Méret: px

Megjelenítés indítása oldalról:

átirat

1 ETO: V.A. Grayvoronsky, A.G. Grebenikov I.N. Shepel, T.A. Gamanukha Egy közelítő módszer a National Aerospace University helikopter rotorlapátján eloszló normál aerodinamikai erők kiszámítására. NEM. Zhukovsky "KhAI" A ferde szakaszok hipotézise alapján a fő rotorlapáton elosztott erők meghatározásának kérdéseit figyelembe veszik, figyelembe véve az összenyomhatóságot és a nem-stacionaritást. Kulcsszavak: lapát, főrotor, helikopter. A vízszintes repülés során a rotorok körüli áramlás jellemzője a változó sebességek, csúszási szögek és a fő rotorlapát (HB) elemeinek ütési szögei. A hordozóvonal-séma alkalmazása, valamint az áramlás keresztirányú és hosszantira bontása a sík szakaszok hipotézisének felhasználása érdekében 8 m/s-ot meg nem haladó vízszintes repülési sebesség esetén lehetséges. ábrán a tárcsa hátsó részén elhelyezkedő lapát körüli áramlás spektruma µ =,46-nál látható, amiből az következik, hogy a lapát mentén a csúszási szögek jelentősen megváltoznak. ábra A rotorlapát körüli áramlás spektruma A rotorlapát körüli áramlás jellegét sugárban és azimutban alacsony repülési sebességnél a, a, nagy sebességnél a b ábra mutatja. A pengeszakaszok csúszási szögei több mint 5-ször különböznek egymástól. a ábra Sebességmezők a rotorlapát körül b 78

2 A táblázatban. az áramlás csúszási szögei a lapát közelében az 5 és 9 relatív sugaraknál különböző repülési sebességekhez vannak bemutatva azimutokon és 8 . Asztal. Áramlási csúszási szögek relatív sugaraknál V, km/h r =,5 r =, A vízszintes repülési sebesség növekedésével a fordított áramlási zóna befolyása is nő, ahol a csúszás is jelentős. Ha µ =, 4 sebességig a fordított áramlási zóna nem okoz jelentős változást az erők és nyomatékok nagyságában, akkor nagy sebességeknél ennek hatását kell figyelembe venni. A visszaáramlási zóna sugarának legnagyobb értéke a lapátszabályozás o figyelmen kívül hagyása nélkül a ψ = 7 azimutnak felel meg, és egyenlő r µ-val. Így a penge szakaszai áramvonalasak, folyamatosan változó irányú és nagyságú áramlással. Ez a körülmény azt eredményezi, hogy a pengeszakaszok jellemzőit a megfelelő sugáron lévő teljes sebességből kell kiszámítani, figyelembe véve az összenyomhatóságot és a nem-stacionaritást. A szakaszon a teljes sebességet a lapát forgása, a helikopter mozgása, a lapát csapkodó mozgása, a propeller induktív áramlása, valamint a lapát mentén tartó hosszirányú centrifugális mozgás határozza meg. A centrifugális áramlás a határréteg miatt következik be. Amint azt a numerikus számítások is mutatják, ennek az áramlásnak nincs jelentős hatása a penge körüli áramlásra. ábrán A 3. ábra lamináris és turbulens határrétegek diagramjait mutatja be. Turbulens határréteg esetén a radiális áramlás gyakorlatilag hiányzik a jelentős érintőleges erők miatt. Az x-koordináta egy pontot határoz meg egy húr mentén a kapcsolódó koordináta-rendszerben. Például x \u003d,5 m és ω \u003d 5 rad / s érték esetén a centrifugális erőből származó legnagyobb sebesség lamináris üzemmódban Vr \u003d,4 m / s, turbulensben pedig, ami valószínűbb, tíz alkalommal kevesebb, pl ez az áramlás figyelmen kívül hagyható. Rizs. 3. A sugárirányú sebességek megoszlása ​​a határrétegben: turbulens PS, lamináris PS 79

