Флаттер самолете

Известно большое количество типов флаттера самолетов. Некоторые из них довольно сложны, например, у самолетов со стреловидными крыльями. Строго говоря, при флаттере вибрирует вся конструкция самолета, однако при классификации типов флаттера можно это обстоятельство не учитывать, сосредоточив внимание на тех частях конструкции самолета, колебания которых играют преобладающую роль. Один из первых типов флаттера, с которым пришлось столкнуться в практике,— это довольно простой антисимметричный флаттер рулей высоты, при котором две половины руля колеблются в противофазе, как ножницы. [c.95]

Уже в 1937 г. было замечено (М. В. Келдыш, Л. С. Попов), что могут встретиться случаи, когда изучение флаттера изолированных частей самолета может не дать полного представления о действительной картине флаттера самолета в целом. С такой ситуацией действительно столкнулись в середине 40-х годов, в особенности в связи с развитием тяжелого самолетостроения. [c.308]

Из сказанного следует, что автоколебания отличны от собственных колебаний, поскольку последние являются затухающими, в то время как автоколебания не затухают. С другой стороны, автоколебания отличаются от вынужденных и от параметрических колебаний, так как и те и другие так или иначе вызываются внешними силами, характер действия которых задан. В этом смысле автоколебания могут быть названы также самовозбуждающимися, так как процесс колебаний здесь управляется самими колебаниями. Источник дополнительной энергии, поддерживающей колебания системы, находится вне упругой системы. Например, энергия воздушного потока, набегающего на вибрирующие части самолета, вызывает особый вид автоколебаний, называемый флаттером. [c.530]

При действии на стержень различных возмущений, как детерминированных, так и случайных, возможно возникновение колебаний стержня относительно состояния равновесия или стационарного движения. В большинстве случаев колебания являются нежелательными, так как они мешают нормальной работе, а в ряде случаев могут быть причиной аварий. На рис. 3.1 показано крыло самолета в потоке воздуха, которое при определенных режимах обтекания начинает вибрировать (явление флаттера), что для нормальной работы конструкции недопустимо. На рис. 3.2 показана цилиндрическая пружина, жестко связанная [c.51]

Автоколебания возникают в системе, находящейся под действием сил, не обладающих колебательными свойствами. Энергия, вызывающая колебания, передается от источника постоянного действия (с постоянным моментом, силой и т. п.), через специальное клапанное устройство, управляющее колебаниями за счет дозирования энергии. В свою очередь в системах с автоколебаниями имеется обратная связь, через которую колебательная система управляет этим устройством. Во многих случаях в механизмах и сооружениях, находящихся в автоколебательном движении, трудно четко выделить источник энергии, клапанное устройство, колебательную систему и обратную связь. В колебательной системе часов они видны четко источник энергии — пружинный или гиревой двигатель, клапанное устройство — якорь (анкер), связанный с маятником, являющимся колебательной системой, посредством которого маятник получает энергию для колебания и одновременно (за счет обратной связи) дозирует величину и время подачи импульсов энергии. В колебательной системе железнодорожного вагона, совершающего интенсивное раскачивание, крыла самолета, находящегося в изгибно-крутильных колебаниях с двумя степенями свободы (флаттер) они четко не видны. [c.97]

Вентиляторы, подобно крылу самолета и лопастям вертолета, подвержены динамическим возмущениям, таким, как флаттер, [c.54]

Обнаружено, что конструкция крыла самолета также может потерять устойчивость — при достижении определенной скорости полета возникают прогрессивно возрастающие изгибно-крутильные колебания, приводящие к катастрофе (флаттер крыла) анализу этой опасной возможности посвящен п. 16. [c.153]

