Несущий винт оптимальный

Вследствие закручивания следа индуктивные скорость и мощность возрастают на 2%, а общая мощность, потребляемая несущим винтом,— на 1%. Так как найденное решение не удовлетворяет точно уравнению Эйлера, оно в действительности не является оптимальным, но оно достаточно для оценки малых потерь, обусловленных закруткой следа. [c.57]

ОПТИМАЛЬНЫЙ НЕСУЩИЙ ВИНТ ДЛЯ ВИСЕНИЯ [c.77]

Геометрические характеристики идеального несущего винта выбираются так, чтобы индуктивная мощность была минимальной. Однако углы атаки сечений этого винта определяются соотношением а = ак/г, так что только одно сечение работает при оптимальной величине отношения подъемной силы к сопротивлению. В результате профильная мощность идеального несущего винта не будет минимальной. Рассмотрим теперь несущий винт, оптимизированный и по индуктивной, и по профильной мощностям. Для минимума индуктивной мощности скорость протекания должна быть распределена равномерно. Профильная же мощность будет минимальна при условии, что каждое сечение лопасти работает под оптимальным углом атаки Копт, при котором достигается оптимальная величина отношения с /с<г. Эти два критерия определяют крутку и сужение лопастей оптимального несущего винта, имеющего наилучшие аэродинамические характеристики на режиме висения. [c.77]

Как и у идеального несущего винта, геометрические характеристики оптимального винта зависят от режима работы. Кроме того, распределение хорд и крутка имеют особенности вблизи корня лопасти. Однако рассмотрение оптимального несущего винта полезно тем, что обнаруживает предельное улучшение аэродинамических характеристик, которое может быть достигнуто выбором крутки и сужения, и показывает конструктору направления совершенствования реального несущего винта. Общий вывод состоит в том, что в направлении от корня лопасти к ее концу угол установки должен убывать (т. е. требуется отрицательная закрутка), а лопасть — суживаться. Правда, выигрыш в аэродинамических характеристиках, достигаемый в результате сужения лопасти, часто не оправдывает дополнительных расходов на изготовление таких лопастей. Раньше обычно конструировали лопасти с линейной круткой и постоянной хордой и лишь изредка — трапециевидные. При современных материалах и технологии производства делают лопасти с нелинейной круткой и переменной хордой. Анализ оптимального винта показывает, что конструкция реального несущего винта обязательно будет результатом компромисса. [c.78]

Таким образом, след лопасти оптимального несущего винта представляет собой геликоидальную пелену с постоянным углом наклона, не возмущенную индуктивными скоростями и и V. При такой (винтообразной) форме пелены любой поперечный свободный вихрь, который сходит с задней кромки лопасти и становится элементом следа, все время будет оставаться на той же радиальной горизонтальной прямой. Эта структура следа соответствует несущему винту с минимальной индуктивной мощностью при заданной силе тяги. [c.92]

Согласие указанных формул оправдывает использование схемы твердого следа в классической вихревой теории. Поскольку индуктивные затраты мощности реального несущего винта немного отличаются от аналогичных затрат у оптимального винта, эту простую схему можно использовать и при расчетах винта с неоптимальной нагрузкой. Итак, след несущего вин га или пропеллера с минимальной индуктивной мощностью состоит из спиральных пелен свободной завихренности, движущихся в осевом направлении как твердые поверхности, т. е. с постоянной скоростью без деформации. Скорость перемещения следа определяется нагрузкой на диск винта, а наклон геликоидальных пелен — осевой и окружной скоростями лопастей. [c.93]

При заданном полетном весе эта нагрузка определяет оптимальный радиус несущего винта. С увеличением профильной мощности оптимальная нагрузка на диск возрастает, а значит, радиус винта уменьшается. Экстремальной нагрузке соответствует коэффициент совершенства винта [c.277]

