Момент в плоскости аэродинамический

Мр — аэродинамический момент в плоскости взмаха (момент взмаха) [c.10]

Мц—аэродинамический момент в плоскости вращения (момент качания) [c.10]

Момент в плоскости взмаха у комля лопасти, создаваемый инерционной, центробежной и аэродинамической силами, был получен в разд. 9.2.1 при выводе уравнения махового движения [c.390]

Момент у комля получается суммированием моментов в плоскости взмаха от аэродинамических, инерционных и центробежных сил в сечении лопасти (см. рис. 9.8) или просто путем расчета изгибающего момента в плоскости взмаха по формуле [c.391]

Аэродинамический момент в плоскости взмаха на т-й лопасти А/-лопастного несущего винта можно представить в виде [c.522]

Аэродинамическая перерезывающая сила в плоскости вращения у комля лопасти, как и момент в плоскости вращения, обусловлена сопротивлением Fx сечения и равна [c.533]

Аэродинамический крутящий момент на втулке несущего винта может быть определен по моменту в плоскости вращения М[ (полученному в разд. 11.3) путем замены формы rjj радиусом г [c.534]

Поскольку при определении аэродинамических коэффициентов мы используем аппроксимацию iis —Л нет необходимости делать различия в обозначениях моментов в плоскости вращения и крутящего. При численном анализе махового движения и качания можно использовать реальные формы колебаний. [c.535]

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

Параметр Л определяет связь продольной и поперечной реакций махового движения. В этих формулах множители у в большинстве членов сокращаются — свидетельство того, что реакция махового движения определяется в основном равновесием аэродинамических сил. Исключение представляет третий член, выражающий равновесие кориолисовых сил, вызванных угловой скоростью вала, и аэродинамических, обусловленных маховым движением. Управление циклическим шагом создает аэродинамический момент в плоскости взмаха, входящий в формулы коэффициента Mq. Первая гармоника циклического шага с коэффициентом 0и создает на диске винта поперечный аэродинамический момент. Несущий винт реагирует с запаздыванием по фазе 90° (этот угол меньше, если Л >0), т. е. продольным наклоном плоскости концов лопастей. Изменения угла атаки вследствие махового движения во вращающейся системе координат, определяемого продольным наклоном пло- [c.572]

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

Рассмотрим теперь случай нулевой тяги, когда все аэродинамические коэффициенты, за исключением Mg, и Mj, равны или близки к нулю. Пусть также равен нулю конструктивный угол конусности, так что Ро = 0. Тогда единственную связь между уравнениями махового движения и качания создает момент в плоскости взмаха, вызванный углом если = О- Качание не зависит от махового движения, что означает устойчивость системы. Отсюда следует, что если возникает неустойчивость совместных махового движения и качания лопасти, то она должна быть связана с большими значениями силы тяги или угла [c.601]

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]

Результирующий динамический изгибающий момент М под воздействием ветровой нагрузки при резонансной скорости Укр и аэродинамических сил, вызывающих моменты в плоскости, поперечной к потоку, рассчитывается по формуле [c.30]

Один из распространенных методов расчета нестационарных аэродинамических нагрузок на крыло состоит в его замене вихревой поверхностью, расположенной в базовой плоскости, и последующем определении напряженности циркуляции, по которой находятся распределение давления, силы, моменты и соответствующие аэродинамические производные. Какие должны быть выполнены условия при определении напряженности циркуляции, соответствующие принятой вихревой модели несущей поверхности, обтекаемой циркуляционным и бесциркуляционным потоками [c.249]

В инженерной практике имеют дело не с векторами и УИ, а с их проекциями на оси какой-либо системы координат. Наиболее широко в аэродинамике используется скоростная ортогональная система координат (рис. 1.1.1). В этой системе обычно задают аэродинамические силы и моменты, так как многие исследования динамики полета и прежде всего траекторные задачи связаны с применением осей координат именно такой системы. В частности, уравнения движения центра масс летательного аппарата удобно записывать в проекциях на эти оси. В скоростной системе продольная (скоростная ) ось Оха (ГОСТ 20058—74) направлена всегда по вектору V скорости движения центра масс аппарата, а вертикальная ось (ось подъемной силы) Оуа расположена в плоскости симметрии. Ее положительное направление будет таким, как показано на рис. 1.1.1. Боковая ось ОХа этой системы направлена вдоль размаха правого крыла так, что образуется правая система координат. В обращенном движении продольная ось совпадает с направлением скорости потока, а ось расположена вдоль размаха левого крыла так, чтобы сохранилась та же правая система координат. Такую систему координат обычно называют поточной. [c.10]