Если упругая конструкция типа крыла самолета находится в потоке газа (жидкости), то свойства состояния ее равновесия (устойчивость или неустойчивость) зависят от параметров потока, т. е. от плотности газа (жидкости) р и скорости о, или, проще, от скоростного напора pv /2. Как оказывается, система, устойчивая при малых значениях скоростного напора, может потерять устойчивость при достаточно больших его значениях тогда после сколь угодно малого возмущения начинается движение, все дальше уводящее систему от ставшего неустойчивым состояния равновесия. Движение, представляющее собой монотонное возрастание отклонений от состояния равновесия, называется дивергенцией, а движение, носящее характер колебаний с возрастающими пиковыми значениями, — флаттером. Скорость, при которой возникает потеря устойчивости того или иного типа, называется критической скоростью. [c.184]

Обследование обломков конструкции самолета состоит в тщательном изучении каждого куска. Обломки осматриваются для обнаружения на них следов соприкосновения с землей, пожара в воздухе (копоть или налет расплавленного металла), повреждений от пожара на земле, взрыва, коррозии, усталостных отказов, столкновения в полете с посторонними объектами (птицы, провода, деревья и т. д.), аэродинамического флаттера, посторонних веществ и многих других обстоятельств. Обломанные края корпуса обследуются с целью установления следов пластического течения и растрескивания покраски или других признаков, указывающих на то, что аварию можно объяснить отказом, вызванным перегрузкой , а также признаков усталости материалов. Если подозревается, что причиной аварии был редко встречающийся в полете отказ конструкции, то поиски признаков усталости производятся особенно тщательно. С высокой точностью должно определяться направление, в котором разлетались связывающие элементы или части самолета, и их взаимное расположение. Это необходимо для того, чтобы отделить повреждения, случившиеся в воздухе, от повреждений при падении на землю и для установления последовательности аварии. [c.299]

Все гидравлические цилиндры и механические приводы обследуются для установления их состояния в момент аварии, что позволит определить положение закрылков, шасси, органов управления, триммеров и т. д. Все элементы системы управления, включая механические части и звенья, усилители и поверхности органов управления, осматриваются с целью обнаружения отказов и определения, функционировали или нет органы управления во время падения самолета. При обследовании учитываются все балансные веса, тщательно осматриваются шарнирные подшипники, тяги закрылков и другие части, подверженные повреждению при аэродинамическом флаттере. [c.299]

Много исследований, главным образом теоретических, посвященных изучению флаттера, выполнено для крыла самолета [18, 31, 35]. Если решение задачи для изолированной лопатки в известной мере аналогично решению задачи для крыла, то качественно отличной является задача о флаттере лопатки в турбинной ступени вследствие воздействия на нее смежных лопаток и лопаток соседних ступеней. Флаттер лопаток в турбине часто называют решеточным флаттером. [c.163]

Колебания аэро гидроупругих систем имеют большую актуальность в авиационной и ракетной технике. Типичным примером является флаттер крыла самолета. Разработана теория упругих колебаний таких сложных конструкций, как самолет, ракета. Полет в воздушной среде, колебания жидкого топлива в баках, мощные источники энергии, установленные на упругих основаниях, наличие замкнутых систем автоматического управления могут приводить к возникновению опасных нарастающих колебаний. [c.342]

Вьшолняется условие (6.4.8) при всех скоростях полета. Именно этому условию отвечают параметры крыла любого летающего самолета. При равенстве слева возникает дивергенция, при равенстве справа - флаттер. [c.357]

При изучении флаттера крыла самолета, т. е. некоторых незатухающих колебаний крыла, происходящих вследствие действия аэродинамических сил, удобно в поперечном сечении крыла различать некоторые точки, обладающие характерными свойствами. Эти точки называются центром изгиба и центром кручения поперечного сечения крыла самолета. На рис. 9 представлена половина крыла, заделанная в основную конструкцию самолета. Обратившись к этому рисунку, читатель увидит, что вертикальная сила, приложенная к заштрихованному сечению в точке А, стремится вращать это сечение против часовой стрелки, а та же сила, приложенная в точке В, вращает его по часовой стрелке. Где-то между А и В (скажем в С) имеется точка, в которой можно приложить нагрузку, не вызывая вращения крыла. Эта точка называется чен/и-ром изгиба. Если к заштрихованному сечению приложен вращающий момент, то сечение будет вращаться как целое, и только одиа точка ( мгновенный центр вращения) останется в покое. Эта точка называется центром кручения 0. [c.41]