3 A határrétegben a sugárirányú áramlás oka lehet a nyomás eloszlása ​​a lapát mentén is. Ez a nagy terhelésű légcsavarok aerodinamikai terhelésének újraelosztásához vezethet. A kinematikai paraméterek meghatározásának alapsíkja a propeller konstruktív forgássíkja (4. ábra). Rizs. 4. ábra: A lapát melletti áramlás kinematikája a légcsavar szerkezeti forgási síkjában. 5. ábra. 5. A pengeszakasz sebességháromszöge A relatív sebességet a konstruktív forgási síkban az r sugárnál a W W (µ + υ) + r + (µ + υ) r sin(ψ) = kifejezés határozza meg. () A relatív sebesség függőleges komponense V y = λ r β. () Ekkor a teljes relatív sebesség a szakaszon (µ + υ) + r + (µ + υ) r sin(ψ) + λ + r β λ β = r Ezekben a kifejezésekben az ismert relatív paramétereket veszik: µ = V cos(α) ; λ = V sin(α) + υ ; β = a sin(ψ) b cos(ψ). in y. (3) Vízszintes repülésnél relatív indukált sebességek (4) 8

4 υ > ; υ<. Определение этих скоростей может проводиться численными y методами, например методом дискретных вихрей, либо на основании дисковых теорий. Индуктивные скорости изменяются по диску НВ. Наиболее простой закономерностью является II гипотеза Глауэрта, согласно которой υ y = υ i ср (+ k cos ψ); где k коэффициент, учитывающий влияние относительного радиуса; 4 µ r k = 3 ; (5) µ, + λ υ i ср средняя по диску индуктивная скорость. Значения υ i ср и υ можно определить по дисковой теории В.И. Шайдакова . Для больших скоростей полета среднюю по диску индуктивную скорость можно определить по формуле CТ υi =, (6) ср 4 ξ µ где ξ коэффициент, учитывающий перетекание: ξ =,9,94. Параметры a,b,α в определяют в процессе аэродинамического расчета . Угол отклонения от оси х набегающего на сечение потока можно определить в зависимости от ψ согласно табл.. Угол атаки в текущем сечении это угол между хордой сечения лопасти и вектором скорости на бесконечности: () λ r β α e = ϕe cos δ + arctg (µ + υ) + r + (µ + υ) r sin(ψ). (7) Угол установки сечения ϕ e зависит в общем случае от крутки лопасти и управления АП и РВ. Его можно определить по конструктивным и балансировочным параметрам: где ϕσ ϕe = ϕ,7 + B sin r k, D коэффициенты РВ и АП; (7, r) k a + k a cos(ψ) D δ (ψ) δ балансировочный угол отклонения АП в горизонтальном полете. B, (8) Расчет усилий на лопасти с учетом пространственного характера обтекания будем проводить по гипотезе "косых" сечений, т.е. несущим профилем лопасти считается сечение по местной скорости подходящего к лопасти потока. Определение геометрии таких сечений весьма затруднительно из-за крутки, 8

5 a penge deformációja, különösen a profilváltási területeken és az ellenirányú áramlás zónájában. A lapát szakaszait lokális áramvonalak határozzák meg, amelyeket a lapát szakaszában egyenesnek tekintünk, és egy vagy másik irányban δ szöggel térnek el a normál szakasztól (táblázat). χ és δ változása ψ azimuttal, rad Kifejezés χ-ra, rad δ, rad r cos(ψ) arctg µ + υ + r sin(ψ), χ< Направление потока на лопасти К концу ψ χ лопасти Таблица r cos(ψ) arctg + + µ υ r sin(ψ), χ < ψ + χ К комлю лопасти 3 r cos(ψ) arctg + + µ υ r sin(ψ), ψ + χ К комлю лопасти <χ< r cos(ψ) 3 arctg + + µ υ r sin(ψ), 5 К концу ψ χ лопасти <χ< При значении δ < профиль в косом сечении обтекается с носка, а при δ >a farkától. A modern helikopterek esetében a sebesség és a támadási szög változása szakaszokon az idő múlásával nagy értékeket ér el: V & ma > ±m/s és α ma > ± o / s. Ez az összes aerodinamikai paraméter nem stacionárius változásához vezet; elakadás megnyúlás lép fel. A helikopter mozgása jelentősen eltér az állójellemzők által előre jelzetttől. Az aerodinamikai együtthatókat egy adott időpontban nem csak a sebesség és a támadási szög értékei határozzák meg egy adott időpontban, hanem az előző időpontban bekövetkezett változtatások folyamata is. Természetesen az idő távolabbi pillanatai gyengébb hatással lesznek erre a folyamatra. Az α& = f (t) és V & = f (t) függőségek jellege is jelentős hatással van. Elég megbízható 8