При отказе двигателя вертолет имеет возможность совершить посадку на режиме авторотации в этом случае при снижении вертолета с постоянной скоростью тяга несущего винта остается постоянной. Установившаяся скорость снижения вертолета на этом режиме даже при полете вперед весьма велика, поэтому режим авторотации используется обычно как аварийный. Крайне важно, чтобы летчик выполнял своевременные и правильные действия, обеспечивающие оптимальную траекторию полета в начале и конце маневра. [c.307]

При введении в обратную связь по угловой скорости сигнала угла один из нулей разомкнутой системы перемещается в левую полуплоскость, туда же следуют и комплексные корни, а модуль действительного корня увеличивается. Постоянная времени форсирования т должна быть достаточно велика для того, чтобы нуль находился близко к началу координат. Если модуль нуля большой, то корневой годограф оказывается ближе к случаю обратной связи по углу, при котором происходит уменьшение модуля действительного корня. Для вертолетов с шарнирным несущим винтом обычно требуется величина т = 2 - 4 с. Таким образом, обратная связь по углу и угловой скорости тангажа дает желаемое с точки зрения управляемости сочетание высокого демпфирования и устойчивости колебательного движения. Однако эта обратная связь не обеспечивает оптимальной для летчика управляемости. Требуемая для системы управления [c.724]

Краеугольным камнем зарождавшейся науки о вертолетах стали экспериментальные исследования несущих винтов, позволившие накопить изрядный опыт подбора оптимальных параметров, который послужил основой для последующих теоретических разработок. Учеными стали предприниматься попытки создания теоретических основ расчета несущих винтов. Существенно расширились представления о характерных режимах работы несущего винта, в том числе режиме авторотации. [c.41]

Уже у авторов работ XIX в. зародилась идея о целесообразности многовинтовой схемы. Появление в начале XX в. понятия оптимального диаметра несущего винта подтвердило правильность данного тезиса. В 1904 г. Н.Е. Жуковский научно обосновал целесообразность многовинтовой схемы. Развитие мирового вертолетостроения в первой четверти XX в. подтвердило этот вывод отца русской авиации . Раз- [c.204]

Наличие у лопастей неоперенной части не оказывает прямого влияния на индуктивную скорость при полете вперед по теории крыла индуктивная скорость зависит не от площади крыла, а от квадрата его размаха. Наличие неоперенной части влияет на эффективное распределение нагрузки по размаху винта и, следовательно, увеличивает индуктивную мощность по сравнению с оптимальной величиной, соответствующей эллиптическому распределению нагрузки. Однако неоперенная часть не является главным фактором, изменяющим распределение нагрузки при полете вперед. Ограничения по срыву на отступающей лопасти, скорости обтекания которой минимальны по диску, приводят к концентрации нагрузки в передней и задней частях диска, в результате чего эффективный размах несущей системы уменьшается. [c.140]

Значительной областью применения перспективных композиционных материалов являются составные лопасти несущего винта, в которых форма и аэродинамический профиль подбираются таким образом, чтобы получить не только оптимальные характеристики, но также достичь минимального уровня шума. Лопасти, удовлетворяющие зтим требованиям, чрезвычайно трудно, если вообще возможно, изготовить из металла. Возможность получить любую геометрию сечения и хорошие усталостные свойства являются двумя положительными факторами, способствующими применению усовершенствованных композиционных материалов. [c.486]

Таким образом, сужение и крутка оптимального несущего винта при заданном профиле лопастей (который определяет Сопт) будут [c.78]

Эквивалентный по силе тяги коэффициент заполнения оптимального несущего винта равен Одкв == 3 = (3/2) Стк, [c.79]

При заданных силе тяги, радиусе и концевой скорости несущего винта индуктивная и профильная мощности могут быть минимизированы соответствующим выбором крутки и сужения. На внешней части лопасти, где нагрузки самые большие, оптимальные распределения длин хорд и углов установки можно хорошо аппроксимировать линейными функциями. В самом деле, с лопастями, линейно закрученными на углы от —8 до 12°, получается почти весь тот выигрыш (по сравнению с незакру-ченными лопастями), который дают лопасти с идеальной круткой. Лопасти с линейной круткой просты в производстве, так что значительное улучшение аэродинамических характеристик достигается за счет лишь небольшого увеличения стоимости производства. Сужение также улучшает аэродинамические характеристики, но вследствие высокой стоимости производства оправдывается только для очень больших несущих винтов. В приведеной ниже таблице, составленной по данным Гессоу [c.79]

