Реакции во вращающейся системе координат

РЕАКЦИИ ВО ВРАЩАЮЩЕЙСЯ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ [c.530]

Здесь учтено возмущение скорости протекания 1- -2вт — Wn = — п)- Реакция на изменение общего шага 6о и на вертикальные порывы ветра совпадает с реакцией угла взмаха лопасти во вращающейся системе координат. Ответное изменение угла конусности на вертикальное движение вала зависит как от инерционных, так и от аэродинамических сил, и передаточная функция имеет действительный отрицательный [c.567]

Параметр Л определяет связь продольной и поперечной реакций махового движения. В этих формулах множители у в большинстве членов сокращаются — свидетельство того, что реакция махового движения определяется в основном равновесием аэродинамических сил. Исключение представляет третий член, выражающий равновесие кориолисовых сил, вызванных угловой скоростью вала, и аэродинамических, обусловленных маховым движением. Управление циклическим шагом создает аэродинамический момент в плоскости взмаха, входящий в формулы коэффициента Mq. Первая гармоника циклического шага с коэффициентом 0и создает на диске винта поперечный аэродинамический момент. Несущий винт реагирует с запаздыванием по фазе 90° (этот угол меньше, если Л >0), т. е. продольным наклоном плоскости концов лопастей. Изменения угла атаки вследствие махового движения во вращающейся системе координат, определяемого продольным наклоном пло- [c.572]

Таким образом, при отклонении плоскости управления пропорционально наклону гироскопа реализуется управление с запаздывающей обратной связью по угловым скоростям тангажа и крена вертолета, что сильно улучшает характеристики управляемости. Отметим, что такой закон управления обусловлен наличием демпфирования гироскопа Свр во вращающихся осях. Механическая система во вращающихся осях реализует одну и ту же обратную связь по тангажу и крену. Если же демпфирование гироскопа во вращающейся системе координат отсутствует (Свр = 0), то низкочастотная реакция гироскопа на изменение углов тангажа и крена равна [c.778]

Это означает, что гироскоп реагирует на приложенные моменты, если во вращающейся системе координат имеется демпфирование. Без демпфирования реакция составляет [c.779]

Таким образом, система управления с обратной связью по моменту на втулке уменьшает прямую реакцию несущего винта на отклонение управления, движения вала и порывы ветра. Парирование влияния порывов ветра и в общем уменьшение устой-чивости по скорости желательны. При полете вперед также уменьшается неустойчивость несущего винта по углу атаки, что существенно улучшает продольную управляемость вертолета. Реакция на непосредственное изменение циклического шага уменьшена, но винтом можно управлять, прикладывая моменты к гироскопу. Обратная связь по моменту на втулке уменьшает демпфирование угловых перемещений несущего винта, но она также уменьшает реакцию на угловую скорость поворота вала, которая связывает продольное и поперечное движения. При наличии демпфирования во вращающейся системе координат гироскоп создает обратную связь по угловым скоростям тангажа и крена, заменяющую демпфирование несущего винта. Характеристики винта с обратной связью по моменту на втулке подобны характеристикам бесшарнирного винта. Обратная связь уменьшает реакцию винта на внешние возмущения и сами силы на несущем винте, обусловленные движением вертолета (а также устойчивость по скорости и неустойчивость по углу атаки), но обеспечивает демпфирование угловых перемещений, заменяющее демпфирование от несущего винта. Если обратная связь по моментам реализуется на бесшарнирном винте, то основным дополнительным соображением является выбор угла опережения управления в контуре обратной связи. Угол должен быть таким, чтобы продольное и поперечное движения вертолета и реакция на отклонение управления не были связанными. При большом коэффициенте усиления, желательном для улучшения характеристик системы, может оказаться недостаточным учет только низкочастотных (т. е. статических) реакций винта и гироскопа. Более того, при высоком коэффициенте усиления [c.781]

