Аэродинамическое демпфирование

Вертолет не теряет устойчивости, а лишь наклоняется на угол, величина которого пропорциональна статическому моменту оторвавшегося участка лопасти и угловой скорости вращения винта и обратно пропорциональна величине производной аэродинамического демпфирования в плоскости наклона. [c.54]

Таким образом, t зависит только от величины аэродинамического демпфирования. ,. [c.58]

Кроме этого, рассеяние энергии колебаний происходит в результате газодинамического воздействия потока, так называемого аэродинамического демпфирования колебаний. [c.95]

Известные исследования показывают, что при определенных режимах работы турбины аэродинамическое демпфирование колебаний лопаток может иметь существенное значение. Ниже этот вопрос излагается детально. [c.98]

В опытах авторов для лопаток без бандажных связей получено следующее распределение потерь энергии колебаний 85% затрачивается на трение в хвостовом соединении, 7% составляют потери в материале лопатки и 8% приходится на аэродинамическое демпфирование колебаний лопаток и на потерю энергии колебаний в диске. [c.142]

АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ ДЕМПФИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК [c.159]

Причины возникновения аэродинамического демпфирования следующие [c.159]

Турбинные лопатки находятся в потоке пара или газа, движущегося со значительными скоростями. При этом на колебательный режим лопаток влияют особенности газодинамического потока. Несмотря на наличие сравнительно большого количества работ, посвященных исследованиям флаттера и вихрей, вопрос об аэродинамическом демпфировании колебаний лопаток и об их самовозбуждении изучен еще недостаточно. [c.11]

Имеется ряд работ, посвященных исследованию влияния плотности неподвижной окружающей среды на демпфирование колебаний. Исследования проводились также и в вакууме. Они дали основание заключить, что влияние окружающей среды на демпфирование колебаний невелико. Известно исследование [Л. 58], посвященное аэродинамическому демпфированию колебаний лопаток при небольших скоростях потока. Опыты были проведены в воздухе на неподвижной решетке лопа- [c.11]

АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ ДЕМПФИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИИ ЛОПАТОК [c.94]

Как следует из вышеизложенного, вопросу об аэродинамическом демпфировании колебаний и флаттеру турбинных лопаток необходимо уделять должное внимание, так как при определенных условиях они могут иметь существенное значение. [c.100]

В паровых турбинах с сопловым регулированием возмущающие силы возникают вследствие парциального подвода пара. Возможен также особый вид, так называемого кинематического возбуждения лопаток и дисков, вызванный крутильными или какими-либо иными колебаниями всего ротора. К основным типам демпфирования относятся демпфирование в материале лопаток и дисков, конструкционное и аэродинамическое демпфирование. [c.231]

Аэродинамическое демпфирование возникает при обтекании лопаток рабочим телом. [c.261]

Рассмотренная схема возникновения аэродинамического демпфирования является наиболее простой. При дальнейшем уточнении следует учитывать нестационарную теорию обтекания, а также взаимное влияние лопаток в решетке [34, 64]. [c.261]

Матрицы 1 В н VD — соответственно матрицы аэродинамической жесткости и аэродинамического демпфирования. При этом принимается допущение, что элементы матриц В и D, определенные для гармонического процесса при заданном k, с достаточной точностью пригодны для описания колебаний при других значениях чисел Струхаля. [c.488]

Далее рассмотрим устойчивость совместных махового движения и качания лопасти несущего винта. Изолированные маховое движение и качание лопасти имеют собственное аэродинамическое демпфирование, хотя в последнем случае оно невелико. Связь этих движений, обусловленная кориолисовыми и аэродинамическими силами, может вызвать неустойчивость, Здесь будут рассмотрены только колебания жесткой лопасти. [c.598]

Исследование устойчивости совместных махового движения и качания представляет собой сложную задачу динамики. Если необходимы точные численные результаты, то для ее решения часто требуется более совершенная модель, чем описанная выше. Конструктивная и инерционная взаимосвязи изгибных колебаний лопасти в плоскостях взмаха и вращения —важный фактор устойчивости бесшарнирных винтов. Даже слабое влияние махового движения на качание сильно увеличивает аэродинамическое демпфирование и является стабилизирующим. Обычно в динамике бесшарнирного винта необходимо учитывать и кручение лопасти. Выше показано, что компенсаторы взмаха и качания играют важную роль в динамике лопасти. Для шарнирного винта эти компенсаторы определяются конструкцией втулки и системы управления, а для бесшарнирного они зависят от изгибающих и крутящих нагрузок, действующих на лопасть. Таким образом, для точного анализа аэроупругой устойчивости несущего винта нужна полная модель движения лопасти с учетом изгиба в двух плоскостях и кручения. Вывод общих нелинейных уравнений движения для такой модели все еще является предметом исследований. Выше рассмотрен только режим висе-ния, но особенности аэродинамических нагрузок при полете вперед также сильно влияют на устойчивость совместного движения. [c.608]

