Винт теория элементов лопасти

В теории элемента лопасти вычисляют силы, которые действуют на лопасть при ее движении в воздухе, а по ним рассчитывают силы и аэродинамические характеристики всего несущего винта. Теория элемента лопасти — это, по существу, теория несущей линии, примененная к вращающемуся крылу. Предполагается, что каждое сечение лопасти работает как профиль в двумерном потоке, а влияние следа и остальной части винта полностью учтено в индуктивном угле атаки сечения. Следовательно, для решения задачи нужно рассчитать индуцируемые следом скорости на диске винта. Это можно сделать с помощью импульсной теории, вихревой теории или численными методами, учитывая неравномерность поля скоростей протекания. Теория несущей линии основана на предположении, что крыло имеет большое удлинение. Удлинение к лопасти несущего винта связано с коэффициентом заполнения и числом лопастей соотношением % = R/ = N/п)а. Для вертолетных несущих винтов с их малой нагрузкой на диск предположение о большом удлинении обычно справедливо. Однако даже при большом геометрическом удлинении могут существовать области, в которых велики градиенты нагрузки или индуктивной скорости, вследствие чего эффективное аэродинамическое удлинение может оказаться малым. Для несущего винта примерами таких областей с большими градиентами являются концевая часть лопасти и то место на ней, вблизи которого проходит вихрь, сбегающий с предшествующей лопасти. [c.59]

Сила тяги несущего винта. Теория элемента лопасти дает следующее выражение для коэффициента силы тяги несу-щего винта [c.64]

Развитие теории винтокрылых аппаратов на ранней стадии шло двумя раздельными путями, которые слились в 1920-х годах. (Термины импульсная теория и теория элемента лопасти имели тогда смысл, несколько отличный от современного, и в ранних работах означали отдельные и представлявшиеся независимыми методы исследования работы воздушного винта.) Ключевым фактором была идея индуктивного сопротивления, которую гидродинамики в первых десятилетиях XX в. еще разрабатывали и для крыльев, и для вращающихся лопастей. Прежде чем стал возможен достаточно точный расчет нагрузок несущего винта, необходимо было полностью выяснить смысл индуктивного сопротивления, т. е. сопротивления, неизбежного при создании подъемной силы крыла конечного размаха, и связать это сопротивление со скоростями, индуцируемыми на крыле следом. [c.60]

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]

В теории элемента лопасти получены следующие общие формулы для расчета коэффициентов силы тяги и мощности несущего винта на висении [c.70]

Если при расчете силы тяги несущего винта учитывать концевые потери, то по теории элемента лопасти получим в в [c.72]

Это, по существу, эмпирическая зависимость, так как для надежной оценки характеристик нужно выбрать подходящие значения и .Дан пример использования теории элемента лопасти для расчета несущего винта, имеющего лопасти с постоянной хордой и линейной круткой при постоянной индуктивной скорости. Наконец, элементно-импульсная теория применена к расчету такого же винта, но при неравномерном распределении индуктивной скорости. [c.80]

Основы вихревой теории заложил Н. Е, Жуковский в 1912— 1929 гг. Он исследовал скорости, которые индуцирует система спиральных свободных вихрей, образующих след пропеллера, но для математического упрощения задачи использовал схему винта с бесконечным числом лопастей, т. е. схему активного диска. С помощью этой вихревой теории были воспроизведены результаты импульсной теории. В 1918 г. Жуковский предложил использовать в качестве характеристик профиля характеристики профиля в плоской решетке, а индуктивную скорость находить по вихревой теории. Тем самым, по существу, были установлены основы современной теории элемента лопасти, так как для вертолетных несущих винтов эффект решетки пренебрежимо мал. [c.84]

При заданной величине общего шага отсюда можно найти X, а затем Ст- Зная нагрузку на диск и Ст, можно рассчитать частоту вращения винта, а по величине Я и кривой скоростей протекания определить скорость снижения. Таким образом можно найти скорость снижения на авторотации как функцию общего шага и определить его оптимальную величину. Однако желателен более обстоятельный численный анализ, так как важно учесть влияние срыва на характеристики винта при авторотации. Теория элемента лопасти позволяет по крайней мере оценить уменьшение общего шага, необходимое при переходе от висения к авторотации. Предполагая, что концевая скорость QR при этом не изменяется, из условия 2Сг/(аа) = Эо.уз/З— —Х/2 получим [c.121]

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]

