Флаттер срыв нон

Вторая основная задача связана с исследованием динамической устойчивости стержней в потоке и определением критических скоростей потока. Комплексные собственные значения позволяют выяснить возможное поведение стержня при возникающих свободных колебаниях во всем диапазоне скоростей потока (от нуля до критического значения) и тем самым ответить на вопрос, какая потеря устойчивости (с ростом скорости потока) наступит, статическая (дивергенция) или динамическая (флаттер). Задачи динамической неустойчивости типа флаттера подразумевают потенциальное (без срывов) обтекание стержня (рис. 8.1,а), что имеет место только в определенном диапазоне чисел Рейнольдса. Возможны и режимы обтекания с отрывом потока и образованием за стержнем вихревой дорожки Кармана (рис. 8.1,6). Вихри срываются попеременно с поверхности стержня, резко изменяя распределение давления, действующего на стержень, что приводит к появлению периодической силы (силы Кармана), перпендикулярной направлению вектора скорости потока. [c.234]

Под флаттером понимают самовозбуждающиеся колебания тела, обтекаемого потоком газа, вследствие взаимодействия аэродинамических и упругих сил. При отклонении какой-либо лопатки от симметричного положения в решетке возникают аэродинамические силы, которые могут вызвать незатухающие колебания, поддерживаемые энергией потока. Возникновению флаттера способствует срыв потока при обтекании лопатки с большими положительными углами атаки. Обнаружено, что срыв потока может наблюдаться не на всех лопатках решетки, а только на группе их, и что зона срыва может перемещаться по окружности. Такое явление получило название вращающегося срыва. [c.111]

Наконец, следует указать еще на одну разновидность флаттера—на так называемый ударный флаттер, который имеет место только в решетках, работающих с большими дозвуковыми или сверхзвуковыми скоростями. При этом срыв пограничного слоя на лопатках вызывается скачком уплотнения после местных сверх-7 99 [c.99]

В работе [В.58] исследованы аэродинамические характеристики нескольких сверхзвуковых профилей, спроектированных специально для сложных условий работы лопасти, причем особое внимание было уделено характеристикам срыва. Детально рассмотрены ограничения, налагаемые на профиль аэродинамическими характеристиками несущего винта, шумом и нагрузками. Было найдено, что граница срывного флаттера (см. гл. 16) хорошо согласуется с величиной при М = 0,4, на основа- [c.317]

Другим методом оценки динамической устойчивости несущего винта может быть непосредственное численное интегрирование уравнений движения. Такой подход необходим также при учете нелинейных эффектов, например срыва или сжимаемости. Оценка устойчивости периодических систем по переходным процессам не является тем не менее элементарной задачей. Может быть использован и метод замороженных коэффициентов , в котором находят собственные значения для стационарной системы, построенной с использованием коэффициентов, найденных на данном азимуте. При этом проверяются несколько критических значений азимута, таких, как г з = 90 и 270°. Этот метод основан на предположении о том, что изменение аэродинамических коэффициентов при полете вперед (происходящее почти с частотой вращения винта, по крайней мере для малых р.) происходит намного медленнее, чем колебания лопасти при флаттере (имеющие частоту несколько ниже (Од). Метод замороженных коэффициентов следует применять с осторожностью, так как указанное предположение часто не оправдано. [c.594]

В работе [В.145] описано экспериментальное исследование флаттера модели несущего винта на режиме висения, в частности срывного флаттера при больших углах общего шага. Установлено существенное различие между обычным флаттером на малых углах атаки и срывным флаттером. Критическая скорость Q/o)0 срывного флаттера составляла около 1/3 скорости потери устойчивости при отсутствии срыва. Частота колебаний [c.807]