Вертолет не теряет устойчивости, а лишь наклоняется на угол, величина которого пропорциональна статическому моменту оторвавшегося участка лопасти и угловой скорости вращения винта и обратно пропорциональна величине производной аэродинамического демпфирования в плоскости наклона. [c.54]

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]

Чтобы обеспечить движение лопасти в плоскости взмаха, необходимое для уменьшения напряжений в комле лопасти и моментов на втулке, нужен горизонтальный шарнир (ГШ). Маховое движение порождает также аэродинамические и инерционные, в частности кориолисовы, силы в плоскости диска. Поэтому несущие винты часто снабжают вертикальными шарнирами (ВШ), которые обеспечивают возможность качания лопасти и уменьшают нагрузки комлевой части лопасти в плоскости диска. Однако вследствие применения ВШ усложняется конструкция втулки и появляется возможность механической неустойчивости, называемой земным резонансом . Для устранения этой неустойчивости требуется механическое демпфирование качания. ( Земной резонанс возникает из-за взаимосвязи между колебаниями лопастей в вертикальных шарнирах и колебаниями втулки винта в плоскости диска. Последнее движение обычно обусловлено упругостью шасси, когда вертолет стоит на земле, см. разд. 12.4) Вместо применения ВШ можно усилить конструкцию комлевой части лопасти с тем, чтобы она выдерживала нагрузки в плоскости диска. В комлевой части лопасти должен также быть осевой шарнир (ОШ), который позволяет изменять угол установки лопасти и тем самым управлять несущим винтом. Таким образом, лопасть полностью шарнирного [c.159]

Выведем теперь выражения для аэродинамических сил, действующих на несущий винт. Используем при этом произвольную плоскость отсчета, хотя некоторые величины будут исследованы в системе координат, связанной с плоскостью постоянных углов установки или плоскостью концов лопастей. Сила тяги Т нормальна к плоскости диска (плоскости отсчета), продольная сила Н действует в плоскости диска и направлена назад, поперечная сила У лежит в плоскости диска и направлена в сторону наступающей лопасти (рис. 5.10). Продольная и поперечная силы в плоскости концов лопастей обычно малы, так что величины отношений Н/Т и Y/T имеют тот же порядок, что и углы наклона ПКЛ. Кроме того, несущий винт создает аэродинамический крутящий момент Q, который считается положительным, когда винт потребляет мощность. В случае шарнирного винта без относа ГШ моменты тангажа и крена не могут передаться на втулку винта. Силы, действующие на винт, определяются ин- [c.174]

Продолжим исследование роли инерционных и аэродинамических сил в маховом движении лопасти. Если аэродинамические силы отсутствуют, нет относа ГШ и каких-либо стеснений движению лопасти, то уравнение махового движения имеет вид РР = 0. Решением этого уравнения является функция р = = Pi os г 1 + pis sin г ), где р, и Pis — произвольные постоянные. Таким образом, в этом случае ориентация несущего винта произвольна, но постоянна, так как в отсутствие аэродинамических сил или при нулевом относе ГШ нельзя создать момент на втулке посредством изменения углов установки лопастей или наклона вала винта. Несущий винт ведет себя как гироскоп, который в отсутствие внешних моментов сохраняет свою ориентацию относительно инерциальной системы отсчета. Когда винт вращается в воздухе, угол установки создает аэродинамический момент Me относительно оси ГШ, который можно использовать для отклонения оси винта, т. е. для управления его ориентацией. Если бы / 0 был единственным моментом, го циклическое управление вызывало бы отклонение оси винта с постоянной скоростью. Однако возникает также аэродинамический момент демпфирования 1Щ. Наклон ПКЛ на угол р или Ри создает скорость взмаха (во вращающейся системе координат). Следовательно, момент, порождаемый наклоном плоскости управления, вызывает процессию несущего винта, наклоняя ПКЛ до тех пор, пока маховое движение не создаст момент, обусловленный моментами и как раз достаточный, чтобы уравновесить управляющий момент. Вследствие равновесия моментов, обусловленных углом 0 и скоростью р, несущий винт займет новое устойчивое положение. Таким образом, маховое движение лопастей можно рассматривать с двух точек зрения. Во-первых, лопасть можно считать колебательной системой, собственная [c.191]

В гл. 5 коэффициент аэродинамического крутящего момента несущего винта был получен в виде интеграла от лежащих в плоскости диска составляющих элементарных сил лопасти [c.270]

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]