6 ebben a kérdésben nincsenek függőségek, de vannak olyan kísérleti függőségek, amelyek lehetővé teszik ennek a jelenségnek a figyelembevételét. A cikk konkrétan egy módszert ír le a kísérleti adatok közelítésére három olyan paraméter tekintetében, amelyek meghatározzák a támadási szög változásának jellegét, amely lehetővé teszi a kapott eredmények más körülményekre történő átvitelét. Ennek a munkának az adatait használták fel a profil normál erőtényezőjének meghatározására normál szakaszokban és az áramvonal menti szakaszokban. Ezenkívül a normál erőtényezőt a relatív szelvényvastagság és összenyomhatóság függvényében korrigáltuk. Az előzetes számítás során a penge metszeteiben a kinematikai paramétereket a fent megadott függőségek alapján határoztuk meg. A helikopter paramétereit vettük kezdeti geometriai, kinematikai és kiegyenlítési paramétereknek: C =,; ω \u003d 5,8/s; a \u003d 4,7; a \u003d 5,7; in =, ; T V = 35; D=,7; k =,4; ϕ 7 =4. ábrán A 6. ábra mutatja a kinematikai paramétereket W és W P azimutban a hetedik metszetben, valamint az α és α támadási szögeket, valamint a feltételesen zavartalan áramlás δ és χ szögeit. w w П α ep.5 α e 6 e HB ep 3 8 w α e 8 w П α ep Ψ 6. A "7" szakaszban lévő pengeszakasz kinematikai paraméterei a ferde szakaszok hipotézise szerint; a "p" index a normálszelvények hipotézise szerinti paramétereket jelöli A W és W P szakaszban a teljes sebesség gyakorlatilag az I harmonikusban változik. Természetesen minden irányszögnél a W összsebesség nagyobb, mint a W P sebesség, és az áramvonal mentén a támadási szög kisebb, mint a normál szakasz támadási szöge. A teljes áramlás δ és χ tájolási szögei, amelyek érzékenyebbek a lapátok csapkodó mozgására, jelentősen eltérnek az egyszerű harmonikus változástól. ábrán A 7. ábra a szög- és lineáris gyorsulások változását mutatja a "7" szakaszban. Egy adott számítási esetnél az α& gyakorlatilag a 83-as tartományban változik

7 + - /s. Ez a változás közel áll az 1. harmonikushoz. Lineáris gyorsulás W & a + - m/s tartományban. Az aerodinamikai jellemzők nem állóképességének okai mind a támadási szög, mind a teljes sebesség jelentős változásának a körülményei. Sajnos ennek a két tényezőnek az aerodinamikai jellemzőkre gyakorolt ​​külön befolyását nem vizsgálták. ábrán A 7. ábra az áramlási normál terhelés változását mutatja a ferde szakaszok és a normál 5 ẇ p α hipotézise szerint. P. ẇ α p Fig. 7. A normálerő változása az azimut mentén a "7" szakaszban; a "p" index a W & hipotézisnek megfelelő paramétereket jelöli és az α& szög- és lineáris gyorsulások Ψ Ezeket az adatokat a támadási szög nem stacionaritása figyelembevételével kaptuk. A ferde metszetek hipotézise szerinti terhelés valamivel nagyobb, mint a normál metszetek hipotézise szerint, különösen a visszahúzódó lapát területén p ψ= ψ=3 ψ= p ψ= ábra. 8. Lineáris terhelés változása a sugár mentén ψ =3 és 84 azimut esetén