Будучи начальником научного отдела ЦАГИ, проф. Келдыш М.В. руководит разработкой проблемы динамической прочности самолетов, в которую входят вопросы флаттера, вибраций винтомоторных групп, усталости авиационных конструкций, прочности и шимми шасси и ряд других. [c.519]

Поэтому вице-президент пошел к руководителю группы исследования флаттера и сказал Нам позвонили из Райт Филда и сообщили, что у нашего нового самолета флаттер возникает на скорости 450 миль в час На что инженер ответил Не может быть Я рад это слышать. В своем отчете я прогнозировал флаттер па скорости 445 миль в час [c.164]

Проверка балансировки рулей. При ремонте аэродинамических рулей и элеронов может быть нарушена их весовая балансировка, что при эксплуатации самолета вызовет вибрации типа флаттер . Во избежание этого после любого ремонта органов управления производят проверку их весовой балансировки на самолете или на стенде. [c.71]

Стремление снизить до минимума вес конструкции и ограничения, налагаемые на размещение бортового оборудования, сильно осложняют задачу подавления вибраций, возникающих во время полета. Основным видом колебаний ракеты являются поперечные (изгибные) колебания корпуса ракеты [Л. 22]. Эти колебания происходят на самых низких частотах в режиме, подобном флаттеру крыла самолета. Главная проблема состоит в том, чтобы избежать в соседних конструктивных элементах одновременного резонанса, при котором возникают большие динамические перегрузки. [c.124]

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]

Первые работы в области аэроупругости были связаны с расчетом устойчивости крыльев и оперения самолетов в потоке воздуха. Явления аэроупругой неустойчивости (дивергенция крыла, флаттер крыла и хвостового оперения) были причиной ряда неудач уже на самой заре авиации правильное понимание и теоретическое объяснение этих явлений пришло значительно позже. Значительный вклад в эту область был внесен М. В. Келдышем и М. А. Лаврентьевым (1935) Е. П. Гроссман (1937) решил ряд задач, моделируя конструкцию балочной моделью. С точки зрения теории упругой устойчивости флаттер и дивергенция представляют собою типичные явления неустойчивости при наличии неконсервативных сил. При этом флаттер соответствует колебательной неустойчивости, дивергенция — потере устойчивости путем разветвления форм равновесия. [c.355]

При установившемся обтекании крыла самолета может наступить критический режим полета, характеризуемый скоростью при котором в результате возрастающих амплитуд колебаний наступает разрушение упругой конструкции (явление флаттера), характеризуемой модулем Юнга Е и коэффициентом Пуассона т. Пусть М — мас- [c.496]

Динамические задачи аэрогидроупругости. Важнейшим примером динамических задач служит флаттер крыльев самолета — автоколебания, поддерживаемые за счет энергии движения самолета (или энергии потока). Другим примером являются автоколебания пластин и оболочек, обтекаемых потоком — так называемый панельный флаттер. Как флаттер крыльев, так и панельный флаттер могут быть объяснены взаимодействием аэродинамических сил, сил инерции и упругих сил важную роль при этом взаимодействии играет связь между различными формами колебаний. Для описания классического флаттера достаточно привлечь линеаризированную теорию потенциального течения. [c.469]

Большое практическое значение имеют автоколебания, возникающие при натекании газовой струи на упругие системы определенной формы (флаттер крыла самолета, флаттер турбинных лопаток, галопирование линий электропередач). [c.206]

