Автоколебания в самолете

Примером такой системы являются автоколебания крыла самолета в воздушном потоке. Длинная гибкая опора позволяет крылу перемещаться вверх и вниз как жесткому целому (таким же образом движется и стержень полукруглого сечения) это движение соответствует первой степени свободы. Движение, соответствующее второй степени свободы, - это поворот крыла вокруг своей оси, сопровождающийся деформацией тонкой листовой пружинки при таких колебаниях изменяется наклон крыла относительно набегающего потока. Система имеет и другие степени свободы (так, крыло может перемещаться параллельно потоку), но они не играют существенной роли. При достаточно высокой скорости потока крыло совершает вертикальные колебания, и одновременно происходят изменения угла наклона крыла относительно набегающего потока (угла атаки). Это пример классического флаттера-движения, происходящего с двумя степенями свободы. [c.170]

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]

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]

Особенно опасными являются автоколебания, вызывающее неограниченный рост амплитуды, так как обычно они приводят к быстрому разрушению механизмов, машин и сооружений (аварии мостов, самолетов). Ограничение амплитуды автоколебаний может быть достигнуто за счет обеспечения равенства подводимой и рассеиваемой энергии (например, за счет демпфирования). В этом случае автоколебания являются устойчивыми незатухающими колебаниями и при слабом демпфировании их можно рассматривать как свободные. [c.97]

Летные испытания самолета проводятся для определения величин перегрузок и уточнения распределения воздушной нагрузки, выяснения распределения поля температур, исследования напряженного состояния отдельных частей конструкции в летных условиях, изучения условий возникновения и природы автоколебаний и для других целей. Показания приборов в полете записываются различными самопишущими приборами, установленными на самолете, или передаются на землю по каналам телесвязи. Например, для измерения перегрузок служит прибор, называемый акселерометром. [c.99]

Периодические движения различных деталей двигателей, станков и других машин и механизмов приводят, независимо от характера внешних сил, к возникновению периодически изменяющихся инерционных усилий, действующих как на сами движущиеся детали машины или механизма, так и на станины, фундаменты или конструкции, связанные с машиной. Эти инерционные усилия рассматриваются как внешние при определении внутренних усилий взаимодействия между частицами тела. Внешние силы, действующие на детали или на конструкцию в целом, также могут изменяться периодически так действует давление горючей смеси на поршень, стенки и дно цилиндра в двигателях внутреннего сгорания, сопротивление штампуемой массы на рабочие органы штамповочных машин и молотов и т. п. Колебания, приводящие к появлению периодически меняющихся напряжений, могут возникнуть вследствие взаимодействия упругого тела с окружающей средой крыло самолета, лопатка турбины, гребной винт судна, движущиеся поступательно относительно жидкой или газообразной среды, приходят при некоторых условиях в колебательное движение вследствие автоматического изменения угла атаки, инициируемого сопротивлением среды при наличии восстанавливающих упругих усилий колеблющегося тела. К такому типу движений, входящих в класс так называемых автоколебаний, относятся и колебания мостов, мачт, градирен, проводов в воздушном потоке. Периодически изменяющиеся напряжения в телах могут возникнуть также при периодическом изменении температурных и лучевых полей. [c.288]

Первоначально термином шимми было названо явление, состоящее в возникновении интенсивных колебаний передней подвески автомобиля при достижении им достаточно больших скоростей движения. Позднее аналогичные колебания были обнаружены у самолетного шасси и также стали именоваться шимми. Подлинная теория шимми начинается с тогО момента, когда было понято, что шимми представляют собой автоколебания, поддерживаемые за счет энергии движения автомобиля или самолета. Впервые в четкой форме эта мысль была высказана Б. А. Глухом (1937). [c.178]

Введение. Очень многие явления и многочисленные практически важные устройства целесообразна объединить в отдельный класс — класс автоколебательных систем. Общей чертой этих систем является их способность совершать автоколебания , т. е. такие колебания, период и амплитуда которых в течение долгого времени могут оставаться постоянными и пе зависят от начальных значений (если не для всей плоскости, то во всяком случае для целой области начальных значений), а определяются свойствами самой системы. К числу классических автоколебательных систем относятся, например ламповый генератор, часы, паровая машина, звонок, духовые и смычковые инструменты и т. д. Автоколебания возникают в передней подвеске автомобиля ( шимми ), у самолета при полете ( флаттер ) и т. д. В различных реальных автоколебательных системах автоколебания играют разную роль. В одних системах автоколебания являются основой этого устройства (ламповый генератор, транзистор, часы, смычковые и духовые инструменты и т. д.), и поэтому реальные параметры подбираются так, чтобы автоколебания имели место, в других — они вредны (шимми, флаттер, колебания в различных регулирующих устройствах), и поэтому реальные параметры, если это возможно, нужно брать такими, чтобы автоколебания отсутствовали. Кроме того, в автоколебательных системах может существовать не один, а несколько стационарных режимов — равновесных (состояний равновесия) и автоколебательных с различными периодами и амплитудами,— которые устанавливаются в зависимости от того, из какой области фазового пространства берутся начальные значения и каковы значения параметров, входящих в систему. Однако всегда один и тот же режим устанавливается для целой области начальных значений. Типичной чертой автоколебательных систем является то, что незатухающие колебания — автоколебания — возникают в них аа счет непериодического источника энергии (напряжение, которое создает анодная батарея в ламповом гене- [c.217]