В этом разделе будут выведены формулы для сил, действующих на лопасть при полете вперед. Рассмотрим несущий винт со всеми шарнирами, но без относа ГШ. Лопасти абсолютно жесткие, они машут и изменяют свои общий и циклический шаги под действием управления, т. е. изгибные и крутильные деформации лопастей пренебрежимо малы. Такая схема достаточна для определения аэродинамических характеристик и характеристик управления шарнирного несущего винта. Чтобы найти аэродинамические силы в сечении, используем теорию элемента лопасти. Влиянием зоны обратного обтекания пока пренебрежем. Плоскость отсчета выбираем произвольно. [c.171]

Теория элемента лопасти основана на предположении, что каждое сечение лопасти работает как профиль в двумерном потоке, а влияние следа несущего винта полностью учтено величиной индуктивной скорости в этом сечении. Тогда, зная движение лопасти и условия обтекания данного сечения, можно использовать профильные характеристики для расчета нагрузок каждого сечения. Индуктивную скорость можно найти различными способами по импульсной теории, по вихревой теории или путем расчета неравномерного распределения скоростей протекания численными методами. Для применения рассматриваемой теории удлинение лопастей должно быть большим, что как раз и характерно для винтокрылых аппаратов. Однако вблизи конца лопасти или в тех областях, где вследствие взаимодействия лопасти с вихрем велики градиенты индуктивной скорости, для уточнения результатов следует применять теорию несущей поверхности. [c.171]

ТЕОРИЯ ЭЛЕМЕНТА ЛОПАСТИ ВИНТА. [c.149]

Будем рассматривать элемент лопасти, заключенный между радиусами г я г + dr, как отрезок бесконечно длинного крыла такое представление вполне возможно при условии, что в вычислениях мы будем оперировать относительной скоростью между элементом крыла и жидкостью на место этого элемента. На эту скорость влияет весь пропеллер в целом, следовательно, мы должны провести расчет, который в основной своей идее сходен с расчетами теории крыла. Опять для упрощения вычислений пренебрежем вращательным движением жидкости, вызванным пропеллером. Осевая скорость жидкости при прохождении через плоскость винта определяется формулой (116), которая после подстановки в нее значения w из формулы (120) принимает вид [c.310]

Если желательно получить более глубокое представление о работе винта, чем предлагаемое теорией идеального пропеллера, необходимо обратиться к исследованию сил, действующих на лопасти винта, и рассматривать каждый элемент лопасти как элемент крыла, движущийся как нечто самостоятельное. Достаточно ограничиться теорией обычного тянущего винта, работающего в обычных условиях. Теории для других типов винтов и других условий работы можно рассматривать как некоторые модификации основной теории. [c.149]

Предположим, что винт вращается вокруг своей оси с угловой скоростью ii и помещен в равномерном потоке, идущем параллельно его оси со скоростью V. Сечение лопасти винта имеет форму профиля крыла подъемная сила, действующая на элемент лопасти при его движении относительно жидкости, должна быть связана с циркуляцией жидкости вокруг лопасти. Так как циркуляция меняется вдоль лопасти от корня к концу, с лопасти должны сбегать вихри, идущие в потоке позади винта вместе с жидкостью по траекториям, приближающимся к винтовым линиям. Эти вихри сосредоточены главным образом у корня и у концов лопастей таким образом струя винта состоит из некоторой завихренной массы жидкости, причем вихри сосредоточиваются у оси и у границы струи. По аналогии с общей теорией крыла можем заключить, что каждый элемент крыла нужно рассматривать как крыло в плоско-параллельном потоке скорости этого потока образуются благодаря сбегающим вихрям. Точное определение скоростного поля представляет весьма сложную задачу благодаря периодичности потока для большинства практических приложений вполне достаточно заменить периодически меняющийся поток некоторым средним потоком. Эта замена равносильна предположению, что при исследовании скоростного поля сбегающих вихрей можно тягу и момент, действующие на конечное число лопастей на некотором радиусе, заменить равномерным распределением тяги и момента по окружности того же радиуса. [c.149]

Подобное же рассуждение приложимо и ко второй составляющей вихря таким образом независимость элементов лопасти на разных радиусах доказана. Этот теоретический результат имеет весьма большое значение и подтверждается для главных рабочих сечений лопасти винта специально поставленными опытами Вблизи концов лопасти условия меняются благодаря радиальному потоку воздуха, которым мы пренебрегали при изложении теории. [c.151]

