Флаттер крутильный

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]

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]

Решетчатый флаттер [59, 65] возникает при обтекании решетки рабочего колеса. Характер обтекания каждой лопатки и силы, действующие на нее, зависят от движения остальных лопаток. Этот вид флаттера является наиболее опасным, так как может возникнуть при углах атаки а < кр- На решетчатый флаттер существенное влияние оказывает акустический резонанс в решетке [65]. Для повышения устойчивости решетки и уменьшения дестабилизирующего влияния связности применяется динамически неоднородная решетка, в которой стоящие рядом лопатки имеют разную частоту собственных колебаний [50]. Для узких бандажированных лопаток, где наиболее опасным является крутильный флаттер, наиболее устойчивая решетка получается при расположении бандажных полок на расстоянии, равном 0,8 длины лопатки от места ее заделки [21]. [c.263]

Простейшей моделью флаттера является система с двумя степенями свободы. Физически этой модели соответствует профиль крыла, имеющий поступательную (поперечную относительно потока) степень свободы у и вращательную в. К этой же модели приводятся изгибно-крутильные колебания упругого крыла н колебания управляемого стабилизатора при схематизации его абсолютно жестким телом, имеющим упругое крепление относительно двух осей физической оси вращения и перпендикулярной ей оси, проходящей по борту фюзеляжа (см. п. 9). Математическая модель колебаний в потоке профиля определяется следующими параметрами (рис. 8) массой т моментом инерции относительно центра масс / смещениями центра жесткости н угла поворота относительно вектора скорости набегающего потока у а в. [c.491]

Флаттер лопаток изгибно-крутильный 263 [c.543]

На рис. 8.17 представлен характер изменения частот колебаний модели крыла II в зависимости от безразмерной скорости набегающего потока Щ. Флаттеру крыла соответствует критическая скорость в окрестности слияния двух ветвей частотной диаграммы, отвечающих чисто изгибным и чисто крутильным формам колебаний [9,92]. [c.197]

В работе [L.16] путем испытаний модели винта в аэродинамической трубе исследовалось влияние на срыв таких параметров, как сужение и крутка лопасти, вогнутость профилей сечений, собственная частота крутильных колебаний лопасти и число лопастей винта. Измерялись аэродинамические характеристики винта, колебания лопастей и положения точки отрыва пограничного слоя. Оказалось, что изменение скорости роста Ст/о, маховое движение лопастей и переменные напряжения лопасти в плоскости хорд указывают на приближение срыва не хуже, чем положение точки отрыва пограничного слоя на лопасти. Установлено, что срыв начинается на стороне отступающей лопасти при 260° < ф < 330° на радиусе r 0,75R. С ростом Ст/а начало зоны срыва перемещается к азимуту ф = 180°, а конец этой зоны отходит назад, на азимут ф = 20°. При умеренной подъемной силе точка отрыва пограничного слоя на лопасти быстро перемещается от задней кромки к передней. При большой подъемной силе отрыв пограничного слоя происходит вблизи передней кромки и связан, по-видимому, со сходом пелены вихрей при срыве. При заданной скорости полета наступление срыва в первую очередь зависит от силы тяги несущего винта, а не от значений общего и циклического шагов, обеспечивающих требуемую подъемную силу. Значение Ст/а, при котором начинается срыв (срывное значение), уменьшается с ростом i. Использование суживающихся лопастей и вогнутых профилей существенно улучшает срывные характеристики винта, увеличивая срывное значение Ст/а и улучшая летные характеристики при срыве. Уменьшение жесткости на кручение отодвигает начало срывного флаттера, но изменение крутки, частоты крутильных колебаний и числа лопастей практически [c.819]

Рис. 1.2.4. Различные формы флаттера 1 — изгибно-крутильная

Проводится расчет лопасти на крутильно-маховой флаттер. Необходимый запас по эффективной центровке па заданной скорости полета обеспечивается корректировкой массы противовеса. Если расчетные напрял ения превышают допустимые, корректируют моменты инерции сечения лопасти, [c.57]

Два вида флаттера. Соответственно двум видам колебаний различают и два вида флаттера маховый (или крутильно-маховый) и изгибный (или изгибно-крутильный). Для существующих вертолетов более вероятным и опасным является маховый флаттер, возникающий в результате определенного сочетания маховых движения и вращения лопасти относительно осевого шарнира. [c.116]