В описанном методе не содержится аппроксимации, связанной с усечением разложения по собственным формам. Поскольку аэродинамическое демпфирование тонов важно для высокочастотной реакции, в Fz необходимо включить подъемную силу, создаваемую скоростью z. [c.645]

В работе [Н.16] описано экспериментальное исследование срыва на отступающей лопасти модели винта на режимах полета вперед, причем главное внимание уделяется крутильным колебаниям, вызываемым срывным обтеканием. Показано, что отступающая лопасть при входе в область срыва испытывает сильные крутильные колебания с частотой, близкой к собственной частоте кручения те. Амплитуда этих колебаний возрастает с увеличением скорости полета и с перемещением назад центров тяжести сечений. С увеличением демпфирования и жесткости пружины в осевом шарнире амплитуда указанных колебаний уменьшается. В качестве причины возникновения колебаний указывается уменьшение аэродинамического демпфирования в условиях срыва, что при наличии значительных нагрузок ведет к крутильным колебаниям с большой амплитудой. [c.808]

Рассмотрим характер возмущенного движения крена у современных самолетов. Затухание движения крена зависит от соотношения аэродинамического момента демпфирования крена и момента инерции самолета относительно продольной оси. Аэродинамический момент демпфирования крена, создаваемый в основном крылом, убывает с уменьшением размаха крыла, а также с возрастанием высоты полета и числа М. Обычно аэродинамическое демпфирование крена у современных самолетов на больших высотах при больших числах М сравнительно невелико. А так как момент инерции самолета относительно продольной оси не зависит от режима полета, то затухание возмущенного движения крена в этих условиях происходит значительно медленнее, чем на малых скоростях и высотах полета. Вот почему для успешного вьшолнения маневров, требующих, например, создания заданного крена с [c.100]

Но эффективность интерцепторов снижается на малых скоростях полета. Кроме того, они уменьшают аэродинамическое демпфирование крена, что особенно неприятно в полете на больших скоростях и высотах. Поэтому в некоторых случаях интерцепторы целесообразно устанавливать на самолете вместе с обычными элеронами. Это позволяет, в частности, компенсировать падение эффективности элеронов на боль- [c.102]

Затухающее движение крена зависит от отношения аэродинамического демпфирующего момента к моменту инерции крена. Движение крена обычно нелегко проследить в полете на малых и средних высотах из-за быстрого его затухания. Однако у современных самолетов при больших числах М на больших высотах, где аэродинамическое демпфирование крена сравнительно невелико, это движение становится заметным. Особенно оно проявляется при выполнении маневров, требующих создания заданных углов крена с последующим быстрым прекращением вращения самолета относительно его продольной оси. [c.104]

Если на малых высотах колебаний самолета в режиме штопора могло и не быть, то с увеличением высоты полета они появляются и становятся тем сильнее, чем больше высота. С ростом высоты полета увеличивается неравномерность вращения и уменьшается устойчивость движения в режиме штопора. Максимальные значения угловых скоростей вращения самолета в штопоре (в основном угловых скоростей крена) также увеличиваются с ростом высоты полета. Большая неравномерность вращения и возрастание колебаний самолета в штопоре с увеличением высоты полета обусловлены уменьшением аэродинамического демпфирования из-за падения плотности воздуха. [c.193]

Мовчан А. А. О влиянии аэродинамического демпфирования на сверхзвуковой флаттер обшивки. Известия АН СССР, ОТН, Механика и машиностроение, 1960, 1—11, № 1. [c.516]

Из этой формулы следует, что субгармонический резонанс возникает только в случае, когда поперечный момент инерции тела более, чем вдвое превышает осевой момент инерции I > 21х-Рассмотрим пример. Пусть тело имеет сферическую форму, а малая асимметрия определяется только смеш,ением центра масс с оси симметрии аппарата ф 0). Будем полагать, что аэродинамическое демпфирование отсутствует, а коэффициенты нормальной и тангенциальной силы соответственно равны [c.118]

В случае обтекания элементов конструкций, обладающих в неподвижном состоянии аэродинамической подъемной силой, появляются поперечные аэродинамические силы, вызванные обтеканием элемента конструкции на закритических углах атаки и раскачивающие его. Эти силы при известных условиях могут вызвать потерю аэродинамического демпфирования. Условие потери аэродинамического демпфирования при поперечных колебаниях в связи с исследованием галопирования линий электропередач было указано Дж. П. Ден-Гартогом. [c.830]