Анализ реакций стационарных систем намного проще, чем для периодических систем, и может выполняться более эффективными методами. Поэтому интересно выяснить возможность удовлетворительного описания динамики винта уравнениями с постоянными коэффициентами. Такое описание всегда будет приближенным, поскольку оно в принципе не может полностью моделировать поведение периодической системы. Из рассмотрения вышеприведенных формул для моментов в плоскости взмаха можно сделать вывод о том, что аппроксимацию с постоянными коэффициентами следует вводить в невращающейся системе координат. Если усреднить значения аэродинамических коэффициентов во вращающейся системе, то влияние полета вперед фактически учтено не будет (за исключением того, что увеличится порядок в выражении для Me). Усредненные коэффициенты в невращающейся системе координат включают некоторые высшие гармоники коэффициентов во вращающейся системе. Используя результаты, приведенные выше для трех- [c.525]

Движение вала в уравнениях движения несущего винта в невращающейся системе координат может быть учтено так же, как в разд. 11.4. Аппроксимация с постоянными коэффициентами аэродинамических моментов в плоскости взмаха при полете [c.543]

Моменты, определяемые бесциркуляционной подъемной силой, меньше моментов в плоскости взмаха, определяемых циркуляционной подъемной силой, примерно в отношении /R.. Вихревая система несущего винта монсет существенно снизить циркуляционную подъемную силу (это учитывается функцией уменьшения подъемной силы). Циркуляционная подъемная-сила создает шарнирные моменты вследствие смещения центра давления. Бесциркуляционные силы создают аэродинамический демпфирующий шарнирный момент те. На впсении аэродина- [c.552]

Таким образом, для шарнирного несущего винта, не имеющего, пружины в ГШ, относа ГШ и компенсатора взмаха (vpзфф = 1 и /Сз = 0), аэродинамический и кориолисов моменты в плоскости взмаха, вызванные скоростью качания, почти уравновешиваются, и уравнения оказываются несвязанными. В этом случае маховое движение и качание устойчивы. Качание, вызванное кориолисовыми силами вследствие взмаха, влияет на вибрации и нагрузки на лопасть, но не на устойчивость. Заметим, что при наличии пружины в ГШ (относ ГШ и компенсатор взмаха отсутствуют) 1 +/С з ( бзфф > ) Если при этом конструктивный угол конусности равен идеальному Рид = Y то [c.601]

Нагрузки лопастей, втулки и проводки управления, создаваемые аэродинамическими и инерционными силами несущего винта, необходимо знать для проектирования элементов конструкции в соответствии с существующими нормами статической и усталостной прочности. Для проектирования лопасти требуется знание напряжений в элементах ее конструкции, а теория упругой балки оперирует только с изгибающими и крутящими моментами в сечении лопасти. Для шарнирной лопасти критическим обычно является изгибающий момент в плоскости взмаха в сечении, находящемся вблизи середины лопасти. Для бесшарнирного винта критический изгибающий момент имеет место в комлевом сечении. Суммарные реакции в комлевом сечении определяют нагрз зки на втулку. Установочные моменты лопастей обусловливают нагрузки в проводке управления, которые часто являются фактором, ограничивающим предельные. режимы полета вертолета. Конструктора обычно интересуют периодические или близкие к ним нагрузки на установившихся режимах полета и при маневрах. Ввиду того что периодические изменения аэродинамических параметров вызывают большие периодические нагрузки на лопастях, втулке и проводке управления, анализ усталостной прочности является важнейшим элементом проектирования несущего винта. Усталостная прочность конструкции сильно зависит от локальных факторов распределения напряжений, поэтому она обычно должна подтверждаться натурными испытаниями. Это относится в первую очередь к несущим винтам вертолетов, многие элементы конструкции которых имеют ограниченный ресурс ввиду высокого уровня переменных нагрузок. [c.640]

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]

Переменный изгибающий момент в плоскости вращения вы-ывается в основном инерционными силами Кориолиса и в [еньшей мере—аэродинамическими силами. Поэтому уделим алее главное внимание кориолисовым силам. Рассмотрим сна-ала упрощенную модель (рис. 8.1). Перпендикулярно к валу по радиусу) закреплен стержень, на котором расположен груз ассои М. Вал вращается, а груз может перемещаться вдоль тержня. Вначале груз М находится на расстоянии Г от оси ращения модели. Если угловую скорость вала обозначить со, [c.123]

Разделение общего движения аппарата на эти два вида возможно, если предположить, что система управления работает идеально , обеспечивая в течение всего полета равенство нулю моментов М , Му, М . О таком летательном аппарате и его системе управления говорят как о безынерционных. Предположение о безынерционности означает, что при отклонении рулей углы атаки и скольжения мгновенно (или достаточно быстро) принимают значения, соответствующие статически устойчивому положению аппарата. В этих условиях движение. его центра масс в плоскости полета исследуется независимо. При таком исследовании аэродинамические коэффициенты записываются в таком виде [c.25]

