Скорость индуктивная на висении

Таким образом, при вертикальном подъеме индуктивная скорость V меньше, чем на висении. Затраты мощности на создание индуктивной скорости и на набор высоты описываются формулой [c.47]

Если несущий винт работает на режиме висения или вертикального полета, то нормальная к диску скорость Ыр складывается из скорости V набора высоты (на висении У = 0) и индуктивной скорости V, а параллельная диску скорость Ur обусловлена только вращением лопасти с угловой скоростью Й, [c.63]

На висении (Яс = 0) индуктивная скорость равна [c.69]

В современных вихревых теориях задачу определения индуктивных скоростей, нагрузок и аэродинамических характеристик несущего винта решают численно, используя сложные схемы следа. К таким схемам относятся представление следа дискретными концевыми вихрями и зачастую даже схемы, учитывающие деформацию свободных вихрей. Поэтому современные теории имеют практическое значение только при использовании быстродействующих цифровых ЭВМ. Хотя численные решения в принципе ближе к действительности, чем классические, попытки усовершенствовать на их основе расчет аэродинамических характеристик несущего винта на режиме висе-ния оказались нелегкими. Часто усовершенствование заключается лишь в небольшом, но важном уточнении, но чтобы его найти, нужно использовать более подробную схему течения, которая требует тщательного исследования. Однако многие сложные явления, связанные с аэродинамикой несущего винта, еще недостаточно выяснены, а другие явления трудно исследовать. Кроме того, усовершенствование расчетной схемы должно быть совместным, т. е. должно затрагивать одновременно аэродинамическую, динамическую и конструктивную схемы несущего винта. В методах расчета аэродинамических характеристик винта на висении был достигнут определенный прогресс, но и теперь эти методы имеют ряд недостатков. Подробное [c.98]

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]

Импульсная теория позволяет найти индуктивную мощность винта при полете вперед. Как и на висении, представим индуктивные затраты мощности через индуктивную скорость v = Pi/T. В теории элемента лопасти предполагалось, что индуктивная скорость равномерно распределена по диску винта. Для полета вперед это предположение менее приемлемо, чем для висения. Но при больших скоростях полета индуктивная скорость мала по сравнению с другими составляющими скорости потока, обтекающего лопасть, так что предположение о равномерной индуктивной скорости все же можно принять. При малых скоростях полета изменение скоростей протекания по диску имеет важное значение, особенно для расчета вибраций винта и нагрузок лопасти. Итак, снова представим несущий винт схемой равномерно нагруженного активного диска. При полете вперед такой диск можно рассматривать как круглое крыло. [c.133]

Аэродинамический расчет вертолета сводится в основном к определению потребной и располагаемой мощностей в рассматриваемом диапазоне режимов полета. Данные о мощности могут быть затем преобразованы в такие величины, как скороподъемность, потолок, дальность и максимальная скорость, которые определяют летно-технические характеристики вертолета. Потребную мощность можно представить суммой четырех частей 1) индуктивной мощности, затрачиваемой на создание силы тяги винта, 2) профильной мощности, необходимой для вращения винта в воздухе, 3) затрат мощности на преодоление вредного сопротивления, т. е. на продвижение вертолета в воздухе, и 4) затрат мощности на набор высоты, т. е. на изменение потенциальной энергии вертолета. На режиме висения для преодоления вредного сопротивления мощность не затрачивается, а индуктивная мощность составляет 60-f-70% общих затрат. С увеличением скорости полета индуктивная мощность уменьшается, профильная слегка возрастает, а мощность, затрачиваемая на вредное сопротивление, увеличивается вплоть до того, что ста новится доминирующей при больших скоростях. Таким образом, потребная мощность велика на висении вследствие больших индуктивных затрат при приемлемой нагрузке на диск (хотя винт и малонагруженный), далее она сначала уменьшается с ростом скорости полета в результате уменьшения индуктивной мощности, а затем снова увеличивается, так как при больших скоростях велика мощность, затрачиваемая на преодоление вредного сопротивления. Потребная мощность минимальна приблизительно в середине диапазона скоростей вертолета. [c.265]

На рис. 6.3 приведен схематический график изменения мощности, потребной для горизонтального полета вертолета, в зависимости от скорости его полета. Индуктивная мощность Р,-доминирует на висении, но быстро убывает со скоростью. Профильная мощность Ро слегка возрастает с увеличением скорости. Потери на вредное сопротивление Рвр пренебрежимо малы при [c.278]