Отличия условий работы несущего винта от условий работы обычного воздушного винта (пропеллера) и от условий работы крыла самолета не позволяют непосредственно распространять теорию воздушного винта и теорию крыла на все режимы работы несущего винта вертолета. Однако теория несущего винта в целом, представляя собой самостоятельную теорию, базируется на аэродинамике крыла самолета и на аэродинамике воздушного винта. При рассмотрении различных режимов работы несущего винта элементы лопастей его уподобляются элементам крыла. [c.56]

Из теории профиля следует, что пелена поперечных вихрей является важным фактором при определении нестационарных нагрузок, связанных с колебательным движением лопасти. В отличие от рассмотренной плоской пелены вихревой след лопасти винта представляет собой идущую зй ней спиральную поверхность. Однако наиболее существенное влияние оказывает часть этой поверхности, расположенная вблизи задней кромки лопасти. Одним из возникающих в этой связи вопросов является следующий каким способом элемент вихревой поверхности, сошедший при повороте лопасти на угол 15—45°, следует учитывать в численных методах расчета индуктивных скоростей и нагрузок Для ответа на этот вопрос и рассматривалась в предыдущем разделе плоская вихревая пелена. [c.443]

Итак, расчет нагрузок на лопасти несущего винта по теории несущей линии связан с определением -индуктивных скоростей в сечениях от продольных и поперечных вихрей следа. Для определения скорости притекания потока к сечению лопасть заменяется присоединенным вихрем, расположенным вдоль линии четвертей хорд, а продольные свободные вихри, образующиеся вследствие изменения подъемной силы по размаху, продлеваются до присоединенного вихря. Индуктивная скорость подсчитывается в месте расположения присоединенного вихря. Простейшим и экономным в вычислительном отношении представлением сложной системы свободных вихрей лопасти является сетка из вихревых элементов конечной длины. Свернувшиеся концевые вихревые жгуты лопастей хорошо описываются сосредоточенным вихрем. На основе проведенного выше исследования обтекания профиля можно заключить, что модель несущей линии применима и при наличии в следе поперечных вихрей. При адекватном представлении расположенного близ лопасти участка пелены вихрей нестационарные аэродинамические эффекты могут быть рассчитаны достаточно верно, несмотря на то, что индуктивная скорость определяется лишь в одной точке по хорде (на присоединенном вихре). Для повышения точности результатов расчета пелену поперечных вихрей следует обрывать, не доходя до присоединенного вихря, на четверть хорды. Непрерывное распределение вихрей еле- [c.448]

В работе [Р.68] рассмотрен метод расчета неоднородного поля индуктивных скоростей, в котором пелена моделировалась недеформируемой сеткой вихревых отрезков. На начальной стадии расчета маховое движение полагалось известным из эксперимента и вычислялись лишь аэродинамические нагрузки. Единственной неизвестной была циркуляция присоединенного вихря лопасти, которая определялась в конечном числе точек диска винта на различных азимутах и радиусах. С помощью теории тонкого профиля эта циркуляция выражалась через углы атаки, определяемые индуктивными скоростями и движением лопасти. Индуктивная скорость вычислялась по формуле Био — Савара и зависела от интенсивности элементов вихревого следа, определяемой в свою очередь циркуляцией присоединенного вихря лопасти. Таким образом, задача сводилась к решению системы линейных алгебраических уравнений для циркуляции присоединенного вихря в ряде точек диска винта. Поскольку таких точек требуется от 100 до 200, число уравнений в этой системе оказывается весьма значительным. [c.666]

В основе теории С.К. Джевецкого лежала выдвинутая им гипотеза плоских сечений, в соответствии с которой лопасть разбивается на элементы, каждый из которых рассматривается как движущийся прямолинейно отрезок крыла бесконечного размаха. Для этого винт условно разрезается цилиндрическими сечениями на отдельные элементы и для каждого элемента строятся скоростной (Ко, й ,ИО и силовой (Ал, Лб, ДР) треугольники (рис. 64). Скорость притекания к элементу лопасти получается как результат сложения поступательной скорости Уо винта и окружной скорости вращения itV. Определив угол притекания и зная угол установки <р сечения лопасти, можно найти угол атаки си Затем по формулам аэродинамики определяются силы, действующие на элемент лопасти. Далее путем интегрирования определяются сила тяги и потребная мощность винта. Теория элемента лопасти Джевецкого впервые позволила научно проектировать воздушные винты. Однако в ней не учитывались создаваемые винтом индуктивные скорости, что затрудняло ее применение для вертолетных винтов. Данный недостаток в дальнейшем был устранен последователями Джевецкого Г.Х. Сабининым, Б.Н. Юрьевым (см. далее) и др. Теория Джевецкого послужила основой большинства последующих теорий несущих винтов. Его по праву можно считать одним из основоположников научной теории вертолетных винтов. [c.129]