Стабилизирующий стержень вертолетов фирмы Белл , применяемый на двухлопастных несущих виптах с общим ГШ, представляет собой двуплечий гироскоп, установленный на втулке под прямым углом к лопастям. Динамика винта и гироскопа описывается дифференциальными уравнениями с периодическими коэффициентами, но низкочастотные реакции аналогичны описанным ранее (см. разд. 12.1.5). Плечи гироскопа соединены с поводками лопастей, при этом производится механическое суммирование отклонений гироскопа и отклонений управления от автомата перекоса. Имеется механическое демпфирование во вращающейся системе координат между гироскопом и валом винта. Таким образом, стабилизирующий стержень, как было показано выше, создает запаздывающую обратную связь по угловым скоростям тангажа и крена вертолета. Соответствующая система механически проста. Однако в каналах тангажа и крена реализуется одна и та же обратная связь, что нельзя признать удовлетворительным, поскольку момент инерции по крену меньше, чем по тангажу. В работе [М.122] показано, что стабилизирующий стержень эквивалентен запаздывающей обратной связи по угловой скорости для низких частот. В работе [S.128] эта система рассматривалась и сравнивалась с другими, включая систему с обратной связью по моменту на втулке. [c.782]

Если кольцо сделать неподвижным, то получим математический маятник. Пусть кольцо вращается с постоянной угловой скоростью Q вокруг неподвижного диаметра. Во вращающейся вместе с кольцом системе координат помимо силы F на материальную точку будут действовать силы инерции. Исследуем их влияние. Очевидно, что кориолисова сила инерции будет перпендикулярна плоскости кольца. Она полностью компенсируется реакцией связи. Сила F и переносная сила потенциальны. Применив теорему 3.13.3, найдем силовые функции [c.278]

Маховое движение лопасти несущего винта играет главную роль почти в любом аспекте динамики вертолета. Гл. 5 в основном была посвящена установившемуся маховому движению при полете вперед. Здесь мы будем рассматривать динамические ха-рактеристки махового движения, т. е. собственные значения во вращающейся и невращающейся системах координат, а также изменение махового движения под действием управления, порывов ветра и движения вала винта. Кроме того, будут подвергнуты анализу реакции втулки при движении вала с учетом динамики махового движения. Полученные уравнения затем будут использованы в гл. 15 при исследовании устойчивости и управляемости вертолета. Принимая вал неподвижным, можно рассматривать одну лопасть с одной степенью свободы во вращающейся системе координат. Если исследуется движение несущего винта в целом, то принимаются во внимание N степеней свободы, по одной для каждой лопасти. [c.554]

Анализ реакций стационарных систем намного проще, чем для периодических систем, и может выполняться более эффективными методами. Поэтому интересно выяснить возможность удовлетворительного описания динамики винта уравнениями с постоянными коэффициентами. Такое описание всегда будет приближенным, поскольку оно в принципе не может полностью моделировать поведение периодической системы. Из рассмотрения вышеприведенных формул для моментов в плоскости взмаха можно сделать вывод о том, что аппроксимацию с постоянными коэффициентами следует вводить в невращающейся системе координат. Если усреднить значения аэродинамических коэффициентов во вращающейся системе, то влияние полета вперед фактически учтено не будет (за исключением того, что увеличится порядок в выражении для Me). Усредненные коэффициенты в невращающейся системе координат включают некоторые высшие гармоники коэффициентов во вращающейся системе. Используя результаты, приведенные выше для трех- [c.525]

Выражения для сил и моментов у комля в предыдущих разделах были получены в виде линейных функций степени свободы лопасти во вращающейся системе кординат. На режиме висения, для которого аэродинамические коэффициенты в этих выражениях постоянны, операторы суммирования при определении полных реакций втулки применяются только к степеням свободы лопасти. Для этого случая суммирование легко выполняется с использованием выражений для степеней свободы в невращающей-ся системе координат. Отсюда следует, что на режиме висения сила тяги и крутящий момент зависят только от общих степеней свободы лопастей (угла конусности и среднего угла качания лопастей). В результате имеем [c.535]

Если демпфирование отсутствует как во вращающейся, так и в невращающейся системе координат, то точное выражение для реакции гироскопа имеет вид [c.778]

Рассмотрим материальную точку, находящуюся на поверхности Земли. В системе координат, связанной с вращающейся вокруг воей оси Землей, на точку будут действовать сила притяи ения к тентру Земли, которую обозначим через та, сила Кориолиса от тереносного ускорения w, направленная от оси вращения Земли (рис. 177), и сила реакции (на чертеже не указана). Обозначая ерез д геоцентрическую широту местности, получим силу инерции DT переносного ускорения [c.289]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...