Колебания оперения

Как показал анализ, при явлении резонанса, т. е. в случае, когда частота срывающихся вихрей совпадает с частотой колебаний оперения, амплитуда колебаний тем больше, чем больше профильное сопротивление Ср. Следовательно, при срывах с крыла, вызывающих значительное Ср, будут значительны и максимальные амплитуды. [c.176]

В случае, когда резонанс отсутствует, т. е. когда частота вихрей не совпадает с частотой собственных колебаний оперения, амплитуда растет пропорционально квадрату скорости при частоте собственных колебаний оперения, больше частоты вихрей и пропорциональна квадрату профильного сопротивления С , когда частота собственных колебаний оперения меньше частоты вихрей. Поэтому, если наблюдаются небольшие вибрации оперения, интенсивность которых начинает быстро возрастать с увеличением скорости, то это указывает на то, что частота вихрей меньше частоты собственных колебаний оперения. [c.177]

Если оперение расположено на продолжении хорды крыла, то оперение будет попадать в завихренную полосу на малых углах атаки, при больших же—завихренная полоса пойдет выше оперения, следуя за потоком. Попадание оперения в завихренную полосу на малых углах атаки будет почти всегда безопасным, так как частота вихрей будет намного превышать частоту собственных колебаний оперения, [c.177]

Периодические изменения нагрузки (чем бы они ни создавались) или активного момента, развиваемого двигателем, в первую очередь вызывают крутильные колебания зубчатых колес и других вращающихся масс в линии привода. Крутильные колебания зубчатых колес в общем случае приводят к периодическому изменению окружного усилия в зубчатом зацеплении, что порождает, во-первых, переменные реакции подшипников валов, следствием чего являются вибрации всей конструкции — фюзеляжа, крыльев, оперения, и, во-вторых, поперечные колебания зубчатых колес. [c.284]

Нагрузки, многократно повторяющиеся во время взлета, полета и посадки нагрузки, воспринимаемые крылом, фюзеляжем и оперением при воздушных порывах и маневрах вибрации, создаваемые воздушным винтом или струей реактивного двигателя нагрузки от давлений в гидравлических системах колебания шасси, вызванные неровностями аэродрома нагрузки системы управления и др. [c.84]

Для расчета колебаний или разработки физической модели, исходя из общих представлений и опытных данных, в конструкции ЛА выделяют части с распределенной жесткостью и части, жесткость которых принимается бесконечно большой. Для агрегатов и частей ЛА, имеющих достаточно большое удлинение, принята балочная схематизация. Упругие свойства агрегата (крыло, фюзеляж, оперение) моделируются балкон, совпадающей с осью жесткости агрегата (части). Задаются распре- [c.480]

ВЛИЯНИЯ несущих винтов и фюзеляжа, а использовать стабилизатор больших размеров практически не удается. Это приводит к ухудшению продольной управляемости при полете вперед неустойчивость по углу атаки вызывает неустойчивые колебания или даже апериодический уход. Вертолет продольной схемы не обладает большой путевой устойчивостью даже на режиме ви-сения, хотя она может быть несколько увеличена смещением центра масс вперед относительно точки, расположенной посередине между винтами. При полете вперед фюзеляж вносит большую неустойчивую составляющую в производную Ыц, в то же время пилон заднего винта не очень эффективен как вертикальное оперение. Таким образом, возникает путевая неустойчивость, и при полете вперед в боковом движении сохраняются неустойчивые длиннопериодические колебания. [c.771]

ДЕМПФИРОВАНИЕ — торможение возмущенных движений самолета дополнительными демпфирующими моментами крыла, фюзеляжа и оперения, возникающими только при вращении самолета вокруг соответствующих виду движения осей. Чем больше демпфирующий момент при колебаниях самолета, тем быстрее затухают колебания. [c.222]

М. В. Келдыш и М. А. Лаврентьев (1935) исследовали аэродинамику колеблющегося крыла, пользуясь нестационарной теорией. Сравнительно простую теорию флаттера крыла построил Е. П. Гроссман (1937), который опирался на гипотезу стационарности, но учел пространственный характер обтекания крыла. На основе гипотезы стационарности был получен ряд полезных практических результатов и для других случаев флаттера, связанных с колебаниями фюзеляжа самолета, элеронов и оперения. [c.104]

Частота колебаний составляет здесь всего 10—12 в минуту, так как увеличение ее больше этих значений приводит к деформации деталей оперения, особенно капотов автомобилей ЗИЛ-130 и ГАЗ-53 из-за значительных гидродинамических воздействий при их перемещении в жидкости. Время очистки по сравнению с очисткой в установке МА-601 сокращено и составляет 35— 40 мин, ибо, с одной стороны, не требуется затрат на [c.56]