В аэродинамике вертолета теория элемента лопасти служит основой почти всех исследований, так как в ней учитываются распределения скоростей и нагрузок по размаху лопасти и, следовательно, эта теория связывает аэродинамические и другие характеристики винта с конструктивными параметрами сечений. Импульсная же теория (или любая другая теория, основанная на схеме активного диска) —это обобщенный анализ, который дает полезные результаты, но сам по себе не обеспечивает рсновы для проектирования несущего винта. [c.59]

Истоки теории элемента лопасти можно найти в работе Уильяма Фруда (1878 г.), но первое большое исследование в этом направлении выполнил С. К. Джевецкий в промежутке между 1892 и 1920 гг. Джевецкий полагал, что сечения лопасти работают независимо, но он не знал, как выбрать аэродинамические характеристики сечений. Поэтому он предложил нахо--дить характеристики сечений по результатам испытаний серий пропеллеров. Такой подход был типичен для первого этапа разработки и применения теории элемента лопасти. Исследователи принимали в расчет только скорости Qr и V, обусловленные соответственно вращением лопасти и ее обтеканием вдоль оси вращения, а затем выясняли, каким образом использовать характеристики профилей. В импульсной теории скорость на диске винта равна V v, т. е. вследствие наличия подъемной силы винта она больше скорости невозмущенного потока (точ но так же окружная скорость на диске больше Qr вследствие наличия крутящего момента). Однако Джевецкий полагал, что между осевой скоростью, рассматриваемой в импульсной теории, и скоростью, с которой поток действительно обтекает сечение допасти, нет связи, поскольку первая — это средняя скорость, тогда как вторая — местная скорость. Как показано выше, строгая импульсная теория на самом деле не дает никаких сведений об индуктивных скоростях на диске винта (фактически импульсная теория имеет дело со скоростями в дальнем следе). Не сумев дать правильный теоретический анализ скоростей на диске винта, Джевецкий рассматривал только составляющие Qr и V. Когда при таком подходе были использованы характеристики профилей в двумерном потоке, расчетные аэродинамические характеристики винтов значительно разошлись с экспериментальными. Расхождение было приписано выбору характеристик профиля. В то время было уже ясно, ю [c.60]

Общая теория воздушного винта была разработана в начале 1920-х годов на базе вихревой теории и прандтлевской теории крыла. Путем введения в расчет индуктивных скоростей, определяемых вихревой теорией, были найдены аэродинамические параметры потока на диске несущего винта. В качестве характеристик профилей в таких расчетах использовались характеристики крыла бесконечного размаха. В более поздних работах было доказано, что при одинаковой схематизации несущего винта импульсная и вихревая теории действительно дают одинаковые результаты. Поэтому в теорию элемента лопасти теперь обычно вводят индуктивные скорости, получаемые по импульсной теории. Однако на ранней стадии разработки теории несущего винта вихревые концепции Прандтля произвели столь сильное впечатление, что вихревая теория полностью вытес-. нила импульсную. Последняя не смогла объяснить распределение индуктивных скоростей по диску несущего винта, которое требовалось для завершения разработки теории элемента лопасти. В результате вихревую теорию стали считать более надежной и логичной основой для исследования работы как крыльев, так и лопастей. [c.62]

Глауэрт [G.85] впервые разработал теорию несущего винта с машущими лопастями при полете вперед, чтобы проверить полезность изобретения, сделанного Сиерва применительно к автожирам. Глауэрт рассматривал винт с машущими лопастями без крутки и сужения, а также без управления циклическим шагом (т. е. не вводил ППУ). По теории элемента лопасти он нашел угол конусности и коэффициенты первой гармоники махового движения, а по импульсной теории — индуктивную скорость. Наиболее серьезное ограничение, сделанное в этой теории, состояло в том, что в формулах сохранялись только члены порядка [ . Были использованы предположения о малости углов и о постоянстве градиента подъемной силы ( i = aa), а коэффициент сопротивления был принят равным его среднему значению. На базе импульсной теории Глауэрт вывел формулу для индуктивной скорости при полете вперед [c.254]