В работе [L.16] путем испытаний модели винта в аэродинамической трубе исследовалось влияние на срыв таких параметров, как сужение и крутка лопасти, вогнутость профилей сечений, собственная частота крутильных колебаний лопасти и число лопастей винта. Измерялись аэродинамические характеристики винта, колебания лопастей и положения точки отрыва пограничного слоя. Оказалось, что изменение скорости роста Ст/о, маховое движение лопастей и переменные напряжения лопасти в плоскости хорд указывают на приближение срыва не хуже, чем положение точки отрыва пограничного слоя на лопасти. Установлено, что срыв начинается на стороне отступающей лопасти при 260° < ф < 330° на радиусе r 0,75R. С ростом Ст/а начало зоны срыва перемещается к азимуту ф = 180°, а конец этой зоны отходит назад, на азимут ф = 20°. При умеренной подъемной силе точка отрыва пограничного слоя на лопасти быстро перемещается от задней кромки к передней. При большой подъемной силе отрыв пограничного слоя происходит вблизи передней кромки и связан, по-видимому, со сходом пелены вихрей при срыве. При заданной скорости полета наступление срыва в первую очередь зависит от силы тяги несущего винта, а не от значений общего и циклического шагов, обеспечивающих требуемую подъемную силу. Значение Ст/а, при котором начинается срыв (срывное значение), уменьшается с ростом i. Использование суживающихся лопастей и вогнутых профилей существенно улучшает срывные характеристики винта, увеличивая срывное значение Ст/а и улучшая летные характеристики при срыве. Уменьшение жесткости на кручение отодвигает начало срывного флаттера, но изменение крутки, частоты крутильных колебаний и числа лопастей практически [c.819]

Срывной флаттер, по-видимому, возникает тогда, когда аэродинамическое демпфирование становится отрицательным при срыве потока с лопаток. Аэродинамическое демпфирование является функцией частной производной подъемной силы по углу атаки. При срыве потока эта производная становится отрицательной, что приводит к возникновению вынужденных колебаний лопаток. К лопаткам подводится энергия из основного потока в результате временного запаздывания, возникающего при срыве. [c.243]

Определенное несоответствие описанным выше выводам получено в работе [8.77], в которой измерения за вентилятором и результаты экспериментального исследования компрессорной решетки позволили заключить, что срыв потока не является обязательным условием срывного флаттера профилей в решетке. В этой работе указывается также, что наиболее важным параметром, влияющим на аэроупругую устойчивость решеток, является фазовый угол колебаний лопаток. Для разрешения таких очевидных противоречий необходимы дальнейшие широкие экспериментальные исследования как решеток, так и компрессоров. [c.244]

В большинстве случаев подобного рода наблюдения проводились на колеблющихся изолированных профилях. Нестационарность течения и динамика срыва в турбомашинах значительно более сложны. В разрешении трудных проблем срывного флаттера важную роль могут сыграть новые результаты, получаемые на изолированных профилях, в теоретических и экспериментальных исследованиях решеток. [c.245]

Следует указать еще на одну разновидность флаттера— так называемый ударный флаттер, который может возникнуть только в решетках, работающих с большими дозвуковыми или сверхзвуковыми скоростями. В этом случае срыв пограничного слоя на лопатках вызывается скачкО М уплотнения после местных сверхзвуковых областей. Все вышесказанное о срывном флаттере имеет место и для ударного флаттера. [c.164]

Срывиой флаттер лопаток возникает на рабочих режимах, соответствующих правому участку характеристики подъемной силы при а > а р (см. рис. 38). Вслед- [c.262]

Срывной флаттер. Если обтекание поверхности происходит вблизи критических углов атаки, то вследствие явления гистерезиса (график подъемной силы в зависимости от угла атаки имеет восходящую и ниспадающую ветви) возможно поглощение энергии из потока колебательной системой и, следовательно, колебательная неустойчивость в потоке, которую в этом случае называют срывным флаттером. В особенности срывному флаттеру подвержены воздушные внпты н лопаткн компрессоров и турбин. Меры борьбы со срывным флаттером предотвращение срывов, ужесточение конструкции, установка турбулизаторов. [c.493]

Для плохообтекаемых тел и сопряжений с острыми кромками при определенных режимах обтекания происходит срыв потока и образование вихрей, обусловливающие аэро- и гидроуп-рутую неустойчивость. Такие явления динамической неустойчивости, как флаттер, резонансное возбуждение колебаний при периодическом срыве вихрей, галопирование, наблюдаются для определенных диапазонов чисел Рейнольдса К =Чи/ / и Струхаля 8Ь=со//С7, ще I - характерный размер тела V - кинематическая вязкость ш - частота колебаний. Многие процессы, обусловливающие процесс обтекания, являются родственными и поэтому. строго не разграничены. [c.521]

