Неравномерность скоростей индуктивных протекания

Отсюда видно, что вследствие концевых потерь индуктивная мощность возрастает приблизительно на 3% (k — 1/В л 1,03). Другие факторы, особенно неравномерность скорости протекания, также увеличивают индуктивную скорость. [c.72]

ИНДУКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ, ОБУСЛОВЛЕННАЯ НЕРАВНОМЕРНОСТЬЮ СКОРОСТИ ПРОТЕКАНИЯ [c.73]

Характеристики на режиме висения. Измерение аэродинамических характеристик несущего винта на висении показывает, что индуктивная мощность постоянно превышает величину, вычисляемую по импульсной теории, на 10—20%. Импульсная теория дает наименьшие возможные индуктивные затраты. Неравномерность скоростей протекания, концевые потери, закрутка следа и другие факторы вызывают дополнительные индуктивные затраты мощности. Поэтому при расчете аэродинамических характеристик винта на режиме висения (как и в разд. 2.4.2.3) индуктивную мощность можно вычислять по импульсной теории, вводя эмпирическую поправку в виде коэффициента k [c.113]

Индуктивные скорости на диске винта или вблизи него обычно можно найти только численно (исключая несколько особых точек). При равномерной нагрузке по вихревой теории получают те же результаты, что и по импульсной. В частности, с увеличением скорости полета результаты вихревой теории должны приближаться к тем, которые дает теория крыла. Вследствие упрощенности схемы следа дисковые вихревые теории в настоящее время могут быть полезны главным образом для общего описания поля скоростей вокруг винта и, в частности, индуктивных скоростей. Подробные расчеты индуктивных скоростей лучше делать с учетом неравномерности скоростей протекания, используя представление следа дискретными вихрями - (см. гл. 13). [c.142]

Индуктивная мощность, обусловленная неравномерностью скорости протекания и концевыми потерями......73 [c.498]

Строгого доказательства этих дифференциальных формул импульсной теории нет. Они основаны на допущении, что элементы диска не взаимодействуют. Ключевое предположение состоит в том, что равенство v = w/2 справедливо для отдельных линий тока. Это равенство позволяет представить силу тяги и мощность как функции одного аргумента — индуктивной скорости V. Дифференциальные формулы импульсной теории полезны тем, что их можно применять к расчету винтов с неравномерными нагрузкой и скоростью протекания через диск. [c.54]

В теории элемента лопасти вычисляют силы, которые действуют на лопасть при ее движении в воздухе, а по ним рассчитывают силы и аэродинамические характеристики всего несущего винта. Теория элемента лопасти — это, по существу, теория несущей линии, примененная к вращающемуся крылу. Предполагается, что каждое сечение лопасти работает как профиль в двумерном потоке, а влияние следа и остальной части винта полностью учтено в индуктивном угле атаки сечения. Следовательно, для решения задачи нужно рассчитать индуцируемые следом скорости на диске винта. Это можно сделать с помощью импульсной теории, вихревой теории или численными методами, учитывая неравномерность поля скоростей протекания. Теория несущей линии основана на предположении, что крыло имеет большое удлинение. Удлинение к лопасти несущего винта связано с коэффициентом заполнения и числом лопастей соотношением % = R/ = N/п)а. Для вертолетных несущих винтов с их малой нагрузкой на диск предположение о большом удлинении обычно справедливо. Однако даже при большом геометрическом удлинении могут существовать области, в которых велики градиенты нагрузки или индуктивной скорости, вследствие чего эффективное аэродинамическое удлинение может оказаться малым. Для несущего винта примерами таких областей с большими градиентами являются концевая часть лопасти и то место на ней, вблизи которого проходит вихрь, сбегающий с предшествующей лопасти. [c.59]

В предыдущем разделе для расчета аэродинамических характеристик была использована величина индуктивной скорости, определяемая импульсной теорией, т. е. величина скорости, равномерно распределенной по диску несущего винта. Неравномерное распределение скоростей протекания можно найти, рассматривая выражения импульсной теории для режимов висения и вертикального полета, в дифференциальной форме. Такое рассмотрение называют элементно-импульсной теорией. В теории [c.68]

Теория элемента лопасти основана на предположении, что каждое сечение лопасти работает как профиль в двумерном потоке, а влияние следа несущего винта полностью учтено величиной индуктивной скорости в этом сечении. Тогда, зная движение лопасти и условия обтекания данного сечения, можно использовать профильные характеристики для расчета нагрузок каждого сечения. Индуктивную скорость можно найти различными способами по импульсной теории, по вихревой теории или путем расчета неравномерного распределения скоростей протекания численными методами. Для применения рассматриваемой теории удлинение лопастей должно быть большим, что как раз и характерно для винтокрылых аппаратов. Однако вблизи конца лопасти или в тех областях, где вследствие взаимодействия лопасти с вихрем велики градиенты индуктивной скорости, для уточнения результатов следует применять теорию несущей поверхности. [c.171]

В разд. 2.4.2.3 было получено выражение для коэффициента индуктивной мощности на режиме висения в виде pi = k fl /2 где k — эмпирический коэффициент, учитывающий дополнительные затраты мощности на реальном винте. Затраты мощности, обусловленные неравномерностью скорости протекания и концевыми потерями, можно оценить по формулам импульсной теории [c.73]