Задаваясь различными значениями 6р, /р и / р, обеспечивающими требуемый момент инерции Jyp, для исходных данных с учетом принятых обозначений строим по (3.6.24) и (3.6.25) графики зависимостей di и 2 (рис. 3.6.4). С помощью этих графиков для подсчитанных значений di = 1,54-10 с и U2 = 1,06-10 с З выбираем следующие параметры роллеронов 1р = 0,096 м Ьр = 0,105 м Rp = 0,042 м. Однако таким значениям параметров соответствует новое значение коэффициента ds = 0,6. Эти расчеты подтверждают известный факт, что только аэродинамическое демпфирование оказывается недостаточным для получения заданных характеристик затухания колебаний самих роллеронов, хотя стабилизация летательного аппарата по угловой скорости крена обеспечивается. Поэтому следует прибегнуть к каким-либо дополнительным средствам демпфирования. [c.294]

Из выражения (245) следует, что аэродинамическое демпфирование колебаний при изгибе обратно пропорционально числу Струхаля, т. е. обратно проторциональ-но частоте колебаний лопатки и пропорционально скорости набегающего потока. Такой же вывод может быть сделан также нз работы Е. С. Сорокина [78], показавшего, что аэродинамическое рассеяние энергии может составлять заметную величину от общего рассеяния энергии колебаний образца. [c.161]

Автор не имел возможности уделить внимания многим вопросам, которые при ограниченном объеме книги могли быть освещены лищь за счет других ее разделов. Этим же объясняется недостаточно полное освещение некоторых разделов книги. Так, лишь кратко освещены вопросы аэродинамического демпфирования, хотя в настоящее время в этой области ведутся плодотворные исследования методика расчета рассеяния энергии колебаний совсем не освещен такой большой и важный вопрос, как теория подобия применительно к колебаниям упругих систем, в области которой имеются интересные исследования школы проф. А. Г. Назарова. [c.4]

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]

При упругих колебаниях конструкции ЛА или ее частей в полете к упругим н ииерционным силам добавляют аэродинамические силы, которые принято разделять на силы аэродинамической жесткости (пропорциональные перемещениям) и силы аэродинамического демпфирования (пропорциональные скоростям смещений). В ряде случаев учитывают силу внутреннего трения в конструкции, которое приближенно принимают вязким и, следовательно, пропорциональным скоростям перемещений. [c.488]

Параметр p = 8 v — )/у характеризует отношение восстзг навливающего момента пружины к демпфирующему моменту аэродинамических сил. Так как моменты инерционных и центробежных сил взаимно компенсируются, характер вынужденных колебаний определяют действие пружины и аэродинамическое демпфирование. Вследствие того что v > 1, изменяется маховое движение возникают зависимости pis от 0is и Pi от 01с Представим первую гармонику махового движения и циклический шаг соответственно в виде р os (i ) + i )o — Аф) и 0 os (il5 + tj)o). Тогда амплитуда вынужденных колебаний и их запаздывание по фазе определяются формулами [c.219]

В работе [D.13] описывается экспериментальное исследование усиления изгибных колебаний модели лопасти несущего винта, в котором особое внимание уделялось изучению повторного влияния вихревого следа на аэродинамическое демпфирование таких колебаний по различным формам. Величина демпфирования махового движения лопасти на режиме висения определялась по ее вынужденным колебаниям при приложении моментов в плоскости взмаха и по переходным процессам. Получено хорошее соответствие с результатами теории Лоуи. Подтверждено получаемое расчетом уменьшение демпфирования гармоник с частотой, кратной частоте вращения винта, вследствие уменьшения определяющей нестационарную подъемную силу функции С. [c.466]

Экспериментальное исследование демпфирования разных форм изгибных колебаний лопастей двухлопастного винта на режиме висения при малых значениях общего шага (и, следовательно, малых скоростях протекания) проведено в работе [S.110]. Измерялась реакция лопасти как на моменты относительно оси ГШ, так и на вертикальные колебания втулки. Демпфирование определялось по записям- переходных процессов, возникающих при снятии внешних сил. Обнаружено обусловленное влиянием поперечных вихрей уменьшение аэродинамического демпфирования изгибных колебаний лопасти по второй гармонике до весьма малых значений. Наблюдается хорошее количественное соответствие теории Лоуи с экспериментальными данными. [c.467]