Из многочисленных публикаций, посвященных изучению потери устойчивости, приводящей к продольным автоколебаниям корпуса, в частности, следует, что это явление наблюдалось в процессе леткой отработки большинства крупных ракет. По мере накопления опыта проектирования и летной отработки ракет-носителей стало ясно, что склонность к потере продольной устойчивости столь же типична для подобного рода объектов, как, например, флаттер для скоростных самолетов. [c.3]

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]

Для устранения автоколебаний в системе автопилот — самолет в автопилотах применяется жесткая обратная связь. Обратная связь обеспечивает порцию отклонения руля, пропорциональную входному сигналу, после чего руль останавливается. При этом закон регулирования автопилота имеет вид по курсу бф = по крену по тангажу б = fegA , [c.371]

Автоколебания — один из самых распространенных видов свободных нелинейных колебаний неконсервативных систем. Часто ими пользуются для создания автоматически действующих незатухающих колебательных систем, как, например, в часах, поршневых двигателях, музьшальных духовых язычковых и смычковых струнных инструментах. Еще чаще автоколебания, возникающие во многих аппаратах и механизмах, оказываются вредными для нормальной работы, а иногда даже и целости последних. Таковы, например, автоколебания в системах автоматического регулирования. Последние уже по самому устройству своему сходны с автоколебательными системами, так что почти всегда при конструировании регуляторов приходится принимать специальные меры к устранению условий, при которых возможно возникновение автоколебаний. Весьма опасными являются автоколебания крыльев и хвостового оперения самолета — флаттер, — возникающие при определенных скоростях полета и приводящие иногда к полному разрушению самолета и его гибели. Много примеров автоколебательных систем приведено в прекрасной книге А. А. Харкевича Автоколебания [53], чтение которой может служить введением в общую теорию автоколебаний . [c.523]

Ко второму виду динамических испытаний относится определение форм и частот как собственных, так и вынужденных колебаний частей самолета для последующего уточнения расчетов критических скоростей автоколебаний и устранения возможных резонансов, а также испытания в аэродинамических трубах динамически подобных моделей для уточнения критических скоростей. Динамические испытания проводятся в специальных лабораториях, а показания при испытаниях измеряются осциллографами с применением электротензодатчиков различного типа. [c.99]

Предыдущий метод часто сочетается с геометрическим представлением процессов с помощью фазовых траекторий и общим анализом расположения этих траекторий. При этом существенной частью анализа является исследование зависимостей между координатами точек входа фазовых траекторий в каждую из областей фазового пространства и координатами точек выхода их из этой области. Этот метод, называемый методом точечных преобразований, был создан и применен к ряду задач А. А. Андроновым и его школой [4. 5], Для исследования устойчивости и нахождения автоколебательных режимов систем с любыми нелинейностями удобным приближенным приемом является метод эквивалентной линеаризации, впервые примененный к одной из задач регулирования скорости А. И. Лурье [59 ] и подробно разработанный Л. С. Гольдфарбом [28 ]. Тот же метод был применен несколько ранее В. А. Котельниковым [52] к задаче об автоколебаниях самолета с автопилотом. Связь этого метода с общими исследованиями нелинейных уравнений, произведенными А. Пуанкаре [124], была установлена Б. В. Булгаковым [10, 11], [c.154]

Однако, автоколебания могут играть и негативную роль, начиная от безобидных колебаний деталей кранов водопроводных систем, ревущих при достаточном напоре воды, до опасных колебаний крыльев самолетов, получивших название флаттер . В ноябре 1940 г подвесной мост через реку Такома в США разрушился из-за крутильных автоколебаний, возникших под действием дувшего вдоль реки ветра. [c.46]

Особый вид потери динамической устойчивости переднего колеса трехколесного шасси самолета, приводящий к опасным автоколебаниям его при движении самолета по земле, получил название шимми . В работе М. В. Келдыша была вскрыта природа этого явления и даны теоретические основы для разработки практических методов борьбы с ним. В дальнейшем исследования шимми велись В. С. Гоздеком и [c.305]

Для существующих авиационных ГТД вводятся также нормы допустимых запасов по автоколебаниям лопаток первых ступеней компрессора. Они устанавливаются в целях проверки еибрацион-ной прочности лопаток и контролируются в процессе испытаний самолета и его силовой установки. При необходимости и в этом случае могут быть введены ограничения по допустимым в условиях [c.100]

По выражению испытателя, самолет буквально барахтался в небе . Налицо была неустойчивость и склонность самолета к автоколебаниям. А-12 раскачивался по всем трем осям так, что летчик уже не чаял благополучно приземлиться. Тем не менее Шальку все же удалось посадить самолет, благо Грум-Лейк представляет собой высохшее озеро, на котором можно осуш ествлять прерванный взлет без особых проблем В этом полете система повышения устойчивости не работала, а сам полет представлял собой скорее скоростную рулёжку с кратковременным отрывом машины от земли. Полноценный полет состоялся на следуюш ий день и продолжался 35 минут. Система повышения устойчивости исключила автоколебания по всем каналам управления. Прекрасный взлет, прекрасная посадка ,—отметил в своем дневнике Джонсон. [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...