Теория элемента лопасти представляет собой распространение теории несущей линии на вращающееся крыло. В линеаризованной вихревой модели пелена вихрей состоит из спиральных продольных вихрей, тянущихся за каждой лопастью. В случае невращающегося крыла деформациями вихревой пелены и сворачиванием концевых вихрей обычно -можно пренебречь, поскольку элементы вихрей уносятся вниз по потоку и удаляются от крыла. Вращающаяся же лопасть, напротив, постоянно приближается к элементам пелены вихрей, сходящих с лопасти винта, идущей впереди рассматриваемой. Поэтому модель пелены вихрей, используемая для расчета индуктивных скоростей на лопасти, должна быть более детальной и точной, чем в случае крыла. Сходящие с концов лопастей участки вихревой пелены быстро сворачиваются в концевые вихревые жгуты, которые лучше описываются вихревой нитью, чем пеленой вихрей. Для многих режимов полета требуется учитывать деформации концевых вихревых жгутов, вызываемые созданными этими жгутами индуктивными скоростями, так как без этого не удается произвести достаточно точный расчет нагрузок. В излагаемых далее простых способах расчета индуктивной скорости используется схема активного диска. Это позволяет определять среднюю индуктивную скорость по закону сохране ния количества движения. [c.430]

Винт, влияние аэродинамической трубы 158 —, теория идеального пропеллера 143 теория элементов лопасти 149 Вихревая линия 94 Вихревая пелена 38, 88 Вихревая трубка 93 Вихри Карчама 73, 86, 89 Вихрь 33, 93 —одиночный 36, 40 44 —присоединенный 95 —свободный 96 Вихря напряжение 33, 93 —неизменяемость 34 Вынос, теорема эквивалентности 131 Вязкости коэфициент 76, 78 Вязкость 10, 75 Давление динамическое 8 Давления центр 7 Движения общие уравнения 82 ДуСлет 26, 37, 40, 44 Дуга окружности, профиль 55, 59 Жидкость идеальная 10, 86 Жуковского гипотеза 52, 89 —преобразование 54, 58 —профили 57, 59, 65, [c.162]

Первый отрыв от земли на вертолете был обусловлен объективным ходом развития науки и техники. Во-первых, были созданы легкие и мощные двигатели внутреннего сгоранйя (у - 3 - 5 кг/л.с.). Во-вторых, на основе результатов многолетних экспериментальных исследований и появившейся теории элемента лопасти С.К. Джевецкого были созданы несущие винты с достаточно высокими аэродинамическими характеристиками (КПД до 0,55). В-третьих, накопленный в авиации опыт позволил построить винты и другие части конструкции достаточно легкими и прочными. И, наконец, оптимальный диаметр (8 м) несущих винтов и рационально выбранная схема (четырехвинтовая) позволили осуществить кратковременные подъемы вертолета в воздух. Вскоре, в ноябре 1907 г. в воздух поднялся вертолет П. Корню двухвинтовой продольной схемы, но его успехи были скромнее. Еще более низкими были результаты, достигнутые на первых отор-ваЬшихся в 1908 г. от земли вертолетах поперечной (Г. Райт) и соосной (Дж. Уильямс) схем. Одновинтовым натурным вертолетам не удалось оторваться от земли вплоть до 1925 г. [c.91]

Значение экспериментальных исследований несущих винтов было особенно велико ввиду отсутствия научных теорий винтов. Известная в XIX в. теория идеального винта , созданная для корабельных винтов, не смогла служить основанием для выбора таких важных параметров несущего винта, как число лопастей, хорда, профиль и угол установки их сечений. С.К. Джевецким была разработана в 1892 — 1909 гг. теория элемента лопасти , устранившая недостатки своей предшественницы. Ее создание было величайшим событием в мировой аэродинамике. Однако теория Джевецкого не учитывала индуктивной скорости, поэтому построенные в соответствии с ней несущие винты недодавали подьемной силы. Разработанная в 1910 г. Г.Х. Сабининым и Б.Н. Юрьевым и усовершенствованная в дальнейшем В.П. Ветчинкиным и Г.А. Ботезатом импульсная теория позволила устранить характерные для теории идеального винта и элемента лопасти недостатки. Испытания построенных в соответствии с импульсной теорией винтов дали хорошие результаты. Исследования по теории несущих винтов завершились изданием в 1912— 1918 гг. Н.Е. Жуковским вихревой теории, которая объясняла работу вертолетного винта на осевых режимах. В разработке теорий воздушных винтов русские ученые намного опередили своих зарубежных коллег и внесли огромный вклад в развитие мировой аэродинамики. Результаты исследований несущих винтов способствовали становлению методов аэродинамического рас- [c.202]