При устойчивом движении угол нутации определяется гармонической функцией вида б = 6mSin(2я/T) , где 6 — амплитуда, Т — период нутационных колебаний. Такие колебания имеют место на начальном малоис-кривленном участке траектории, когда влияние демпфирующих аэродинамических моментов мало. При дальнейшем движении это влияние становится существенным, вследствие действия демпфирующих моментов происходит быстрое уменьшение натуционных колебаний, а угол б при этом стремится к некоторому среднему значению угла бср. Этот угол (угол конуса прецессии) можно рассматривать как угол атаки, измеряемый в плоскости сопротивления. Его величина определяется угловой скоростью собственного вращения соо, аэродинамическим вращающим моментом М , а также геометрическими и весовыми параметрами корпуса. При этом для заданной его формы и размеров угол бср тем меньше, чем больше угловая скорость (йо- Путем соответствующих расчетов можно определить такую величину [c.73]

Если требуется управление вектором тяги в плоскости крена, то можно использовать два сопла или установить в выходном раструбе пару тонких продольных разделительных ребер и впрыскивать жидкость через соответствующие отверстия [182, 183J. Из рис. 122 видно, что отверстия А 1,2) и В 1,2) обеспечивают управление по тангажу, отверстия Си/) — по рысканию, а совместный впрыск А и или Лг и В —по крену. В аэродинамической трубе с водой в качестве впрыскиваемой жидкости проведено параметрическое исследование распределения давления в таком сопле и его изменения в зависимости от отношения расходов вторичного и основного потоков, а также определено оптимальное положение впускных отверстий для вторичной инжекции [182, 183]. Эти результаты были затем использованы при разработке специального устройства, в котором сжигали малоразмерный заряд монотоплива на основе ПХА, а в сопло впрыскивали фреон-113 (рис. 123). Двигатель устанавливали в двух прецизионных подшипниках, позволяющих ему совершать свободное (без трения) движение в плоскости крена. Вращательный момент измеряли с помощью двух балок, приваренных перпендикулярно к переходной муфте, скрепленной с передним днищем РДТТ. Балки жестко заделывались в стенд и при приложении крутящего момента подвергались изгибу. Измерительный мост с тензодатчиками [c.209]

Обычный несущий винт вертолета состоит из двух или большего числа одинаковых, разделенных равными угловыми промежутками лопастей, прикрепленных к центральной втулке. Винт равномерно вращается под действием крутящего момента, который передается, как правило, от двигателя на вал. Подъемные силы и сопротивления лопастей — этих вращающихся крыльев — создают аэродинамический момент, силу тяги и другие силы и моменты несущего винта. Большой диаметр винта, требуемый для эффективного вертикального полета, и большое удлинение лопастей, диктуемое необходимостью иметь высокое аэродинамическое качество вращающихся крыльев, делают лопасти гораздо более гибкими, чем у винтов с большой нагрузкой на диск (например, пропеллеров). Следовательно, при полете аппарата лопасть несущего винта под действием аэродинамических сил будет совершать значительные движения. v3th движения могут вызвать большие напряжения в лопасти или большие моменты в ее корне, которые через втулку передаются вертолету. Поэтому при проектировании лопастей и втулки несущего винта следует позаботиться о том, чтобы эти нагрузки были по возможности малы. Центробежные силы препятствуют отклонению вращаЮ щейся лопасти от плоскости диска, так что ее движение будет наиболее заметным вблизи комля. Вследствие этого поиски прО [c.20]

Висение, экономичное по затратам мощности, — основная характеристика вертолета, но она ничего не стоит, если плохи аэродинамические характеристики при полете вперед. В таком полете диск несущего Bnnta движется передней кромкой навстречу воздуху, оставаясь почти горизонтальным (небольшой наклон обеспечивает создание пропульсивной силы). Поэтому лопасть несущего винта обтекается потоком, скорость которого в плоскости диска складывается из составляющей скорости вертолета и из скорости, обусловленной собственным вращением лопасти. У наступающей лопасти при полете вперед скорость обтекания больше, у отступающей — меньше. Предположим, что угол атаки сечений лопасти постоянен. Тогда изменение скоростного напора в процессе работы винта приводит к тому, что подъемная сила наступающей лопасти становится больше, чем у отступающей, т. е. на винте возникает момент крена. Если не ликвидировать этот момент, вертолет будет крениться в сторону отступающей лопасти до тех пор, пока момент крена на винте не сбалансируется моментом силы тяжести, приложенной в центре масс вертолета. Но момент крена может быть столь большим, что такая балансировка окажется недостижимой. Именно этим на заре развития вертолетостроения было вызвано несколько аварий, которые происходили при попытках лететь вперед. Кроме того, моменту крена на несущем винте соответствует большой изгибающий момент в комлевой части каждой лопасти. Этот момент периодически изменяется (период равен 2n/Q),достигая максимального положительного значения на наступающей лопасти и минимального отрицательного значения на отступающей.. [c.154]