8 A lineáris terhelés változása a sugár mentén ψ =3 azimut esetén, és az ábra mutatja. 8. ψ =3 azimut esetén a normál terhelés mindkét számítási lehetőségnél gyakorlatilag azonos. Az azimuton a ψ = normál terhelés a "ferde" szakaszok hipotézise szerint nagyobb, mint a normál szakaszok hipotézise szerint. Ez annak köszönhető, hogy a sebesség és a támadási szög változása egyidejűleg befolyásolja a lineáris terhelést. Bibliográfia. Rotor elmélet. [Üzent. A.K. Martynova, M.: Mashinostroenie, 973. p. Mikheev S.V., Anikin V.Kh., Sviridenko Yu.N., Kolomensky D.S. A rotorok aerodinamikai jellemzőinek modellezésére szolgáló módszerek fejlesztésének iránya. [Szöveg] // A Ros VO VI fórumának anyaga. M., 4. 5 p. 3. Shaidakov, V.I. Konstans lemezterhelésű főrotor lemezörvényelmélete. [Szöveg] / V.I. Shaidakov //Helikopterek tervezése: tech. Ült. tudományos tr. // MAI, Issue. 38, M., 4. o.. A TsAGI tudományos tevékenységének főbb állomásai, / M., Fizmatlit, p. 5. Baskin, V.E. A fő rotorlapát normál metszeti ereje dinamikus leállás közben. [Szöveg] / V.E. Baskin, V.R. Lipatov // Proceedings of TsAGI, vol. 865, 6. o. Graivoronsky, V.A. Helikopter repülési dinamika. [Szöveg]: Proc. Juttatás / V.A. Grayvoronsky, V.A. Zakharenko, V.V. Chmovzh. H.: Nat. űrrepülés un-t im. NEM. Zsukovszkij KhAI, 4. 8 s 7. Fogarty, L.E. A lamináris határréteg egy forgó pengén. / J. aeronaut Sei., vol. 8, sz. 3, 95. A szerkesztőség megkapta A helikopter rotorlapátjain elosztott normál aerodinamikai erőkifejtés számítási módszere A ferde keresztmetszetek hipotézise alapján a rotorlapátokon az összenyomhatósággal és bizonytalansággal elosztott definíciós erőkérdéseket vizsgáljuk. Kulcsszavak: penge, rotor, helikopter. 85

A MAI eljárása. 92. szám UDC 629.735.45 www.mai.ru/science/trud/ Különböző töltési értékű farokrotorok jellemzőinek számítási vizsgálata lebegés üzemmódban a helikopter forgása közben Animitsa V.A.,

UDC 69.7.07 V.P. Zinchenko A penge söpört hegyének hatása a főrotor aerodinamikai jellemzőire az "AVIA" helikopter tudományos és gyártói egyesületének nagy repülési sebességénél

UDC 568 VV Tyurev, VA Taranenko A szárnyszárny áramlás jellemzőinek tanulmányozása nem álló mozgás során Nemzeti Repülési Egyetem, NE Zsukovszkij "KhAI" nevét viseli A légi közlekedés modern fejlődésével

UDC 69.735.45.015.3 (075.8) V.P. Zinchenko A helikopter vázának főrotorral történő lefújásából származó tolóerő-veszteségek számítása lebegő üzemmódban Avia Research and Production Association Lebegő és függőleges emelési módok

Elektronikus folyóirat "Proceedings of MAI". 45. szám www.mai.ru/science/trudy/ UDC 629.735.33 A helikopter főrotorának „örvénygyűrű” üzemmódjainak numerikus szimulációja. Makeev P.V., Shomov A.I. Annotáció. Segítségével

A MAI eljárása. 87. szám UDC 629.735.33 www.mai.ru/science/trudy/ A főrotor tolóerő-pulzációja által okozott vibrációs túlterheléseinek számítási vizsgálata az örvényelmélet alapján Animits V.A.*, Borisov E.A.*,

TsAGI TUDOMÁNYOS JEGYZETEK 2009. XXXX. évf

UDC 69.735.0168.519.673 (045) A.I. Zsdanov, E.P. Udartsev, A.I. Shvets, A.G. Shcherbonos Repülőgép repülési dinamikájának szimulációja nem álló mozgásban National Aviation University Bevezetés Definíció

Központi Aerohidrodinamikai Intézet prof. NEM. Zsukovszkij AZ EGYENSÚLY HATÁSÁRÓL A KARBANTARTÁSI ROTOR AKUSTIKAI JELLEMZŐIRE B.S. Kritsky, R.M. Mirgazov hatodik összoroszországi konferencia