При развороте вертолета на висении возникает маховое движение лопастей рулевого винта с амплитудой Л,, пропорциональной угловой скорости разворота соу. При больших значениях (Лу маховое движение больше, чем на других режимах. Так как амплитуда второй гармоники кориолисовой силы пропорциональна квадрату Л,, то при развороте могут возникнуть большие изгибающие моменты, а следовательно, и большие переменные напряжения в сечениях лонжерона лопасти. Хотя продолжительность разворота относительно невелика, может быть внесена усталостная повреждаемость большая, чем па других режимах. В полете с поступательной скоростью большое маховое движение может быть при малой скорости (У=40... 60 км/ч) вследствие больших переменных составляющих индуктивных скоростей, при больших скоростях полета и больших углах установки лопастей. Рулевой винт на этих режимах работает также, как несущий. Поворот оси на бок не имеет существенного значения. Большое маховое движение может воз- [c.126]

На режиме висения тяга, развиваемая несущим винтом, зависит от высоты полета, т. е. с увеличением высоты тяга уменьшается значит будет уменьшаться н подъемная сила. Но так как по условиям горизонтального полета К = G, то необходимо увеличивать индуктивную скорость Следовательно, индуктивная [c.77]

Индуктивная скорость. Теория элемента лопасти выражает силу тяги несущего винта через угол установки и коэффициент протекания. Если же нужно представить Ст как функцию только 0, то необходимо найти выражение для индуктивной скорости. Импульсная теория дает следующую формулу для индуктивной скорости на режимах висения или подъема по вертикали [c.65]

На режиме висения наличие неоперенной части уменьшает эффективную площадь диска несущего винта и, следовательно, увеличивает индуктивную скорость и нагрузку на диск. Если учитывать и неоперенную часть, и концевые потери, то поправочный коэффициент в формуле индуктивной мощности можно выразить через эффективную площадь диска [c.74]

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]

В элементно-импульсной теории формула индуктивной скорости на режиме висения теперь принимает вид [c.96]

В гл. 2 описан метод расчета индуктивной мощности Р,- на режимах висения и вертикального набора высоты по импульсной теории. Он позволяет достаточно надежно рассчитать мощность, если ввести эмпирические коэффициенты, учитывающие дополнительные Индуктивные затраты, особенно концевые потери и потери на неравномерность потока. В этой главе полученные результаты распространены и на вертикальное снижение. Показано, что импульсная теория неприменима в определенном диапазоне скоростей снижения, так как принятая в ней схема следа становится некорректной. Дело в том, что след несущего винта в этом диапазоне скоростей приобретает столь сложную структуру, что адекватной простой схемы для него нет. На авторотации (режиме безмоторного снижения) несущий винт создает подъемную силу, не поглощая мощности. Энергия, расходуемая в единицу времени на отбрасывание воздуха для создания подъемной силы (индуктивная мощность Р,) и на вращение винта (профильная мощность Ро), поступает в результате уменьшения потенциальной энергии вертолета при его снижении. Диапазон скоростей снижения, при которых- импульсная теория неприменима, охватывает и авторотацию. [c.102]

Здесь о , п — скорость, индуцируемая отдельным п-ш винтом, который считается идеальным km — поправочный множитель, учитывающий дополнительные индуктивные затраты реального винта хт —коэффициент интерференции, который учитывает скос на т-м винте вследствие силы тяги п-то винта. Положительная величина у тп соответствует затратам мощности на интерференцию, при отрицательном %тп интерференция оказывает благоприятное влияние. Написанное выше выражение пригодно для всех скоростей полета, включая нулевую (висение), но коэффициенты интерференции Хт зависят от скорости. При больших скоростях полета по импульсной теории винта или по теории крыла получаем, что индуктивная скорость Ои, п равна 7 /(2рЛ У). [c.147]

Отсюда можно найти мощность как функцию полетного веса или скорости полета. При малых скоростях полета коэффициент индуктивной мощности (первое слагаемое) нужно вычислять по формуле Ср. = k j2 - /ц2 -f- которая справедлива и на режиме висения. При больших скоростях полета допустимость пренебрежения влиянием срыва и сжимаемости становится сомнительной. Кроме того, при больших скоростях полета может стать неприемлемым предположение о малости углов, которое было сделано при выводе приближенных формул для мощностей, затрачиваемых на вредное сопротивление и набор высоты (последние два слагаемых). Но тогда приближенные формулы легко заменить точными. [c.272]