В предыдущих разделах получено несколько выражений для аэродинамических характеристик на режиме висения как в случае реального, так и идеального несущих винтов. Здесь мы приведем численные примеры и сопоставим расчетные аэродинамические характеристики в различных случаях. Будут рассмотрены три вида несущих винтов с предельными характеристиками 1) винт, у которого коэффициент совершенства равен единице, т. е. профильная мощность равна нулю, а индуктивная мощность минимальна, так что p = r7V2 2) оптимальный винт, у которого крутка лопастей обеспечивает равномерную скорость протекания, а их сужение — постоянство углов атаки сечений, вследствие чего минимальны и профильная, и индуктивная мощности 3) идеальный винт, лопасти которого имеют постоянную хорду и крутку, обеспечивающую равномерную скорость протекания и минимум индуктивной мощности. При расчете аэродинамических характеристик реального несущего винта используется формула, называемая далее простой [c.80]

Структура следа оптимального винта. Рассмотрим схему следа, пригодную для оптимального несущего винта (мы будем следовать рассуждениям Бетца, изложенным Глау-эртом [G.89]). В случае слабо нагруженного винта поджатием следа вблизи диска можно пренебречь. Тогда угол наклона геликоидальной пелены определяется выражением [c.92]

Локк [L. 105] кратко изложил вихревую теорию Голдстейна и ее применение к расчету пропеллеров. Он сравнил результаты этой теории с результатами дисковой вихревой теории и нашел предел функции Голдстейна, показав, что + при yV-voo. Локк установил, что голдстейнова схема следа действительно приводит к оптимальному решению. Таким образом, использование этой теории основано на допущении, что схема жесткого следа приемлема и при практических нагрузках винта. В работе [L. 109] даны таблицы фактора Голдстейна, обсуждены теория и ее применение (включая аппроксимацию Прандтля). Каман [К.1] также проанализировал теорию Голдстейна, обратив особое внимание на ее приложение к несущему винту вертолета на режимах висения или вертикального подъема. [c.97]

Вильдгрубе Л. С., Учет влияния корпуса двухвинтового вертолета поперечной или продольной схемы при определении оптимальной для режима висения компоновки лопастей несущих винтов. — Ученые записки ЦАГИ, 1972, т. П1, № 5. [c.1000]

Вильдгрубе Л. С., Оптимальная компоновка лопастей несущего винта одновинтового вертолета для режима полета с горизонтальной скоростью. — Ученые записки ЦАГИ, 1973, т. IV, № 4. [c.1000]

Вильдгрубе Л. С., Оптимальные компоновки лопастей несущих винтов двухвинтовых вертолетов для режимов полета с горизонтальной скоростью.— Труды ЦАГИ, 1973, вып. 1517. [c.1000]

Опора несущего винта 2 установлена в корпусе автожира так, что может поворачиваться вокруг осей J и т/. Посредством гят 3 л 4 она соединена с рукояткой управления 1, связанной с корпусом двухподвижным кинематическим Соединением, 5. Рукояда может поворачиваться вокруг. двух перекрещивающихся осей. При движении рукоятки в направлёиии Н или В ос опоры 2 соответственно Наклоняется назад или вперед. При наклоне рукоятки в направлении II й Л ось опоры 2 наклоняется вправо иЛи влево. Таким образом выбирают оптимальный угол наклона плоскости винта по отношению к набегающему Потоку воздуха. [c.377]

Из данных анализа табл. 5.13. следует оптимальность режима в упрочнения дробью при низких температурах (Тупр == - 50 С). Это подтверждено экспериментальными данными динамических испытаний на многбцикловую усталость образцов из А1 сплава типа АВТ-1, используемого при производстве несущих винтов лопастей вертолетов [44]. [c.183]