3. témakör. A légcsavar aerodinamikájának jellemzői A légcsavar egy motor által hajtott légcsavar, és tolóerőt hoz létre. Repülőgépeken használják

Elektronikus folyóirat "Proceedings of MAI". 38. szám www.mai.ru/science/trudy/UDC 629.735.33 Szoftver csomag helikopterek fő- és farokrotorának aerodinamikai jellemzőinek kiszámításához nemlineárisan

Elektronikus folyóirat "Proceedings of MAI". 69. szám www.mai.ru/science/trudy/

TANULMÁNYI FELVÉTEL ÉS Ts A G I T o m X L I I UDK 53.56. FOLYÁS EGY VÉKONY SZÁRNY VEZETÉSÉNEK TÖRÉSPONTJÁNAK KÖZELÉBEN AZ ERŐS Kölcsönhatás rezsimjében GN DUDIN AV LEDOVSKII

A MAI eljárása. 95. szám http://trudymai.ru/ UDC 629.735.45.015 A vízszintes csuklópántok negatív eltolásával rendelkező főrotor működésének elemzése Borisov E.A.*, Leontiev V.A.**, Novak V.N.*** Tsentralny

UDC 629.7.016.7 P.I. Motsar, V.A. Udovenko A lapátszakaszok ütési szögeinek és a légcsavar aerodinamikai jellemzőinek számítása az örvényréteg intenzitásának eloszlásának ismeretében, a diszkrét örvények módszere keretében

15.1.2. KONVEKTÍV HŐÁLLÍTÁS KÖRNYEZETT FOLYADÉKMOZGÁS ALATT CSÖVEKBEN ÉS CSATORNÁKBAN Ebben az esetben a dimenzió nélküli hőátbocsátási tényező Nusselt-kritérium (szám) a Grashof-kritériumtól függ (a

2014. AZ MSTU GA 200. TUDOMÁNYOS KÖZLÖNYE GOLOVKIN, B.S. KRITSKY, R.M. MIRGAZOV A vizsgálat eredményeit közöljük

8 UDC 69.7.06: 69.7.018 E.D. Kovalev, Ph.D. tech. Sciences, P.I. Mozar, V.A. Udovenko, Ph.D. tech. Sci.

Elektronikus folyóirat "Proceedings of the MAI" 55. szám wwwrusenetrud UDC 69735335 Kapcsolatok a szárny billenési és lengési nyomatékainak együtthatóinak forgási deriváltjaihoz MA Golovkin Annotáció vektor felhasználásával

Nyílt információs és számítógépes integrált technológiák 66, 4 UDC 69.75.45, 5.5(75.8) A. G. Dibir, A. A. Kirpikin, N. I.

UDC 629.735.45.015.4 HELIKOPTER LESZÜLÉSI JELLEMZŐI VIZSGÁLATA CSÚSZTÓ LESZÜLÉSRE EGY REPÜLÉSI KÍSÉRLET EREDMÉNYEI ALATT S. A. ALIMOV, S. BUT.

Hidromechanika 1. modul 1. Folyadék tulajdonságai. 2. A hidromechanika külső és belső problémája. 3. Tömeg- és felületi erők. 4. A tömegerők potenciálja. 5. A hidrodinamikai fővektor és főmomentum

MŰKÖDIK MIPT. 2014. 6. kötet, 1 A. M. Gaifullin et al. N. Sviridenko 1,2, A. S. Petrov 1 1 Central Aerohydrodynamic

74 ALKALMAZOTT MECHANIKA ÉS MÉRNÖKI FIZIKA 11 T 5, N- 3 UDC 6973533153

Oktatási Minisztérium Irkutszk Régió Állami Költségvetési Szakképzési Intézmény az Irkutszki Régió "Irkutszki Repülési Főiskola" "JÓVÁHAGYOTT" helyettes. Az SD GBPOUIO igazgatója

UD 5394: 62972 Helikopter főrotorlapátjának kifáradási szilárdságáról szélterhelés hatására AI Bratukhina A cikk a nem forgó lapátban és agyban fellépő feszültségek kérdéskörének vizsgálata.

