Аэродинамика сечения лопасти

АЭРОДИНАМИКА СЕЧЕНИЯ ЛОПАСТИ [c.510]

Рис. 11.1. Аэродинамика сечения лопасти.

Одновременно с указанным упрощением пренебрегается обратным обтеканием и членами с/ и Полученные формулы для сил в сечении лопасти выражают основные закономерности аэродинамики несущего винта и в то же время допускают аналитическое интегрирование. [c.514]

Основным критерием возникновения срыва на лопасти служат значения углов атаки или коэффициентов подъемной силы (рассматриваемые непосредственно либо представленные посредством эквивалентных параметров). Влияние срыва на винте заметно проявляется в тех случаях, когда на значительной части диска винта углы атаки сечений лопастей превысят критические углы для профилей. Расчет границ летных режимов винта на основании такого критерия является сложной задачей. Углы атаки изменяются по диску винта неравномерно, и их трудно рассчитать с удовлетворительной точностью, особенно для экстремальных режимов полета. Кроме того, на вращающейся лопасти срыв представляет собой более сложное аэродинамическое явление, чем на профиле крыла. Поэтому используемые для него критерии имеют эмпирическую основу. Срыв может диагностироваться на основе значений обобщенных характеристик работы винта, например параметров Ст/а и i. Если срыв охватывает лишь ограниченную часть диска винта, то предпочтительны более частные критерии. Установлен ряд таких критериев, в которых используется значение угла атаки сечения лопасти в некоторых критических точках диска винта. Однако лучше производить детальный расчет аэродинамических нагрузок лопастей при заданных условиях полета, используя описанную в гл. 14 схему определения сил при срыв-ном обтекании сечений. Но даже столь полный анализ, учитывающий упругие свойства лопастей, пока не дает адекватного представления о срыве, поскольку наши знания в этой области аэродинамики лопасти еше недостаточно полны. [c.796]

Аэродинамика. На всех режимах полета обороты ротора остаются почти постоянными (для обычных конструкций — 150— 160 об/мин.). Благодаря вращению ротора даже при больших углах атаки его, измеряемых между потоком и плоскостью, перпендикулярной к оси вращения, сечения лопастей работают па малых углах атаки. Отношение поступательной скорости к окружной скорости конца лопасти Я меняется от О при вертикальном спуске до значения 0,5—0,7 при максимальных скоростях. Т. о. даже при максимальной скорости полета внешняя половина лопасти, движущейся назад, находится в условиях нормального обтекания. Ь стана-вливаясь в каждый данный момент по равнодействующей всех сил, лопасти совершают маховое движение относительно оси горизонтального шарнира. Описываемый лопастями конус, т. н. тюльпан , симметричен лишь при вертикальном спуске. При поступательном движении А. несимметрия скоростей в плоскости вращения (у лопасти, к-рая идет по движению аппарата, относительная скорость больше, чем у идущей против движения) вы- зывает несимметрию сил. Ось конуса наклоняется назад и в сторону. Т. о. полная аэродинамич, реакция ротора имеет 3 компонента тягу, направленную по оси вращения, продольную силу, перпендикулярную к ней и лежащую в направлении движения, и боковую силу, направленную в сторону лопасти, идущей вперед. Для компенсации этой последней в конструкциях А. ось ротора наклоняется несколько в противоположную сторону (на 1—2 ). Для выявления причины авторотации ротора рассмотрим силы, действующие иа [c.61]

В азимутах = 0° и <]>= 180° обтекание сечений лопасти будет происходить только за счет окружной скорости шг. Поле скоростей для этих азимутальных положений симметрично, и встречный поток воздуха за счет движения всего вертолета будет направлен вдоль лопасти и рассмотрение его влияния с точки зрения ее аэродинамики интереса не представляет. [c.35]

При решении задачи будем исходить из того, что некоторые геометрические параметры лопасти, а именно - размеры и форма поперечных сечёний и углы крутки - определены требованиями аэродинамики и акустики и не подлежат изменению. Примем в качестве корректируемых параметров поступательные смещения расчетных сечений лопасти по нормалям к их хордам. Обозначим эти смещения Уу. (i = 1,2,---,Л ), где N - число расчетных [c.139]

Соответственно принятому в аэродинамике несущего винта разделению понятий аэродинамических поверхностей — лопасти винта и поверхности, ометаемой винтом при его вращении — необходимо разграничить понятие угла атаки сечения лопасти и угла атаки всего несущего винта. [c.59]

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]

Первый метод расчета лопастей поворотнолопастной турбины, основанный на гипотезе цилиндрических сечений, был создан на основе развиваюш,ейся прикладной аэродинамики и заключался в использовании для определения возникаюш,их на лопастях сил теоремы Н. Е. Жуковского о подъемной силе на крыле. Этот метод, названный методом подъемных сил, был использован Н. Е. Жуковским и его учениками еще в 1910—1914 гг. для расчета лопастей гребных винтов, винтов самолетов и крыльев ветряков. Дальнейшее развитие метод подъемных сил получил в работах Г. Ф. Проскуры. Расчет лопастей по этому методу сводился к подбору из атласа для каждого цилиндрического сечения аэродинамического профиля, который по своим характеристикам (коэффициенты подъемной силы Су и профильного сопротивления J, найденным путем продувок в трубе, удовлетворяет заданным условиям. [c.167]

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]

Некоторые усовершенствования теории сохраняют возможность аналитического определения характеристик. Например, если коэффициент сопротивления сечения задать в виде Са = = So + Si t + то расчет профильной мощности будет уточнен и в то же время соответствующие интегралы можно найти аналитически. Но получаемые формулы оказываются все-таки весьма сложными, и потому результаты часто представляют в виде графиков характеристик, построенных для какого-либо типичного винта. Вследствие сложности аэродинамики несущего винта большинство методов расчета характеристик, кроме тех, которые основаны на простейших формулах, сопряжено с большим объемом вычислений. Поэтому результаты таких расчетов удобно и экономично представлять в виде графиков или таблиц характеристик. Если использовать быстродействующие ЦВМ, то численный анализ характеристик практически приемлем и для конкретных винтов. Такой анализ необходим, когда в нем учитываются многие конкретные особенности данного винта, такие, как форма лопасти в плане и набор ее профилей. [c.288]

Распределение углов атаки по диску винта и, следовательно, проявление срыва зависят от неравномерности поля скоростей протекания (см. примеры в разд. 13.2). Учет такой неравномерности позволяет более полно исследовать картину обтекания лопасти при больших нагружениях. Обычно индуктивные скорости в концевой части отступающей лопасти больше средней по диску винта, что ограничивает углы атаки на конце лопасти. Поэтому зона срыва сдвигается в сторону комля и переходит в третий квадрант, особенно в случае малозакрученных лопастей. Неравномерность скоростей протекания сказывается также в увеличении максимальных углов атаки на диске и увеличении скорости изменения а перед наступлением срыва. Поэтому мнение о том, что 1,270 — это максимальный угол атаки сечений при полете вперед, не вполне справедлив. Области срыва, полученные расчетом при постоянной скорости протекания, плохо согласуются с данными экспериментальных исследований. Однако важность учета неравномерности скоростей протекания при детальном изучении аэродинамики винта не обесценивает критериев срыва, основанных на элементарных, полученных при постоянной скорости протекания параметрах типа ai,270- Такие критерии основаны на связи между значе- [c.797]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...