмаха и вращения. Эта связь считается положительной, если взмах и отставание лопасти приводят к уменьшению угла уста- [c.599]

Для шарнирного винта собственная частота качания обычно мала, VJ = (0,25 4-0,30) Q. Напомним, что = (3/2) е, где е — относ ВШ. Найдем приближенно границу устойчивости совместных махового движения и качания с целью иллюстрации влияния компенсаторов взмаха и качания. При момент в плоскости взмаха, вызванный углом t, преобладает над небольшими моментами, вызванными скоростью t поэтому последними можно пренебречь. Все аэродинамические моменты в плоскости вращения малы по сравнению с кориолисовыми, поэтому первыми также пренебрегаем. Для упрощения опускаем моменты и Kp Qq, считая, что они входят в демпфирование и [c.602]

Уравнения связаны только через кориолисов момент в плоскости вращения и момент в плоскости взмаха от компенсатора качания. [c.602]

Момент относительно оси вращения, pNQ Силы в плоскости вращения, pN 1) 2 Момент в" плоскости взмаха, (pN 1) Q Моменты относительно ОШ, pNQ [c.637]

В работе [L.135] приводятся результаты летных испытаний, в которых исследовалось влияние срыва на крутящие и изгибающие отступающую лопасть моменты. Установлено, что при срыве высокие гармоники моментов возрастают настолько, что становятся не менее существенными для усталостной прочности лопасти, чем низкие гармоники. При этом высокие гармоники нагрузок вызывают увеличение усилий в цепи управления и вибраций вертолета, что ограничивает максимальную скорость полета. Маневрирование с ускорением приводит в основном к тем же результатам, что и установившийся полет с большей скоростью. Максимально достижимое нормальное ускорение также ограничивается срывом. В результате исследований найдено, что изгибающие и закручивающие лопасть моменты при срыве втрое выше, чем при плавном обтекании. При i, 270 > ss происходит резкое возрастание моментов кручения и изгибающих моментов в плоскости взмаха, а изгибающие моменты в плоскости вращения растут не столь резко. [c.806]

Минимум отношения P/V 280 Модели вихревого следа 655 Модель винта квазистатическая (низкочастотная) 709 Момент в плоскости взмаха 519 --— вращения 534 [c.1014]

Рис. 7.27. Зависимость полуразмаха ЛМ.зи изгибающего момента в плоскости взмаха от скорости полета вертолета (а) и частоты вращения винта (б)

Движение шарнирно-подвешенной лопасти состоит в основ-нo 4 из поворотов ее как твердого тела в каждом из шарниров, причем этим поворотам препятствуют центробежные силы, которые создают восстанавливающие моменты, действующие на вращающуюся лопасть. Движение в горизонтальном шарнире (ГШ), ось которого лежит в плоскости диска винта (и перпендикулярна радиальному направлению вдоль лопасти), приводит к отклонению лопасти от плоскости диска. Такое движение называется маховым. Движение в вертикальном шарнире (ВШ) вызывает отклонение лопасти в плоскости диска и называется качанием. У бесшарнирного винта качание и маховое движение определяются основными тонами изгибных колебаний лопасти соответственно в плоскости диска и в перпендикулярной ей плоскости (плоскости взмаха). Так как центробежные силы значительно уменьшают изгибы, эти тоны сходны с колебаниями лопасти как твердого тела в шарнирах. Исключением является корневая часть лопасти, где изгиб наибольший. Кроме махового движения и качания лопасти имеется еще возможность изменения ее угла установки, которая используется для управления несущим винтом. Изменение угла установки позволяет управлять углом атаки лопасти, а следовательно, и аэродинамическими силами несущего винта. Такое изменение угла установки, называемое установочным движением, обычно осуществляют ее поворотом в осевом шарнире (ОШ), У шарнирного винта подшипник ОШ расположен, как правило, дальше от оси вращения, чем ГШ и ВШ у бесшарнирного винта подшипник ОШ может быть расположен дальше от оси вращения или ближе к ней, чем та часть корня лопасти, где изгибы в плоскости диска и в плоскости взмаха максимальны. Существуют также конструкции несущего винта, в которых ОШ, ГШ и ВШ отсутствуют. У таких винтов изменение угла установки происходит за счет скручивания лопасти у ее корня. [c.22]