Система с двумя степенями свободы и скоростной связью (флаттер самолета) исследована П. Салаюном. Как в системе со скоростной связью, так и в системе с координатаой связью существуют области устойчивости на плоскости параметров коэффициентов связи и отклонение от наивыгоднейшего значения этих параметров даже в сторону их увеличения может отрицательно повлиять на устойчивость. [c.129]

Если это условие не выполняется, то колебания регулятора, вызванные внезапным изменением нагрузки на машину, не будут постепенно затухать и будет наблюдаться хорошо известное явление прыгания регулятора ). Метод, использованный выше для анализа устойчивости регулятора, был успешно применен к некоторым другим практически важным задачам, как, например, флаттер самолета ), шимми автомобильного колеса ) и осевые колебания паровых турбин [c.222]

Автоколебания имеют большое значение для многих практических задач и ставят в ряде случаев серьезные проблемы перед конструкторами при создании новых машин. Примером таких сравнительно сложных задач, связанных с автоколебаниями, является, в частности, флаттер, представляющий собой изгибнокрутильные автоколебания крыла самолета в аэродинамическом потоке. В качестве другой весьма ответственной задачи может быть названа проблема автоколебаний управляемых колес автомобиля на большой скорости движения. [c.499]

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]

Ограничения дозвуковых самолетов. Дозвуковые самолеты летают с небольшими числами М и для них влиянием сжимаемости воздуха пренебрегают. Поэтому ограничения по числу М для них не устанавливаются, а устанавливаются только по величине приборной скорости исходя из условий прочности или флаттера. На некоторых дозвуковых самолетах величина приборной скорости вообще не ограничипается, так как даже на максимальном режиме работы двигателя они не могут разогнаться до этих скоростей. [c.61]

Колебания и вибропрочность. Конструкция самолета не должна допускать появления колебаний типа флаттер, бафтинга и т. д., а также должна удовлетворить условиям вибропрочности, которые связаны с деформацией. В соответствии с этим нормы жесткости регламентируют величину нагрузки, в пределах которой не должно быть потери устойчивости обшивки и остаточных деформаций конструкции. [c.96]

При относигельном движении двух твердых тел (точнее — твердого тела и среды) возникают силы, являющиеся функциями ортогональных координат, т. е. координат, на которых они не совершают работы. При резании резец, движется в обрабатываемой заготовке и тангенциальная составляющая силы резания является функцией координаты (или координат) вершины резца, определяющей сечение срезаемого слоя и направленной перпендикулярно к этой составляющей силы резания. При контактном трении твердых тел сила трения является функцией, нормальной к поверхности скольжения контактной деформации, вызываемой нормальной нагрузкои-Аналогичное явление наблюдается при флаттере, когда подъемная сила, определяемая движением воздушной среды, действующая на крыло самолета (или лист на дереаг), является функцией угловой координаты (угла атаки). [c.118]

К подобного рода явлениям относится и флаттер крыла самолета. Как известно, он выражается в том, что при достижении некоторой скорости возникают колебания крыла с нарастаюш ей амплитудой. Известен также случай разрушения металлического моста от флаттера (Токомская катастрофа). [c.406]

Несколько лет назад, когда скорость 450-500 миль в час все егце оставалась высокой, президенту одной авиакомпании в Ка.пифорнии позвонили из Райт Филд (Wright Field) и сообщили, что модель самолета столкнулась с серьезным флаттером на скорости 450 миль в час. [c.164]

Президент вызвал вице-ирезидента компании, отвечающего за техническое обеснечение самолетов, и сказал Какой позор У нас работают лучшие математики, флаттером занимается целый отдел, и все же генерал X звонит мне из Райт Филда и сообщает, что на скорости 450 миль в час у нас появляется флаттер [c.164]

Наука аэроупругостн, включая теорию флаттера, находится сейчас в процессе бурного развития. Оно особенно необходимо, потому что большие силы, действующие на части самолета при высокоскоростном [c.164]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...