Проведенный анализ позволил Е.С. Федорову сделать выводы о невыгодности несущих винтов с большой скоростью вращения, бесперспективности попыток создания вертолетов-мускулолетов и слишком высоком удельном весе существующих двигателей (у > 5 кг/л.с.). Он рекомендовал продолжить исследования по выбору оптимальных параметров несущего винта, заменив при этом плоские поверхности вогнутыми. После их проведения останется неисследованною лишь одна область в занимающем нас вопросе, а именно влияние ветра на летательные поверхности . [c.43]

Первый отрыв от земли на вертолете был обусловлен объективным ходом развития науки и техники. Во-первых, были созданы легкие и мощные двигатели внутреннего сгоранйя (у - 3 - 5 кг/л.с.). Во-вторых, на основе результатов многолетних экспериментальных исследований и появившейся теории элемента лопасти С.К. Джевецкого были созданы несущие винты с достаточно высокими аэродинамическими характеристиками (КПД до 0,55). В-третьих, накопленный в авиации опыт позволил построить винты и другие части конструкции достаточно легкими и прочными. И, наконец, оптимальный диаметр (8 м) несущих винтов и рационально выбранная схема (четырехвинтовая) позволили осуществить кратковременные подъемы вертолета в воздух. Вскоре, в ноябре 1907 г. в воздух поднялся вертолет П. Корню двухвинтовой продольной схемы, но его успехи были скромнее. Еще более низкими были результаты, достигнутые на первых отор-ваЬшихся в 1908 г. от земли вертолетах поперечной (Г. Райт) и соосной (Дж. Уильямс) схем. Одновинтовым натурным вертолетам не удалось оторваться от земли вплоть до 1925 г. [c.91]

Вертолет был построен за три месяца (рис. 91). Вес пустого вертолета составлял 202,5 кг. Диаметр несущего винта был 8 метров, а рулевого — 2,5 метра. За прекрасную теоретическую разработку проекта геликоптера Б.Н. Юрьев награжден дипломом и малой золотой медалью выставки. На сьезде Г.Х. Сабининым была впервые представлена импульсная теория винта. Разработка импульсной теории другими учеными началась значительно позже< На выставке и сьезде распространялись подготовленные Б.Н. Юрьевым листовка с описанием вертолета и брошюра Объяснительная записка к геликоптеру сист. Б. Юрьева , представлявшая собой как бы краткую энциклопе-дию-анализ достигнутого уровня вертолетостроения и прогноз его дальнейшего развития. В ней Юрьев отметил преимущества вертолета перед самолетом призвал развивать теоретические и экспериментальные исследования несущих винтов разъяснил необходимость научного выбора оптимальных параметров аппарата и его рациональной схемы обосновал целесообразность одновинтовой схемы с рулевым винтом и автомата перекоса объяснил возможность аварийной посадки на режиме авторотации и др. [c.160]

Работы российских вертолетостроителей по созданию и совершенствованию конструкции несущих винтов способствовали возникновению и формированию основных направлений науки о вертолетах, не только аэродинамики, но и проектирования, динамики полета, прочности и технологии. Способствовали они и развитию методов конструирования частей и деталей вертолета. Выявленная в процессе экспериментальных исследований целесообразность увеличения диаметра несущего винта противоречила быстрому росту его веса. В начале XX в. конструкторы пришли к выводу о существовании оптимального значения диаметра, выше которого выигрыш в увеличении подъемной силы теряется за счет роста веса самого винта. Впервые в России формула для определения такого оптимального диаметра была предложена Н.Е. Жуковским в 1904 г. В дальнейшем большой вклад в оптимизацию параметров винтов и вертолета внесли В.И. Ярковский и Б.Н. Юрьев. Результаты теоретических исследований, а также опыт практической постройки вертолетов позволяют утверждать, что оптимальными были несущие винты диаметром 6—8 м. Таким образом зарождались в российском вертолетостроении принципы научного выбора оптимальных параметров вертолета. [c.203]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...