Графики коэффициентов махового движения относительно ППУ. Эти коэффициенты практически линейно зависят от л (без учета неравномерности скоростей протекания) и нагрузки на лопасть влияние других параметров второстепенно. На угол Pi влияет, как видим, увеличение индуктивной скорости при больших ско- роетях полета. На рис. 5.19 приведены графики угла конусности, который зависит главным образом от силы тяги несущего винта. [c.196]

Распределение углов атаки по диску винта и, следовательно, проявление срыва зависят от неравномерности поля скоростей протекания (см. примеры в разд. 13.2). Учет такой неравномерности позволяет более полно исследовать картину обтекания лопасти при больших нагружениях. Обычно индуктивные скорости в концевой части отступающей лопасти больше средней по диску винта, что ограничивает углы атаки на конце лопасти. Поэтому зона срыва сдвигается в сторону комля и переходит в третий квадрант, особенно в случае малозакрученных лопастей. Неравномерность скоростей протекания сказывается также в увеличении максимальных углов атаки на диске и увеличении скорости изменения а перед наступлением срыва. Поэтому мнение о том, что 1,270 — это максимальный угол атаки сечений при полете вперед, не вполне справедлив. Области срыва, полученные расчетом при постоянной скорости протекания, плохо согласуются с данными экспериментальных исследований. Однако важность учета неравномерности скоростей протекания при детальном изучении аэродинамики винта не обесценивает критериев срыва, основанных на элементарных, полученных при постоянной скорости протекания параметрах типа ai,270- Такие критерии основаны на связи между значе- [c.797]

Этим соотношением определяются основные характеристики вертолета. Оно основано на фундаментальных законах гидродинамики и показывает, что для того, чтобы скорость протекания через диск была мала и, следовательно, были малы индуктивные затраты мощности, проходящий через диск воздух нужно ускорять малым перепадом давления. Для экономичного режима висения требуется малая величина отношения Р/Т (малый вес топлива и двигателя), а для этого должна быть мала нагрузка на диск Т/А. Вертолеты имеют наименьшую нагрузку на диск (Т/А от 100 до 500 Па), а потому и наилучшие, характеристики висения среди всех аппаратов вертикального взлета и посадки. Заметим, что на самом деле индуктивную мощность определяет отношение Т/ рА), так как эффективная нагрузка на диск возрастает с высотой полета и температурой, т. е. с уменьшением плотности воздуха. Используя методы вариационного исчисления, можно доказать, что, как и для крыльев, равномерное распределение индуктивных скоростей по диску дает минимальную индуктивную мощность при заданной силе тяги. Задача состоит в том, чтобы минимизировать кинетическую энергию КЭ v dA следа при заданной силе тяги или заданном количестве движения dA следа. Представим индуктивную скорость в виде суммы v = v - -bv среднего значения V и возмущения бу, для которого бийЛ = 0. Тогда —+ (6/4)2d/4,H кинетическая энергия достигает минимума, когда во всех точках диска би = О, т. е. при равномерном распределении скорости протекания. Суть в том, что при неравномерном распределении скоростей протекания дополнительные потери мощности в областях с большими местными нагрузками превышают выигрыш в мощности, получаемый в областях с малыми нагрузками. [c.46]

При равномерной скорости протекания индуктивную мощность описывает простая формула p. = k j-, которая согласуется с соответствующей формулой импульсной теории. (Заметим, что в случае полета по вертикали X включает в себя коэффициент Яс= y/(Q/ ) вертикальной скорости, а Ср учитывает и затраты мощности Рс = VT на набор высоты.) Для режима висения по формуле 1 = л/Ст12 получаем p. = f l-y/2, т. е. соотношение для идеального винта. У реального несущего винта, имеющего конечное число лопастей с практическими круткой и формой в плане, индуктивная мощность больше той минимальной величины, которую дает импульсная теория. Подлинную величину индуктивной мощности можно рассчитать, используя при вычислении интеграла Kd f действительное распределение индуктивной скорости. Последняя превышает идеальное значение и обычно распределена по диску весьма неравномерно. Другой Способ расчета состоит в использовании выражения для индуктивг ной скорости, которое дает импульсная теория, но с эмпирическим коэффициентом, учитывающим дополнительные затраты [c.66]

Коэффициент индуктивной мощности Ср выражается интегралом Xi d x, где йСт = аа FJ(a )] dr (требуется еще осреднение по азимуту). При равномерном распределении скорости протекания это соотношение принимает простой вид Ср. = Xt j-. При полете вперед на режимах > 0,1 хорошим приближением будет выражение Х кСт/ (2fx), откуда Ср k .j 2 i). Эмпирический коэффициент k учитывает концевые потери, потери вследствие неравномерности протекания и др. [c.184]

Вследствие сложной формы поверхности лопастей и вихревых поверхностей теорию несущей поверхности практически можно использовать, только рассматривая конечные элементы. В простейшем случае поверхности лоиастей и вихревые пелены представляют вихревыми решетками. При этом способ расчета должен быть сходен с описанным выше способом расчета неравномерного поля скоростей протекания, но число точек, в которых нужно вычислять индуктивную скорость, на несколько порядков превышает число точек на поверхности лопасти. Даже без учета свободного переноса вихрей в следе расчет нагрузок несущего винта по теории несущей поверхности потребует [c.687]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...