Для вертолетов особый интерес представляют три максимальные высоты. Максимальная высота висения вне влияния земли (статический потолок) определяется как высота, на которой вся располагаемая мощность равна мощности, потребной для висения при заданном полетном весе. Другим таким параметром является максимальная высота висения на воздушной подушке. Поскольку вблизи земли потребная индуктивная мощность уменьшается, максимальная высота висения на воздушной подушке значительно превышает статический потолок. Увеличение максимальной высоты или полетного веса в случае висения на воздушной подушке дает некоторые преимущества при эксплуатации вертолета. Кроме того, интерес представляет максимальная высота, достигаемая при полете вперед со скоростью, соответствующей минимальной мощности. Эти высоты получают, определяя скорости набора высоты при максимальной мощности. Экстраполяция расчетных или полученных в летных испытаниях кривых до нулевой скорости набора высоты позволяет найти динамический потолок. [c.283]

Силы на фюзеляже и оперении 750 Синхроптер 32, 34, 300 Система повышения устойчивости 20 Скошенная винтовая поверхность 673 Скорость индуктивная на висении 45 -- средняя 54 [c.1026]

Из сказанного следует, что в импульсной теории сила тяги несущего винта и индуктивная скорость в плоскости диска связаны соотношением T = thw = 2pAv . Отсюда индуктивная скорость на висении равна [c.45]

Уилмер [W.99] разработал лопастную вихревую теорию винта на висении и при полете вперед. Дискретные спиральные вихревые пелены, сходящие с лопастей, в этой теории представлены прямоугольными пеленами, соответствующим образом ориентированными и размещенными под лопастями. В случае прямоугольных пелен можно получить замкнутые выражения для индуктивной скорости. [c.144]

В гл. 3 были рассмотрены способы расчета скорости вертикального спуска при авторотации винта на режиме турбулентного следа с помощью универсальной кривой индуктивной мощности. Авторотация реального винта определяется условием P — T V + v)+Po = 0 или (V + и) /Ов = —Ро/Рв, откуда и находят скорость V/vb спуска. В разд. 3.2 была получена приближенная формула, основанная на том, что на режиме турбулент-ного следа кривая индуктивной мощности аппроксимируется прямой линией, а профильная мощность считается такой же, как на висении. Эта формула имеет вид [c.269]

Основными параметрами несущего винта, подлежащими выбору на стадии предварительного проектирования, являются нагрузка на ометаемую поверхность, концевая скорость и коэффициент заполнения. Для заданной полетной массы нагрузка на ометаемую поверхность определяет радиус несущего винта. Нагрузка является также основным фактором, от которого зависит потребная мощность, в частности индуктивная мощность на режиме висения. Нагрузка влияет на скорость скоса потока и скорость снижения на режиме авторотации. Концевая скорость выбирается с учетом явлений срыва и сжимаемости. Высокая концевая скорость приводит к увеличению числа Маха на наступающей лопасти, а следовательно, к увеличению профильных потерь мощности, нагрузки на лопасть, вибраций и шума. Низкая концевая скорость ведет к увеличению угла атаки на отстающей лопасти, при котором начинается недопустимый рост профильных потерь мощности, нагрузок в проводке управления к вибраций вследствие срыва. Таким образом, существует ограниченный диапазон приемлемых концевых скоростей, который сужается по мере увеличения скорости полета вертолета (см. разд. 7.4). Если радиус винта задан, то концевая скорость определяет угловую скорость вращения винта. Высокая угловая скорость обеспечивает хорошие характеристики авторотацни и низкий крутящий момент (и, следовательно, малую массу трансмиссии). Коэффициент заполнения и соответственно площадь лопасти определяются ограничениями нагрузки на ометаемую поверхность из-за срыва. Пределы, ограничивающие эксплуатационное значение коэффициента подъемной силы, а следовательно, и Ст/а, требуют некоторого минимального значения (QR) A для заданной полетной массы. Масса несущего винта и профильные потери возрастают с увеличением хорды лопасти, поэтому выбирается наименьшая площадь лопасти, удовлетворяющая ограничениям по срыву. Такие параметры, как крутка лопасти, ее форма в плане, число и профиль лопастей, выбираются из соображений оптимизации аэродинамических характеристик винта. Окончательный выбор является компромиссным для различных рассматриваемых эксплуатационных режимов вертолета. В процессе предварительного проектирования исполь- [c.302]