Брукс и Бейкер [В. 145] экспериментально исследовали флаттер на модели несущего винта (режим висения) с целью определения влияния концевого числа Маха, конструкционного демпфирования и центровки лопасти. Скорость флаттера QR/atij -оказалась почти постоянной для значений общего шага, при которых не было срыва, а частота флаттера была существенно ниже собственной частоты установочных колебаний лопасти ((0 0,7(00). Смещение центра масс лопасти вперед в общем увеличивало скорость флаттера при малом общем шаге. При значениях общего шага, близких к нулю, наблюдался флаттер, вызванный вихревым следом, при скорости, составляющей около 85 % теоретической, и частоте ш О,8о)0, Были также получены данные по срывному флаттеру при больших углах общего шага. Обнаружено положительное влияние сжимаемости вблизи критического числа Маха профиля если флаттер не появлялся при Мк < 0,73, то он не возникал вообще. Досрывная скорость 4>латтера вначале уменьшается по ме )е увеличения М, а затем, после некоторого значения М, быстро увеличивается. Этот стабилизирующийся эффект сжимаемости объясняется смещением назад центра давления после достижения критического числа Маха. Был сформулирован следующий приближенный критерий для конструкционного относительного демпфирования свыше [c.597]

Измерения нагрузок на плоском профиле, совершающем поступательные и вращательные (по углу атаки) колебания, описаны в работе [Н.7]. В работе [R.13] исследован срывной флаттер тонких невращающихся крыльев установленная связь между возникновением флаттера и появлением отрицательного демпфирования показала важность демпфирующих кручение лопасти аэродинамических моментов, возникающих при срыве. В работе [R.14] измерены нагрузки на профиле, совершающем колебания по углу атаки относительно оси, проходящей через середину хорды. Рассмотрены случаи вхождения профиля в срыв, когда демпфирование колебаний становилось отрицательным. [c.807]

Исследование срывного флаттера проводилось также в работе [Н.ЗО]. При больших углах общего шага получены установившиеся чисто крутильные колебания лопасти модели винта на режиме висения, причем частота колебаний была близка к СО0. Амплитуда колебаний возрастала с увеличением общего шага и зависела от приведенной частоты = o3e6/(0,75Qi ), так что максимум амплитуды имел место при значениях k от 0,2 до 0,5 в зависимости от величины общего шага. Такая частота соответствует максимальному отрицательному демпфированию при срыве. При измерении распределения давления по хорде установлено, что после достижения максимального угла атаки на всей верхней поверхности возникает большой пик разрежения, что и создает момент на пикирование, находящийся в одной фазе со скоростью изменения угла атаки, т. е. отрицательное [c.808]

В работе [С.23] представлен метод расчета срывного флаттера несущего винта, основанный на измерениях нестационарных аэродинамических нагрузок на профиле NA A 0012 при его колебаниях по углу атаки относительно линии четвертей хорд. Полученные в этих измерениях зависимости для коэффициентов момента имеют вид гистерезисных петель (рис. 16.5). При колебаниях в отсутствие срыва, как и при развившемся срыве, демпфирование положительно. Но если средний угол атаки при колебаниях соответствует началу вхождения в срыв, то результирующее демпфирование колебаний становится отрицательным. Параметр Нц,, характеризующий демпфирование при обтекании профиля, связан с работой, совершенной потоком над профилем за цикл колебаний, и определяется выражением [c.809]

Автоколебания лопаток возникают сравнительно редко, но являются очень опасными из-за резкого возрастания напряжений при небольшом изменении режима. iS1exaHH3M автоколебаний может быть различным. Для лопаток компрессора возможны автоколебания при закритических углах атаки ( срыв-ной флаттер ). Если в некоторый момент времени скорость движения лопатки (рис. 46) при колебаниях v = = v os pt, то угол атаки ц меняется на величину Л( и/т,, где w,— скорость относительного движения потока. Изменение угла атаки ведет к изменению силы, действующей на лопатку, на величину ЛР (tg а ) Ai, где а — угол наклона кривой зависимости подъемной силы от угла атаки для данного режима (рис. 47). Переменная сила ДР за период колебания Т совершает работу [c.311]

И, наконец, наиболее часто встречается дозвуковой срывной флаттер. Как указывалось ранее, возникающее на дозвуковых режимах срывное течение взаимодействует с аэроупругим возбуждением лопаток, как в случае изолированных профилей. Однако в последнее время на основе систематических экспериментальных данных сделан вывод, что срыв потока не является условием возникновения срывного флаттера более обосновано его называть флаттером нагруженных лопаток [8.77]. Экспериментальные данные работы [8.78], в противоположность этому выводу, свидетельствуют о том, что флаттер возникает только в том случае, когда реализуется полностью срывное обтекание лопаток. Поскольку подходы, развитые для расчета бессрывного и срывного флаттера, различаются, для удобства два этих понятия следует сохранить и рассматривать раздельно. [c.241]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...