Вычисления показывают, что, удерживая в рядах (17) по одному первому члену, мы получаем качественно удовлетворительные результаты. Изгибно-крутильный флаттер поддерживается, следовательно, благодаря взаимодействию основных форм изгибных и крутильных колебаний. На критическую скорость существенное влияние оказывает соотношение между парциальной собственной частотой изгибных колебаний и парциальной собственной частотой крутильных колебаний. В зависимости от соотношения параметров критическая скорость флаттера может оказаться как меньше, так и больше критической скорости дивергенции. [c.478]

Уравнения 354, 355 Изгибно-крутильный флаттер тонких крыльев 469, 477, 478 [c.551]

Флаттер изгибно-крутильный 469, 477, 478 [c.553]

Флаттер крыльев тонких изгибно-крутильный 469, 477, 478 —— оболочек — Скорости критические минимальные 498 — Уравнения исходные 489, 490 —- оболочек цилиндрических круговых — Возникновение 497 — Скорости критические 494—497 — Скорости критические минимальные 498— 501 — Указания библиографические 501 — Уравнения и их решение 489—491 [c.567]

Изгибно-крутильный флаттер крыла. Подстановка в уравнения (12) выражений [c.477]

В 1937 г. была установлена теоретическая основа моделирования в аэродинамических трубах изгибно-крутильного флаттера крыла в несжимаемом потоке этим давались правила построения динамически подобной в смысле флаттера модели (Л. С. Попов). [c.306]

С другой стороны, как это видно из рис. 6.22 [6.71], некоторые типы сооружений (например, модель висячего моста со сквозными фермами) обладают такими свойствами, что коэффициенты А1 (характеризующие демпфирующие свойства сооружения при кручении) меняют свой знак от отрицательного к положительному при возрастании значений приведенной скорости ветра ШпВ (где п — со/2я). В результате независимо от наличия коэффициентов, характеризующих взаимодействие между формами колебаний, крутильные колебания, соответствующие системе с одной степенью свободы, становятся неустойчивыми и приводят к возникновению (вследствие отрицательного суммарного демпфирования) самовозбуждающихся колебаний типа флаттер. Следовательно, флаттер системы с одной степенью свободы в чистом виде и флаттер системы с одной степенью свободы, приводимый в действие указанным выше механизмом, могут иметь место в случаях, когда изменение Л2 происходит описанным выше образом. [c.186]

А — граница помпажа В — линия рабочих режимов 7 — срывной флаттер на положительных углах атаки 2 — сверхзвуковой срывной флаттер 5 — сверхзвуковой крутильный флаттер 4 — сверхзвуковой несрыв-ной флаттер 5 — флаттер запирания 6 — ерывной флаттер на отрицательных углах атаки [c.141]

К. к. возникают в разнообразных упругих системах в нек-рых случаях возможны совместные колебания с разл. видами деформации элементов системы, наир, изгибно-крутильные колебания. Так, при определ. условиях полёта под действием азродинамич. сил иногда возникают самовозбуждающиеся изгибно-крутильные колебания крыла самолёта (т, н, флаттер), к-рые могут вызывать разрушение крыла. [c.531]

Изгибно-крутильный (классический) флаттер может возникнуть при сильно закрученных лопатках в связи с тем, что в области максимальной угловой частоты вращения происходит сближе1ше частот свободных колебаний первой крутильной и второй изгибной форм [75]. [c.263]

Существуют и другие подходы для определения критических параметров (в частности, скорости полета) на границе устойчивости. Для этого в уравнениях свободных колебаний (38) полагают Я, = ш и находят значения скорости, удовлетворяющие этим уравнениям. Критическую скорость флаттера можно также определить экспериментально в аэродинамической трубе на динамически подобной модели и в процессе летных испытаний летательного аппарата. В последнем случае прибегают к экстраполяции, чтобы по тенденции определяющих флаттер параметров с ростом скорости полета найти приближенно величину критической скорости флаттера. Возникновение флаттера связано с определенным тоном свободных упругих колебаний в потоке воздуха. Распределение деформаций по конструкции при потере устойчивости определяет комплексную форму колебаний флаттерного тона. В зависимости от преобладания амплитуд той или иной части ЛА и характера деформированного состояния различают виды флаттера. Например изгибно-крутильный флаттер крыла, изгибно-изгибный флаттер в системе стреловидное крыло — фюзеляж, изгибно-элеронный флаттер, рулевой флаттер и т. д. Для характеристик флаттера несущих поверхностей часто определяющее значение имеют различные грузы, размещенные иа них двигатели, подвесные баки с горючим, шасси. Существенными параметрами являются жесткости крепления этих тел на поверхности крыла. Вообще для флаттера принципиально важны параметры связаииости форм движения. Например, для совместных колебаний изгиба и кручения крыла такими параметрами являются координаты точек (линий) приложения сил аэродинамического давления, инерции и упругости. Смещение центра масс относительно оси жесткости вперед способствует стабилизации системы. Совмещение всех трех точек развязывает виды колебаний, и в этом случае флаттер невозможен. Это свойство обычно имеют в виду при динамической компоновке конструкции. Важными параметрами являются распределенные нли сосредоточенные жесткости. Последние характерны для органов управления [c.490]