Как было отмечено в разд. 5.19, ВШ должен быть отнесен или иметь пружину для того, чтобы собственная частота не была нулевой. При равномерном распределении массы и отсутствии пружины собственная частота равна = 3/2 [е/(1 — е)]. В более общем случае частота определяется выражением 2= 5 / , где / —момент инерции, а 5 — статический момент лопасти относительно оси ВШ. Полагая одинаковыми формы тонов и жесткости пружин для движений в плоскостях взмаха и вращения и учитывая выражения для собственных частот здесь и в разд. 9.2.1, имеем v =l + v- . Для лопасти с совмещенными ГШ и ВШ формы тонов действительно идентичны, и этот результат точен. Фактически это соотношение отражает существенно различную роль центробежных сил в маховом движении и качании лопасти. Центробежная сила в маховом движении действует как пружина, обеспечивая собственную частоту, близкую к частоте оборотов. При качании же лопасти жесткость аналогичной пружины зависит от относа ВШ. [c.366]

Таким образом, величина момента центробежных сил относительно ОШ не меняется, но при внешнем расположении ГШ и ВШ необходимо учитывать влияние ряда нелинейностей на движение лопасти относительно ГШ и ВШ. Установившиеся отклонения лопасти в ГШ и ВШ смещают сечение относительно оси ОШ при этом все силы, действующие в плоскостях взмаха и вращения, создают моменты относительно ОШ. В частности, установочное движение вызывает ускорение в плоскости вращения при взмахе лопасти и ускорение в плоскости взмаха при качании. Эффективный момент инерции лопасти относительно оси ОШ увеличивается [c.378]

Аналогичный результат можно получить для момента на кручение в произвольном сечении лопасти. Рассмотрим изгиб лопасти в плоскостях взмаха и вращения с отклонениями соответственно 2 (г) и х г). Силы, действующие на часть лопасти, внешнюю по отношению к сечению г, создают в сечении г момент кручения, равный R [c.379]

Рассмотрим деформации кручения и изгиба в плоскости взмаха для упругой лопасти. Исключить движения в плоскости вращения из такого анализа не всегда удается. Как указано в предыдущем разделе, силы в плоскости вращения вызывают момент кручения лопасти, если есть изгиб в плоскости взмаха. Однако эти силы ослабляются вследствие качания лопасти, и их можно не учитывать, если модель винта не содержит движения в плоскости вращения. Для адекватного представления [c.381]

Изменение угла установки и крутка лопасти вводят упругую связь между изгибом в плоскостях взмаха и вращения. Свободные колебания вращающейся лопасти в поле центробежных сил происходят одновременно в плоскостях взмаха и вращения, что существенно влияет на динамику несущего винта. В связи с этим в теории упругой балки применительно к лопасти несущего винта необходимо учесть влияние изменения углов установки и крутки. Задача состоит в определении связи изгибающих моментов, действующих в сечении лопасти, с изгибными деформациями. В модели будет включено и упругое кручение лопасти. Этот анализ основан на работе [Н.159]. [c.408]

Ускорения в плоскостях взмаха и вращения создают инерционную силу р = —mu, действующую в сечении. Центробежная сила mQ p имеет в плоскости вращения составляющую niQ g(v/g) вследствие смещения v (рис. 9.1 ). Таким образом, полный момент в плоскости вращения в сечении на радиусе г R [c.416]

С основными тонами движений лопасти в плоскостях взмаха и вращения связаны аэродинамические моменты 1 1 [c.519]

Здесь, как обычно, р — степень свободы взмаха. Рассматривается произвольная лопасть несущего винта, имеющая собственную частоту vp махового движения при вращении и форму т]р(г) в плоскости взмаха. Нормированный момент инерции приближенно равен I. Массовая характеристика лопасти у = [c.555]

Выражения для изгибающих и крутящих моментов, действующих в сечении лопасти, были получены в гл. 9. Важная особенность расчета лопасти на прочность заключается в том, что обязателен учет нагрузок не только от основного тона движения лопасти, но и от упругих тонов изгиба и кручения. Аэродинамические силы хорошо определяются основными тонами, доминирующими в движении лопасти (например, жестким тоном махового движения шарнирной лопасти). Однако возбуждение упругих тонов высшими гармониками этих аэродинамических сил может вызвать большие нагрузки в сечении, даже если деформации по этим тонам невелики. Обычно для достаточно точного вычисления нагрузок на лопасть нужно учитывать по меньшей мере 4—б связанных тонов изгиба в плоскостях взмаха и вращения. [c.640]