Флаттер, вызываемый вихревым следом. На некоторых режимах работы повторное влияние вихревого следа несущего винта может вызывать неустойчивость движения по одной степени свободы. С учетом функции Лоуи аэродинамическое демпфирование движений лопасти в ГШ и ОШ может значительно уменьшиться. На практике такой флаттер возникает при условиях, когда повторное влияние вихревого следа наиболее велико, т. е. в случаях малого общего шага при наземных испытаниях или на авторотации, на режимах висения или полета с малыми скоростями и в случае, когда собственная частота установочного движения почти кратна частоте вращения винта. В этих условиях след остается вблизи диска винта, -И вихревые поверхности индуцируют скорость в фазе. При увеличении общего шага, скорости набора высоты или полета-вперед влияние следа, а значит, и возможность возникновения вызванного им флаттера уменьшаются. Неустойчивости по одной степени свободы учитываются решением уравнений совместных махового и установочного движений лопасти как флаттер и могут быть определены по преобладанию составляющей собственного вектора, соответствующей корню с положительной действительной частью. [c.593]

Этот критерий впервые получил Чжоу [С.63]. Аэродинамическое демпфирование, создаваемое силами сопротивления, можно включить в g, а аэродинамический момент с коэффициентом [c.603]

Блейк, Бзркем и Лоуи [В.91] расширили анализ Чжоу для шарнирного винта, включив в него все аэродинамические члены (с коэффициентами М , Q , Qg и Qj) уравнения решались с помощью аналоговой вычислительной машины. Было установлено, что критерий Чжоу дает некоторый запас устойчивости (вероятно, из-за пренебрежения аэродинамическим демпфированием, выраженным членом с коэффициентом Q ), за исключением некоторых случаев больших значений коэффициента компенсатора взмаха. Отмечено, что для точного расчета устойчивости совместного движения необходимо учитывать аэродинамическое демпфирование качания и относ шарниров. [c.609]

Отклонения плоскости гироскопа относительно вала в невра-щающейся системе координат обозначим Рг, с и Рг, (положительные значения соответствуют наклону вперед и влево соответственно). Гироскоп реагирует на углы отклонения вала по тангажу и крену ау и ах). Предположим, что гироскоп осесимметричен, состоит из трех или более одинаковых, равномерно распределенных по азимуту радиальных элементов и имеет одинаковые моменты инерции по тангажу и крену /г. Механическое (не аэродинамическое) демпфирование движения гироскопа относительно вала равно Свр во вращающейся и Сневр в невра-щающейся системах координат. Уравнения движения такого гироскопа определяются условиями равновесия действующих на него моментов по тангажу и крену. Вместо вывода уравнений отметим аналогию между гироскопом и винтом с машущими лопастями (см. разд. 12.1.2), согласно которой уравнения движения будут иметь вид [c.777]

Относительная значимость различных коэффициентов, входя щих в уравнения (2.12) и (2.13), иллюстрируется на рис. 5 коэффициент Ai характеризует продольноб демпфирование, А — демпфирование по тангажу, — аэродинамическое демпфирование, l перекрестный момент Магнуса, Ф — гироскопический момент и g sin yJV — силу тяжести. [c.138]

Отметим некоторые особенности движения спускаемых аппаратов, имеющих форму сферы или тонкого конуса, восстанавливающий момент которых пропорционален sino [15]. Поступательное движение сферического тела не зависит от вращательного движения, лобовое аэродинамическое сопротивление не зависит от угла атаки, а подъёмная аэродинамическая сила равна нулю и, следовательно, рассеивание точек посадки весьма незначительно. С другой стороны из-за большого лобового сопротивления время спуска сферы существенно превышает время спуска тонких, заострённых тел, что в некоторых практических задачах может иметь определяющее значение. Кроме того, сферические тела обладают весьма малым аэродинамическим демпфированием, что при определённых начальных условиях может приводить к возникновению колебаний тела относительно центра масс с большими амплитудами и значительным поперечным перегрузкам в процессе спуска. Отсюда ясно, что для описания движения сферического тела вокруг центра масс в полной мере не пригодны ни линейные, ни квазистатические математические модели. [c.98]

Пусть выполняется условие (3.26) и аэродинамическое демпфирование отсутствует = О, гпуп = О, = 0). Найдём оценку для амплитуды колебания max при движении, близком к плоскому. Интеграл действия согласно (3.29) не изменяет своего значения и является адиабатическим инвариантом. Интеграл действия может быть приведён с помощью решения (2.19) к четырём полным эллиптическим интегралам, входящим в правые части уравнений (3.23) [c.104]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...