Вибрации вертолета с частотами, кратными NQ, вызваны высшими гармониками нагрузок на несущем винте. Источники этих нагрузок — след винта и эффекты срыва и сжимаемости на больших скоростях полета. На режиме висения вибрации вер-— толета невелики вследствие почти полной осевой симметрии его обтекания. Единственным возбудителем высокочастотных гармоник нагрузок является небольшая асимметрия, вносимая влиянием фюзеляжа и других винтов. На малых скоростях полета (при 0,1) обычно наблюдается резкое увеличение вибраций, обусловленное большой неравномерностью поля индуктивных скоростей. Аэродинамическое сопротивление вертолета на малых скоростях невелико, поэтому наклон ПКЛ также мал, и концевые вихри лопастей остаются вблизи диска винта. Характеристика режима полета все же достаточно велика, поэтому лопасти проходят вблизи концевых вихрей предшествующих лопастей. Такое взаимодействие вихрей и лопастей приводит к сильному росту высших гармоник аэродинамических нагрузок, которые передаются через втулку и создают вибрации. Вибрации вообще увеличиваются в случаях, когда вихревая система находится вблизи диска винта, например на режимах торможения или снижения. Для увеличения скорости полета ПКЛ наклоняется вперед, что создает пропульсивную силу при этом вихри уносятся потоком от диска винта, и вибрации, вызванные влиянием вихрей, уменьшаются. На больших скоростях полета вибрации вновь возрастают в основном в результате увеличения высших гармоник нагрузок, вызванного эффектами срыва и сжимаемости. Максимальная скорость полета вертолета часто ограничивается именно этими вибрациями. [c.638]

Плечо рулевого винта /рв обычно несколько больше радиуса несущего винта, так что угловая скорость рыскания, задаваемая путевым управлением, имеет тенденцию к уменьшению с увеличением размеров вертолета. Изменение общего шага рулевого винта обеспечивает, с небольшим запаздыванием первого порядка, высокую угловую скорость даже на больших вертолетах. Постоянная времени Тг увеличивается при наличии компенсатора взмаха на рулевом винте в Vэфф/ Y p/Sv ) раз. Увеличение постоянной времени связано с уменьшением реакции на короткопериодические возмущения. В частности, при большом коэффициенте компенсатора взмаха реакция на поперечные порывы ветра уменьшается на 30—50%, причем наличие компенсатора не снижает чувствительности управления. Как и в случае вертикального движения, искажения поля индуктивных скоростей рулевого винта из-за осевой скорости уменьшают демпфирование по рысканию и увеличивают эффективность управления. Боковая скорость вертолета вызывает изменение тяги рулевого винта и, следовательно, угла рыскания вертолета. Реакция на скорость ув в установившемся состоянии равна ii)fl/z/B = —Nv/Nr=l/lpB. Таким образом, поперечное движение вертолета на режиме висения связано с движением рыскания. Поперечная скорость возникает при отклонении поперечного управления, однако для поддержания заданного угла курса требуется также и отклонение педалей. Отклонение управления рулевым винтом, требуемое для сохранения курса при поперечных перемещениях вертолета, составляет 0о, рв/ув = [c.715]

Величина и направление индуктивной скорости, возникающей на каждом элементе лопасти, неодинаковы, и в различных точках поверхности, ометаемой винтом при вращении, зависят от режима полета вертолета и от скорости вращения. На режимах вертикального полета (подъем, спуск или висение ) индуктивная скорость вдоль лопасти распределяется по треугольнику. При этом для всего несущего винта картина распределения индуктивной скорости выглядит так, как это показано на рис. 63. [c.69]

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]

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]

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]

Хейсон [Н.71] исследовал влияние земли при полете вертолета вперед на основе схемы активного диска с вихревым следом, вводя отраженную систему вихрей под поверхностью земли. Он установил, что воздушная подушка всегда уменьшает требуемую мощность, но при полете вперед этот эффект ослабевает с высотой быстрее, чем на режиме висения. Влияние земли уменьшается и с ростом скорости полета, причем наиболее сильно изменение скорости сказывается в диапазоне 1,5 V/vb 2,0. Хейсон нашел также, что на малых высотах увеличение мощности, вызванное ослаблением влияния земли с ростом скорости, происходит быстрее, чем уменьшение мощности вследствие обычного уменьшения индуктивной скорости при полете вперед. Поэтому в конечном счете требуемая мощность вблизи земли должна возрастать с увеличением скорости от нуля (см. рис. 4.8) ). [c.153]

Смотреть страницы где упоминается термин Скорость индуктивная на висении : [c.58] [c.65] [c.76] [c.102] [c.112] [c.129] [c.134] [c.145] [c.268] [c.279] [c.714] [c.70] [c.19] [c.58] [c.73] [c.82] [c.103] [c.107] [c.122] [c.128]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...