Бесшарнирные несущие винты. Рассмотрим несущий винт с относом ГШ или бесшарнирный винт. В обоих случаях собственная частота движения лопасти в плоскости взмаха будет больше частоты вращения винта (v > 1). Основным следствием этого будет момент на втулке, связанный с наклоном плоскости концов лопастей, что сильно увеличивает способность несущего винта создавать моменты относительно центра масс вертолета. При этом также увеличивается взаимосвязь продольного и поперечного движений, но здесь рассматривается только продольное движение. Относ ГШ на шарнирном винте не изменяет коренным образом характер динамики вертолета, хотя с появлением дополнительных моментов на втулке происходит существенное улучшение характеристик управляемости. [c.727]

При рассмотрении изгиба в плоскости вращения нужно учесть две составляющие кориолисовой силы. Одну из них, равную 2Qxm, дают скорость х и угловая скорость вращения винта Й она направлена радиально вовнутрь. Эта составляющая создает изгибающий момент в плоскости взмаха. Она же создает момент в плоскости вращения на плече л (р) — х(г) в сечении г. Отклонения в плоскостях вращения и взмаха дают вторую составляющую, вызываемую нелинейным укорочением лопасти, равным [c.370]

При внешнем расположении ГШ и ВШ появляется взаимосвязь момента относительно оси ОШ с моментами в плоскостях взмаха и вращения, имеющая особенное значение для бесшар-нирных несущих винтов. Для оценки основных частот движения лопасти рассмотрим момент относительно ОШ, вызываемый движениями в ГЦ1 и ВШ шарнирной жесткой лопасти с пружинами в этих шарнирах. В сечении лопасти действуют следующие силы 1) сила в плоскости взмаха Fz — mr на плече относительно ОШ вследствие качания лопасти 2) сила в плоскости вращения Fx — mri, —2Qmr - -на плече rp относительно ОШ вследствие взмаха лопасти. Тогда момент относительно оси ОШ, уменьшающий угол установки, можно записать в виде [c.378]

Суммарные силы и моменты у комля вращающейся лопасти передаются на фюзеляж вертолета. Постоянные составляющие этих реакций втулки в невращающейся системе координат представляют силы и моменты, необходимые для балансировки вертолета. Высокочастотные составляющие вызывают вибрации вертолета. Если в модели винта учтено движение вала, то эти силы и моменты определяют характеристики устойчивости и управляемости вертолета. На рис. 9.7 показаны силы и моменты, действующие на вращающуюся лопасть, а также силы и моменты, действующие на втулку в невращающейся системе координат. Вертикальная сила Sz участвует в создании тяги, а силы в плоскости вращения Sx и —в создании продольной и поперечной сил несущего винта. Момент в плоскости взмаха Nf создает продольный и поперечный моменты несущего винта, а момент в плоскости вращения — крутящий момент на валу винта. Условимся, что положительные реакции втулки действуют на вертолет, за исключением аэродинамического крутящего момента Q, который по определению воздействует на винт (реактивный момент, передаваемый от винта на втулку, поло- [c.389]

В работе [D.13] описывается экспериментальное исследование усиления изгибных колебаний модели лопасти несущего винта, в котором особое внимание уделялось изучению повторного влияния вихревого следа на аэродинамическое демпфирование таких колебаний по различным формам. Величина демпфирования махового движения лопасти на режиме висения определялась по ее вынужденным колебаниям при приложении моментов в плоскости взмаха и по переходным процессам. Получено хорошее соответствие с результатами теории Лоуи. Подтверждено получаемое расчетом уменьшение демпфирования гармоник с частотой, кратной частоте вращения винта, вследствие уменьшения определяющей нестационарную подъемную силу функции С. [c.466]

Коэффициенты Me, Afft и представляют собой моменты в плоскости взмаха, вызванные изменениями подъемной силы вследствие возмущений угла атаки. Эти коэффициенты полностью определяются характеристикой режима и формой тона махового движения лопасти (см. формулы предыдущего раздела). В другие коэффициенты входят скорость или сила в плоскости вращения либо то и другое для их определения необходимо знать параметры установившегося движения лопасти (0, Up, а, Ut, Ur). Эти коэффициенты зависят от режима работы винта, особенно от коэффициента силы тяги. [c.520]