ТОГО, при полете вперед периодически изменяются с периодом 2n/Q. Это создает серьезную проблему для конструкторов необходимо каким-то способом уменьшить изгибающие моменты в комлевых частях и снизить напряжения в лопастях до допустимого уровня. Если лопасти жесткие, как у пропеллера, то все аэродинамические нагрузки воспринимает конструкция. У гибких же лопастей под действием аэродинамических сил возникают значительные изгибные колебания, в результате которых аэродинамические силы могут изменяться так, что нагрузка лопастей существенно снизится. Таким образом, при полете вперед азимутальное изменение подъемной силы лопасти вызывает ее периодическое движение с периодом 2n/Q в плоскости, нормальной к плоскости диска (плоскости взмаха). Это движение называют маховым. С учетом инерционных и аэродинамических сил, обусловленных маховым движением, результирующие нагрузки лопасти в комлевой части и момент крена, передающийся на фюзеляж, существенно уменьшаются. Обычно для снижения нагрузок втулки несущих винтов снабжают горизонтальными шарнирами (ГШ). При маховом движении лопасть поворачивается вокруг оси ГШ как твердое тело (см. рис. 1.4). Так как на оси ГШ момент равен нулю, на фюзеляж он вообще не может передаться (если относ оси ГШ от оси вращения равен нулю), а изгибающие моменты в комлевой части лопасти должны быть малы. Несущий винт, у которого имеются горизонтальные шарниры, называют шарнирным винтом. В последнее время на вертолетах с успехом применяют несущие винты, не имеющие ГШ и называемые беешарнирными. При использовании высококачественных современных материалов комлевую часть лопасти можно сделать прочной и в то же время достаточно гибкой, чтобы обеспечить маховое движение, которое снимает большую часть нагрузок в комле лопасти. Вследствие значительных центробежных сил, действующих на лопасти, маховые движения у шарнирных и бесшарнирных винтов весьма сходны. Естественно, нагрузка комлевой части лопасти у бесшарнирных винтов выше, чем у шарнирных, а увеличение момента, передаваемого на втулку, оказывает значительное влияние на характеристики управляемости вертолета. В целом маховое движение лопастей уменьшает асимметрию в распределении подъемной силы по диску винта при полете вперед. Поэтому учет махового движения имеет принципиальное значение в исследовании аэродинамических характеристик несущего винта при полете вперед. [c.155]

Рассмотрим равновесие моментов инерционных и аэродинамической сил относительно оси ГШ (рис. 5.14). Если лопасть абсолютно жесткая и относа ГШ нет, то отклонение сечения от плоскости отсчета равно г = рг. На элементарную массу т dr (т — погонная масса лопасти) сечения, находящегося на радиусе г, действуют следующие силы 1) инерционная сила mz dr — /пф dr, направленная противоположно скорости махового движения и имеющая относительно оси ГШ плечо г 2) центробежная сила mQ rdr, направленная по радиусу от оси вращения и имеющая плечо г — г 3) аэродинамическая сила Fzdr, нормальная к лопасти и имеющая плечо г. Напомним, что вследствие малости углов сила Fz не отличается от подъемной силы L сечения. Так как центробел<ная сила всегда направлена по радиусу от оси вращения (т. е. лежит в пло- [c.186]

Если собственная частота качания близка к 1, то амплитуда первой гармоники велика, а значит, велики и нагрузки лопасти в плоскости диска. Демпфирование, которое определяет амплитуду вынужденных колебаний при = 1, в случае качания мало и потому не меняет этого вывода. (У шарнирных винтов, снабженных механическими демпфераМи, качание лопасти сильно задемпфировано и имеет низкую собственную частоту.) Таким образом, собственную частоту качания для винтов с малой жесткостью в плоскости враш,ения приходится выбирать компромиссно, удовлетворяя требованиям малой нагрузки лопасти (низкая частота качания) и устойчивости к чемному резонансу (высокая частота качания). Приведенные выше выражения для i и is не вполне правильны, так как на самом деле в первую гармонику момента аэродинамических сил относительно оси ВШ должны входить зависящие от махового движения члены, которые взаимно сокращаются с некоторыми членами выражения момента кориолисовых сил. [c.244]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...