TARTALOM 3 Előszó... 11 I. FEJEZET BEVEZETÉS 1. Az aerodinamika tárgya. Az aerodinamika fejlődéstörténetének rövid áttekintése ... 13 2. Az aerodinamika felhasználása a repülés- és rakétatechnikában ... 21 3. Fő

148 MIPT ELJÁRÁS. 2012. 4. kötet, 2 UDK 533.6.011.35 T. Ch. Vu 1, V. V. Vyshinsky 1, 2, N. T. Dang 3 1 Moszkvai Fizikai és Technológiai Intézet (Állami Egyetem) 2 Központi aerohidrodinamikai

UDC 533.6.011 Elválasztott és nem szeparált áramlás matematikai modellezése forgó repülőgép körül # 05, 2012. május Tikhonova Yu.V. Diák, "Rakéták dinamikája és repülésirányítása" osztály

ALKALMAZOTT MECHANIKA ÉS MÉRNÖKI FIZIKA. 28. V. 49, N-6

Nyílt információs és számítógépes integrált technológiák 62, 203 UDC 532.582.2 V.A. Zakharenko Repülőszárnyak rácsán túl nagy és alacsony támadási szögben, National Aerospace University

Nyílt információs és számítógépes integrált technológiák 44, 009 UDK 533.68 Т.А. Gamanukha, A.G. Grebenikov, V.V. Tyurev A szállítórepülőgépre ható aerodinamikai nyomatékok meghatározására szolgáló módszer

Az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományos Minisztériuma Szakmai Felsőoktatási Szövetségi Állami Autonóm Oktatási Intézmény "Kazan (Volga Régió) Szövetségi Egyetem" MATEMATIKAI INTÉZET

A Cseljabinszki Tudományos Központ iratanyaga, sz. 3 (33), 26 GÉPTECHNIKAI PROBLÉMÁK

HELIOGEOFIZIKAI VIZSGÁLATOK 2015 GEOFIZIKAI KOCKÁZATOK VIZSGÁLATI EREDMÉNYEI

A BELORUSSZIA NEMZETI TUDOMÁNYOS AKADÉMIA HÍREI 3 2014 A MEZŐGAZDASÁGTUDOMÁNYOK SZÜRKE M. KOLONCHUK 1 DEFINÍCIÓ

UDC 622.7 Gravitációs elválasztás V.I. KRIVOSHCHEKOV, Ph.D. tech. Tudományok (Ukrajna, Dnyipropetrovszk, Országos Bányászati ​​Egyetem) A HENGEREK KÖRÜLI ÁRAMLÁS VIZSGÁLATA EGY VISZKÓZUS FOLYADÉK FALI ÁRAMLÁSÁNAK VIZSGÁLATA Probléma

04 TUDOMÁNYOS VESTNIK MGTU GA 00 UDC 553.65..3:68.3:69.7.05 PILÉPEZETLEN LÉGJÁRMŰ LÉGGÉPÉNEK KISZÁMÍTÁSA A REYNOLDS SZÁMA ÉS AZ O.V CSÖKKENTÉSI FOKOZAT SZERINT GERASIMOV B.S. KRITSKY Bemutatták

UDC533.6.011.32 A HENGER KÖRÜL AZ UNSTACIONÁRIS ÁRAMLÁS BEFOLYÁSÁNAK VIZSGÁLATA AZ OLDALSÓ ERŐK MEGJELENÉSÉRE А.А. Szergejeva, R.V. Szidelnyikov

UDK 69.7.36/534.. A.V. IVANOV, a műszaki tudományok kandidátusa, M.K. LEONTIEV, a műszaki tudományok doktora MAI, Moszkva ROTOROK DINAMIKAI RENDSZERÉNEK MODÁLIS ELEMZÉSE.

32 UDC 629.735.33 D.V. Tinyakov AZ ELHELYEZÉSI KORLÁTOZÁSOK BEFOLYÁSA A SZÁLLÍTÁSI KATEGÓRIÁVAL KAPCSOLATOS REPÜLŐGÉPEK TRAPÉZ SZÁRNYAI SAJÁTOS KRITÉRIUMAIRA Bevezetés A geometriai formázás elméletébe és gyakorlatába

A Samara State Aerospace University A REPÜLŐ POLÁRÁNAK VIZSGÁLATA A T-3 WINDTUNNEL SSAU 2003. évi SÚLYVIZSGÁLATAI KÖZBEN A Samara State Aerospace University V.