Если винт имеет большой диаметр или большую скорость вращения, окружная скорость конца лопасти достигает величины порядка скорости звука, и сжимаемость воздуха может весьма сильно изменить силы, действующие на элемент лопасти. Это влияние не имеет значения, пока скорость конца лопасти (тгОп) не превосходит 250 м сек развивая теорию винта, мы будем предполагать, что сжимаемостью воздуха можно пренебречь. До сих пор не существует теории, учитывающей влияние сжимлемости воздуха. Изменение характеристик винта при высоких окружных скоростях должно учитываться на основании экспериментальных исследований. [c.144]

Нагрузки лопастей, втулки и проводки управления, создаваемые аэродинамическими и инерционными силами несущего винта, необходимо знать для проектирования элементов конструкции в соответствии с существующими нормами статической и усталостной прочности. Для проектирования лопасти требуется знание напряжений в элементах ее конструкции, а теория упругой балки оперирует только с изгибающими и крутящими моментами в сечении лопасти. Для шарнирной лопасти критическим обычно является изгибающий момент в плоскости взмаха в сечении, находящемся вблизи середины лопасти. Для бесшарнирного винта критический изгибающий момент имеет место в комлевом сечении. Суммарные реакции в комлевом сечении определяют нагрз зки на втулку. Установочные моменты лопастей обусловливают нагрузки в проводке управления, которые часто являются фактором, ограничивающим предельные. режимы полета вертолета. Конструктора обычно интересуют периодические или близкие к ним нагрузки на установившихся режимах полета и при маневрах. Ввиду того что периодические изменения аэродинамических параметров вызывают большие периодические нагрузки на лопастях, втулке и проводке управления, анализ усталостной прочности является важнейшим элементом проектирования несущего винта. Усталостная прочность конструкции сильно зависит от локальных факторов распределения напряжений, поэтому она обычно должна подтверждаться натурными испытаниями. Это относится в первую очередь к несущим винтам вертолетов, многие элементы конструкции которых имеют ограниченный ресурс ввиду высокого уровня переменных нагрузок. [c.640]

СИЛОЙ, которая, согласно нестационарной теории профиля, в свою очередь зависит от движения лопасти и величины циркуляции. Поэтому уравнение махового движения лопасти позволяет связать коэффициенты гармоник циркуляции с коэффициентами махового движения, что замыкает определяющую их систему уравнений. Решение ищется методом последовательных приближений, а индуктивные скорости подсчитываются при заданной циркуляции. После этого вычисляются коэффициенты гармоник нагрузки и махового движения, что позволяет уточнить циркуляцию. Процедура повторяется до достижения сходимости приближений. Поскольку высшие гармоники индуктивных скоростей в основном зависят от структуры вихревого следа, в качестве первого приближения можно использовать среднее для заданной силы тяги значение циркуляции. Миллер обнаружил, что гармоники нагрузок сильно зависят от шага винтовых поверхностей, и предположил, что для расчета влияния концевого вихря, приближающегося к лопасти, требуются нелинейная вихревая теория и представление лопасти несущей поверхностью. Он ввел также концепцию полужесткого следа, каждый элемент которого имеет вертикальную скорость, равную скорости протекания в соответствующей точке диска винта в момент схода этого элемента с лопасти. [c.665]

В теории винта для описания вихревого. следа используется ряд моделей. Модель следа, все элементы которого переносятся с одной и той же средней скоростью, называется линейной или жесткой. Если входящая в состав скорости переноса каждого элемента индуктивная скорость берется равной ее значению в точке диска винта в момент схода этого элемента, то получающийся след называется полу-жестким. Возможно, что после того, как угол ф превысит 2n/N (т. е. элемент вихря приблизится к следующей лопасти), было бы точнее вводить в состав скорости переноса среднюю по диску винта индуктивную скорость. Если каждый элемент вихря переносится с местной скоростью потока, в которую входит индуктивная скорость, вызываемая самим следом, то след деформируется (относительно идеализированного линейного следа), и тогда его называют свободным или нежестким. Деформация следа может быть определена как расчетом, так и экспериментально. При использовании в расчетах формы вихрей, взятой из эксперимента, часто говорят, что модель вихрей имеет предписанную форму. [c.673]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...