Для анализа подобия и моделирования изгибно-крутильного флаттера прямого консольно-защемленного крыла, колеблющегося в несжимаемом потоке, воспользуем ся расчетной моделью, описывающей возмущенное движение для системы с распределенными параметрами. В этом случае дифференциальные уравнения для определения критической скорости флаттера имеют вид [c.194]

Рис. 8.17, Характер частотной диаграммы при моделираваиии изгибно-крутильного флаттера крыла

Динамическая неустойчивость обшивки несущих поверхностей летательных аппаратов в потоке газа, называемая также панельным флаттером, отличается от флаттера крыла двумя существенными признаками. Если классический изгибно-крутильный флаттер может наблюдаться как при дозвуковом, таки при сверхзвуковом обтекании крыла, то панельный флаттер является типичным лишь для сверхзвукового потока. Кроме того, в силу конструктивных особенностей панелей каркаса, амплитуда автоколебаний обшивки в режиме флаттера оказывается ограниченной. Поэтому повреждения конструкции при флаттере панели имеют усталостную природу, в отличие от взрывоподобного, спонтанного разрушения, наблюдаемого при расходящихся автоколебаниях типа флаттера крыла. [c.198]

Традиционно под термином флаттер понимают аэроупру-гую неустойчивость, возникающую при совместных изгибно-крутильных колебаниях крыла. Применительно к вертолету флаттер относится к совместным маховому движению и крутильным колебаниям лопасти несущего винта. Часто этот термин распространяют на все случаи аэроупрУгой неустойчивости несущего винта, но в данном разделе будут рассмотрены только маховые и крутильные колебания. Классическая постановка задачи включает две степени свободы — взмах и поворот в ОШ жесткой лопасти шарнирного винта. Поскольку в системе управления лопастью наименьшую жесткость при кручении имеет проводка управления, указанная модель лопасти хорошо представляет ее динамику. Будем учитывать только основной тон махового движения с собственной частотой vp. Подробный анализ флаттера бесшарнирного винта обычно требует дополнительного учета движения лопасти в плоскости вращения. Вращение вызывает ряд явлений, которые делают флаттер лопасти сильно отличающимся от флаттера крыла. Центробежные силы связывают движение взмаха и кручение, если центр масс сечения не совпадает с осью ОШ. Повторное влияние вихревой системы винта на аэродинамические силы лопасти и их периодичность при полете вперед также имеет важное значение. [c.585]

НОЙ. Если используются средние значения коэффициентов во вращающейся системе координат, то скорость полета вперед сказывается только в увеличении Mq и те на величину порядка Таким образом, для правильного описания динамических характеристик махового движения необходимо усреднение коэффициентов в невращающейся системе координат. Аппроксимация с постоянными коэффициентами лучше всего описывает низкочастотные колебания несущих винтов с большим числом лопастей (разд. 12.1.1.2). Поскольку собственная частота установочных колебаний относительно высока, можно ожидать, что для изгибно-крутильного флаттера точное решение уравнений с периодическими коэффициентами будет требоваться чаще, чем для рассмотрения только махового движения. [c.594]

Флаттер двухлопастного винта с общим ГШ имеет особенности. На таком винте излом оси лопасти, необходимый для получения конструктивного угла конусности, может быть расположен на большем радиусе, чем подшипник ОШ. Увеличение в результате этого момента инерции лопасти относительно оси ОШ (см. разд. 9.4.2) неблагоприятно влияет на устойчивость изгибно-крутильных колебаний, снижая собственную частоту колебаний в ОШ при заданной жесткости управления. Айализ дивергенции и флаттера, данный в предыдущих разделах, применим и к двухлопастному винту (при vp = 1 для поворота в общем ГШ и частоте упругого тона, соответствующего изменению угла конусности). При полете вперед моменты на втулке, соответствующие нечетным гармоникам в периодических коэффициентах уравнений для Pi и 0], взаимно уничтожаются. [c.596]