Измерительные устройства. Для исследования моделей, оперения и т. п. в аэродинамической трубе испытываемое тело подвешивают на тонких проволоках (фиг. 87). Во избежание возникновения колебаний и для получения [c.260]

С появлением больших свободнонесущих монопланов было обнаружено, что крылья и хвостовое оперение подвержены в полете колебаниям или вибрациям, амплитуда которых может быть весьма значительной. [c.248]

КОЛЕБАНИЯ КРЫЛА И ОПЕРЕНИЯ [c.285]

Колебания крыла и оперения могут быть вызваны различными причинами. Одной из основных причин является взаимодействие аэродинамических, упругих и инерционных сил, действующих на конструкцию в потоке воздуха. Это взаимодействие может привести к возникновению весьма опасного вида самовозбуждающихся колебаний, называемого флаттером. При определенных соотношениях между аэродинамическими силами и деформирующейся конструкцией последняя может стать динамически неустойчивой при некотором случайном ее отклонении от первоначального состояния равновесия возникнут колебания, которые поддерживаются энергией набегающего потока воздуха и, возрастая, могут вызвать в конеч-НО М счете разрушение конструкции. Задачи, в которых исследуются различные виды флаттера, составляют раздел динамической аэроупругости. [c.285]

Кроме указанной причины, колебания крыла и оперения могут возникать также [c.285]

Г лава IX. Колебания крыла и оперения [c.286]

Глава IX. Колебания кры га и оперения [c.288]

Действие рулей на оперение при колебаниях во многом аналогично действию элеронов иа крыло. Поэтому методика расчета [c.295]

Кроме рассмотренных форм флаттера крыла и оперения, возможен также флаттер отдельных элементов конструкции самолета, образующих его поверхность — панелей крыла, оперения и фюзеляжа. Механизм возникновения панельного флаттера состоит в следующем. В результате случайного местного искривления поверхности (рис. 9.10, а) меняется ее форма, что влечет за собой появление аэродинамических сил р, способствующих колебаниям панели. Эти колебания [c.296]

Ограничение вынужденных колебаний оперения — бафтинг [c.56]

Распространенными видами вынужденных колебаний, причинами которых являются неуравновешенность двигателя, винта и других частей самолета в полете, является их тряска (бафтинг), вызванная потоком воздуха, завихренным при обтекании элементов, расположенных впереди. Больше всего опасен бафтинг хвостового оперения. Завихренный поток, попадая на оперение, создает воздушные ударные нагрузки периодического характера, вызывающие колебания оперения. [c.56]

При интенсивном вихреобразовании, когда частота вынужденных колебаний Wh близка к наименьшей собственной частоте колебаний оперения Von. амплитуды колебаний оперения и фюзеляжа (с учётом его упругости) могут быть настолько большими, что вызовут остаточные деформации конструкции. Если Vbuh = Von. то возникает резонанс. Для современных самолетов выбираются Von > Vbhh. что обусловлено необходимостью повышения жесткости оперения и фюзеляжа во избежание возникновения явления реверса оперения (обратные действия). [c.57]

Кроме того, система вихрей, сбегающая с близлежащих к фюзеляжу сечений крыла, оказывает влияние на хвостовое оперение самолета. Вихри Кармана, периодически срывающиеся с этих сечений и попадающие на оперение, сообщают последнему толчки, вызывающие периодическое колебательное движение его. Это явление называется баффтингом. Когда вынужденные колебания оперения попадут в резонанс с собственными колебаниями, нередко происходит катастрофа. Путь, по которому необходимо пойти для уничтожения интерференции крыла и фюзеляжа, ясно следует из физической картины явления. Необходимо уничтожить то [c.278]

НИЯ, то он не влияет на колебания оперения. При маневре контр-баланснр уравновешивает шарнирный момент, возникающий за счет перебалансировки, так как перегрузки в кабине и у оперения примерно одинаковы. [c.296]

Как уже указывалось, вибрации типа баффтинг являются вибрациями оперения, вызванными волнообразным движением воздуха в завихренной области, идущей от крыла. Физическая сущность этого явления заключается в следующем. На больших углах атаки (т. е. на малых скоростях) с крыла срываются вихри, которые, попадая на оперение, вызывают в нем резкие, сильные сотрясения если при этом частота срывающихся вихрей совпадает с частотой собственных колебаний оперения, может произойти поломка хвоста, так как амплитуда колебаний будет непрерывно возрастать. Действие вихрей на оперение будет сказываться в том, что вследствие волнообразности потока обтекание оперения попеременно будет происходить под разными углами атаки, соответствующими углам наклона траектории точек на волне. Переменные углы атаки у оперения вызывают переменную силу, и оперение поэтому будет испытывать вынуи<денные колебания. [c.176]