От аэродинамических и инерционных сил в сечении лонжерона лопасти возникает равнодействующая сила и момент. Сила может быть разложена на три компонента. Два из них являются поперечными силами в плоскости сечения вдоль двух взаимно перпендикулярных осей, одну из которых можно приближенно считать совпадающей с хордой профиля. Третий компонент— осевая сила (вдоль оси лопасти). Момент состоит из нзгибающих моментов в плоскости взмаха и плоскости вращения и крутящего момента. Так как поперечные силы значения не имеют, то в дальнейшем они не рассматриваются. Осевая сила практически равна центробежной, возникающей вследствие вращения винта. Она вызывает растяжение лонжерона. В связи с тем, что центробежная сила имеет большую величину (десятки тонн), в поперечном сечении лонжерона появляются большие нормальные напряжения. Они практически не изменяются по величине, поэтому являются статической подгрузкой, которая может вызвать снижение долговечности. С учетом этого при проектировании выбирают площадь поперечного сечения лонжерона. От крутящего момента в сечении лонжерона возникают касательные напряжения, не оказывающие заметного влияния на ресурс. Исключение может составить комлевая часть лопасти из композиционных материалов из-за наличия отверстий для крепления наконечника. Ранее были указаны способы упрочнения. Крутящий момент комлевой части лопасти передается на систему управления и определяет ее прочность. [c.113]

В гл. 5 дано введение в динамику качания лопасти шарнирного несущего винта. Здесь будут получены более детальные совместные уравнения движения лопасти в плоскостях взмаха и вращения. Рассмотрим шарнирный несущии винт с ГШ и ВШ. Будем учитывать относ шарниров и наличие пружин относы ГШ и ВШ могут быть неодинаковыми. Угол взмаха жесткой лопасти относительно ГШ по-прежнему обозначим Р с формой тона т]з = (г — е)/ 1 —е). Угол качания обозначим тогда отклонение лопасти в плоскости вращения будет равно л = где Tij = (г — е)/(1—е)—форма тона. Угол р положителен при взмахе вверх, а угол 5—при отставании лопасти. Уравнения движения получим из условий равновесия моментов, действующих относительно шарниров. [c.364]

Таким образом, погонный момент кручения, характеризующий связь между кручением и изгибом, пропорционален произведению деформаций изгиба и разности между жесткостями лопасти на изгиб в плоскостях взмаха и вращения. Для лопасти, у которой Е1гг = EIxx, СВЯЗЬ кручения с изгибом отсутствует. Это случай лопасти с настройкой по жесткости , соответствующий условию Vp = 1 + для жесткой лопасти. Отметим, что у такой лопасти равны частоты движений относительно ГШ и ВШ (в отсутствие вращения). Как правило, жесткость лопасти в плоскости вращения намного выше, чем в плоскости взмаха. Однако для бесшарнирного несущего винта с нежесткими в плоскости вращения лопастями условие настройки по жесткости может быть выполнено. [c.380]

Особенности, рассмотренные в этом разделе, важны главным образом для бесшарнирного винта, для точного анализа которого требуется более полная модель динамики изгиба и кручения. Можно заключить, что если деформации изгиба в плоскостях взмаха и вращения в основном происходят во внешней относительно ОШ части лопасти, то они создают существенные моменты на кручение. Возникающая в результате связь угла установки лоласти с углами качания и взмаха является важным фактором в динамике бесшарнирного несущего винта. [c.380]

Этот результат более удобно вьтразйть с помощью векторного представления изгиба лопасти. Определим векторы изгибающего момента в сечении М и деформации в плоскостях взмаха и вращения и следующим образом [c.413]

ИЙ момент. Момент в шарнире обращается в нуль, поэтому, ля комлевой части лопасти несущего винта с шарнирным реплением соответствующих трудностей не возникает. То же южно утверждать относительно момента, изгибающего ло-асть рулевого винта в плоскости взмаха. Практика показыва-т, что переменный изгибающий момент в плоскости вращения вляется основным фактором, определяющим ресурс лопасти втулки РВ. Напряжения от изгибающего момента в плоско-ти взмаха и центробежной силы имеют намного меньшее зна-ение. [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...