Исследование срывного флаттера проводилось также в работе [Н.ЗО]. При больших углах общего шага получены установившиеся чисто крутильные колебания лопасти модели винта на режиме висения, причем частота колебаний была близка к СО0. Амплитуда колебаний возрастала с увеличением общего шага и зависела от приведенной частоты = o3e6/(0,75Qi ), так что максимум амплитуды имел место при значениях k от 0,2 до 0,5 в зависимости от величины общего шага. Такая частота соответствует максимальному отрицательному демпфированию при срыве. При измерении распределения давления по хорде установлено, что после достижения максимального угла атаки на всей верхней поверхности возникает большой пик разрежения, что и создает момент на пикирование, находящийся в одной фазе со скоростью изменения угла атаки, т. е. отрицательное [c.808]

Физика явлений флаттера ИВ аналогична явлениям, наблюдаемым при изгибно-крутильном и изгибно-элеронном флаттере крыла. [c.53]

Будучи упругим, крыло всегда слегка колеблется, так что шарнир поверхпости управления периодически двигается, даже если это пе видно невооруженным глазом. Это движение не является нежелательным, за исключением случая, когда частота новерхности управления становится равной частоте крыла. В этом случае возникает резонанс и как крыло, так и поверхность управления развивают значительные амплитуды колебаний. Читателю может быть интересно, что является источником относительно большой кинетической энергии этого сильного колебания. Это правда, что относительный воздушный ноток стремится ослабить изгибные колебания крыла, но колебания поверхности управления берут энергию из воздушного потока и возбуждают колебания крыла вместо того, чтобы гасить их. Этот пример отчасти унрош,еп, по он хорошо служит для демонстрации того, как прн определенной скорости или определенном диапазоне скоростей могут сугцествовать самовозбуждающиеся колебания. Реальные явления флаттера намного сложнее папример, резонансы возможны между любыми сочетаниями изгибпых и крутильных колебаний крыла и многими видами колебаний поверхпости управления. Флаттер является важной и трудной проблемой аэроупругости многие авиационные инженеры специализируются по ней. В каждой крупной авиакомпании есть подразделение, специально запимаюгцееся проблемой флаттера. [c.164]

Флаттер возникает при определенных условиях и приводит к резкому, опасному для прочности возрастанию амплитуды колебаний лопасти. Флаттер вызывает самоколебания. Они характерны тем, что переменная возмущающая сила, поддерживающая колебания, создается и управляется самим движением и зависит от него. У лопасти несущего винта такой силой оказывается дополнительная аэродинамическая сила, возникающая за счет изменения угла установки от закручивания лопасти при ее крутильных колебаниях. [c.115]

Крутильные колебания могут или ослаблять, или усиливать колебания в плоскости взмаха. В последнем случае имеют место самовозбуждающиеся из-гибно-крутильные колебания, получившие название флаттера. [c.116]

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]

Флаттер крыльев тонких нзгибио-крутильный 469, 477, 478 --оболочек — Скорости критические минимальные 498 — Уравпения исходные 489, 490 [c.567]

В 1938 г. были проведены летные исследования изгибно-крутильного флаттера крыла самолета МБР-2. Самолет был оснащен механическим возбудителем колебаний, и впервые в нашей стране была построена в полете кривая A=f V). Позднее, в 1940 г., тем же методом была предпринята летная проверка элеронного флаттера на самолете СБ (М. Л. Галлай, Л. И. Ройзман). [c.307]

Для пластинок наибольшее (результирующ,ее, полное) аэродинамическое сопротивление будет при углах атаки а ф 90° (см. рис. 3.19), например, для плоской квадратной пластинки при угле а 38°. Характерно, что при дальнейшем увеличении угла атаки полное сопротивление пластинки резко падает, что приводит к неустойчивости, т. е. к изгибно-крутильным колебаниям. В строительстве такие колебания будут наблюдаться у плоских и криволинейных сплошностенчатых конструкций при косом ветре. Подобные колебания крыльев самолета называют срывным флаттером. [c.106]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...