С середины ЗОх годов значительно возрос объем исследовательских работ в научных и учебных авиационных институтах. Большие исследовательские работы в области аэродинамики велись в Военно-воздушной инясенерной академии имениН. Е. Жуковского. Фундаментальные исследования, рассматривавшие проблемы аэродинамической компоновки крыла, его механизации и выбора крыльевых профилей и направленные на улучшение пилотажных характеристик монопланов при больших углах атаки, снижение величин посадочных скоростей самолетов и увеличение скоростей их полета, проводились в те годы С. А. Чаплыгиным, В. В. Голубевым, П. П. Красильщиковым и др. В работах И. В. Остославского, Ю, А. Победоносцева и других исследователей были развиты методы аэродинамического расчета и выбора параметров скоростных самолетов. На основе теоретических исследований и летных испытаний, интенсивно проводившихся сначала в ЦАГИ, а затем — с 1941 г. — в специализированном Летно-исследовательском институте, В. С. Пышновым и А. И. Журавченко была решена проблема штопора (неуправляемого вращательного движения самолета с опусканием его носовой части), а М. В. Келдышем (ныне президент Академии наук СССР), Е. П. Гроссманом и другими было проведено изучение так называемого флаттера (возникающего в полете явления самовозбуждающихся колебаний крыльев и хвостового оперения скоростных самолетов) и определены меры борьбы с ним. В это же время по результатам летных испытаний и лабораторных испытаний моделей широко [c.343]

В качестве координатных функций можно выбрать полиномы по декартовым координатам. Этот подход удобен для анализа колебаний частей ЛА малого удлинения. Конструкция крыла (оперения) при этом схематизируется в виде системы балок (лонжероны, нервюры) и трапециевидных панелей (обшивка). Деформация характеризуется смещением срединной поверхности у (х, г, t) некоторой эквивалентной пластины. Принимаем гипотезу прямых нормалей. В разложении (11) координатные функции /j. (х, г) принимаем в виде [c.483]

Колебания конструкции ЛА в полете вызывают изменение аэродинамического давления на колеблющейся поверхности, что в свою очередь сказывается на характере самих колебаний. Различают два вида аэродинамических сил зависящие от перемещений (так называемые силы аэродинамической жесткости) и силы, определяемые поперечными скоростями перемещений (силы аэродинамического демпфирования). Для малых перемещений принята линейная зависимость сил от местных углов атаки. Аэродинамические силы являются потенциальной причиной потери устойчивости. Величины коэффициентов аэродинамических сил зависят от формы перемещении колеблющейся поверхности, ее геометрии и скорости набегающего потока. В зависимости от режима полета применяют те или иные аэродинамические теории несжимаемого потока, дозвукового, трансзвукового, сверхзвукового и гиперзвукового. На практике используют методы расчета аэродинамических характеристик при определенных допущениях. Согласно гипотезе стационарности аэродинамические характеристики крыла, движущегося с переменной линейной и угловой скоростями, заменяются в каждый момент времени аэродинамическими характеристиками того же крыла, движущегося с постоянными линейной и угловой скоростями. Распрост-раиенной также является гипотеза плоских сечений, по которой предполагают, что любое сечение крыла конечного размаха обтекается так же, как сечение крыла бесконечного размаха. Для крыла достаточно большого удлинения обычно принимают, что хорды, перпендикулярные оси жесткости, при колебаниях не деформируются. Толщину и кривизну крыла (оперения) предполагают малыми (по сравнению с хордой). [c.484]

Иногда наблюдаются быстрые незатухающие колебания. Они получаются в тех случаях, когда вертикальное оперение сильно затенено фюзеляжем или фонарем (рис. 12.18) и самолет при нулевом скольжении имеет путевую неустойчивость. Когда оперение выходит из зоны затенения, то возникает стабилизирующий момент. Под действием его импульса происходит перебрасывание в другую сторону, пока киль снова не выйдет из зоны затенения, после чего происходит новое перебрасывание и т. д. Для борьбы с таким явлением применяют дополнительные килевые поверхности под фюзеляжем или устраняют срыв потока (например, с помощью турбулизато-ров пограничного слоя). [c.324]

С развитием авиации и космонавтики явления, которые могли быть объяснены только в механике сплошной среды, стали возникать чуть ли не ежедневно. То необъяснимым образом возникали периодические колебания крыльев и хвостового оперения самолетов, которые, нарастая по амплитуде, приводили к быстрому разрушению конструкции была построена теория флаттера и бафтинга (М. В. Келдыш), которая позволила легко избежать этих явлений. То вдруг на больших скоростях взлета и посадки самолетов стали дрожать и разрушаться стойки шасси ( шимми ) и т. д. и т. п. Совершенно новые явления, потребовавшие изучения глубинных проблем гидромеханики, магнитогидродинамики и термодинамики, возникли, когда летательные аппараты стали преодолевать звуковой барьер , — двигаться со скоростями, большими, чем скорость звука. Здесь и ионизация пристеночных слоев газа, и возникновение ударных волн, и оплавление поверхности ракет, и т. п. [c.26]

Перечислим некоторые динамические задачи, которые не сводятся к автоколебательным задачам. К ним относятся определение аэрогидро-динамических нагрузок при резком маневрировании, при движении в неспокойной атмосфере, задачи баффтинга хвостового оперения — вынужденных колебаний в вихревом следу за крыльями и т. д. Строго говоря, перечисленные выше задачи становятся задачами аэрогидроупругости лищь в том случае, если учитывают обратное влияние упругих деформаций на поведение жидкости или газа. [c.469]

Выбор конструкционного материала — не прихоть конструктора, не дань моде — это результат тщательного анализа прочностных, весовых, технологических и эксплуатационных характеристик материалов, имеющихся в распоряжении конструктора. Масса элементов конструкции, испытывающих в основном растягивающие нагрузки, обратно пропорциональна удельной прочности материала, из которого изготовлен элемент (т =5 ((7 в/р) Для элементов, нагруженных сжимаюЩ[ими нагрузками, допускаемыми в эксплуатации, являются напряжения потери устойчивости, т. е. состояние, при котором элемент резко изменяет свою форму, иногда без разрушения материала. Критические напряжения потери устойчивости элемента конструкции (например, стержня) зависят от характеристик жесткости материала, из которого элемент изготовлен, а не от характеристик прочности. Поэтому масса сжатого элемента прямо пропорциональна плотности материала и обратно пропорциональна удельной жесткости т Е/р) Масса слабонагруженных элементов практически не зависит от характеристик прочности материала и пропорциональна только его плотности (т р). Характеристики аэроупругости несущих поверхностей самолета — крыла, оперения в значительной степени определяются их жесткостью, которая может оцениваться, например, частотой собственных колебаний поверхностей (V). В первом приближении частота собственных колебаний крыла большого удлинения может быть оценена как частота колебаний балки [c.346]

К возникновению той или иной частоты. В частности, для оперенной статически устойчивой ракеты первой проявляется собственная частота колебаний жесткого корпуса в аэродинамическом потоке. Роль восстанавливающего момента играет аэродинамический статический момент, а частота зависит как от запаса устойчивости, так и от момента инерции ракеты относительно поперечной оси. Ракета колеблется подобно флюгеру относительно среднего положения, заданного ей управляющими органами. Для длинной ракеты с тонкими несущими баками в спектре частот становится заметной частота поперечных из-гибных колебаний корпуса как упругой балки. При анализе можно обнаружить и другие характерные частоты, причем все они меняются во времени по мере изменения массы ракеты и траекторных параметров. В некоторых случаях амплитуда отдельных форм колебаний может принять недопустимо большие значения. Тогда приходится доискиваться до причин возникновения такого типа колебаний и принимать меры к их устранению. [c.297]

Амплитуда собственных колебаний крыла или оперения может быть преждевремено увеличена, если они попадут в резонанс с колебаниями винтомоторной группы или внешним атмосферным воздействием, например, рему —вихрево движение воздуха около облаков, порьшистый ветер [c.248]

В учебнике наложены вопросы определения нагрузок, деи-ствуюши.х на самолет, рассмотрены методы расчета крьгла, оперения, фюзеляжа, установок под двигатели, узловых сое-1ннен> Й, а также вопросы нагрева конструкции самолета различными источниками тепла и опреде-1ения температурных напряжений, колебаний частей самолета и аэроупругости. Приводятся методы расчета на ползучесть, излагаются основы усталостной долговечности самолета. [c.2]

Колебания хвостового оперения происходят в сочетании с изги-бом и кручением фюзеляжа. По аналогии с изгибио-элеронным флаттером крыла флаттер хвостового оперения может быть нзгиб- [c.294]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...