GYAKORLATI lecke a "Hőerőművek fúvói" tudományágról Feladat A szivattyú járókerék számítása Számítsa ki a szivattyú járókerekét a p n és a p bemeneti nyíláson túlnyomás melletti sűrűségű víz ellátására

SV Wallander ELŐADÁSOK A HIDROAEROMECHANIKÁRÓL L.: Szerk. Leningrádi Állami Egyetem, 1978, 296 oldal.

AZ AXIÁLIS NYOMÁSA ALATT BORDA MENTES VÉKONYFALÚ, HENGERES HÉJ STABILITÁSÁRÓL.

2017. június 12. A konvekció és a hővezetés együttes folyamatát konvektív hőátadásnak nevezzük. A természetes konvekciót az egyenetlenül melegített közeg fajsúlyának különbsége okozza

ALKALMAZOTT MECHANIKA ÉS MÉRNÖKI FIZIKA. 200. V. 42, N-79 A PÉGE SZILÁRDSÁGÁNAK KISZÁMÍTÁSA, MINT LINEÁRIS-VÁLTOZÓ VASTAGSÁGÚ ORTOTROP LEMEZ VI Szolovjev Novoszibirszki Katonai Intézet, 6307

ALKALMAZOTT MECHANIKA ÉS MÉRNÖKI FIZIKA. 2002. V. 43, N- 1 45 UDC 532.5:533.6 PROFIL ANGULAR EDGE PARADOX IN INSTADY FLOW D. N. Gorelov A Matematikai Intézet Omszk Kirendeltsége SB RAS, Omszk 644099

UDC 621.452.3 UDC 621.452.3 Yu. M. Temis, D. A. Yakushev, E. A. Tarasova kapcsolat

Elmélet és munkafolyamatok 54 UDC 621.515:438 V.P. GERASIMENKO 1, E.V. OSIPOV 2, M.Yu. SHELKOVSKY 2 1 National Aerospace University. NEM. Zhukovsky KhAI, Ukrajna 2 Zarya Mashproekt GPNPK gázturbina épülete,

UDC 629.127.4 VV Veltiscsev EGY VÁLTOZÓ HOSSZÚ RUGALMAS KÁBEL EGYSZERŰSÍTETT ÁBRÁZOLÁSA EGY TÁVIRÁNYÍTÁSÚ VÍZALATI KOMPLEX DINAMIKÁJÁNAK MODELLEZÉSÉRE

AZ EGYSZERŰ FORMÁBAN TÖRTÉNŐ SZÁRNYAK AERODINAMIKAI JELLEMZŐI FÜGGŐSÉGE A TERVBEN A GEOMETRIAI PARAMÉTEREKTŐL Spiridonov A.N., Melnikov A.A., Timakov E.V., Minazova A.A., Kovaleva Ya.I. Orenburg állam

TsAGI TUDOMÁNYOS JEGYZETEK XXXVI I. kötet 6 3

SZÁMÍTÁSI KÍSÉRLET A HELIKOPTER ROTORLÁTÁNAK ALAKULÁSÁNAK ZAJSZINTRE VALÓ HATÁSÁNAK ÉRTÉKELÉSE A TÁVOLI MEZŐN Ivchin (M.L. Milről elnevezett MVZ) Ryzhov A.A., V.G. Sudakov, (TsAGI) Számítási kísérlet

Termofizika és aeromechanika 013. kötet 0 1 UDC 69.735.33.015.3 Egy utasszállító repülőgép-modell aerodinamikai jellemzői, harmonikus lengésekkel a dőlésszögben és a dőlésszögben nagy támadási szögek esetén V.I.

1. előadás Viszkózus folyadék mozgása. Poiseuille-képlet. Lamináris és turbulens áramlások, Reynolds-szám. A testek mozgása folyadékokban és gázokban. Repülőgép szárnyemelése, Zsukovszkij képlete. L-1: 8,6-8,7;

90 UDC 69.735.33 V.I. Ryabkov, Dr. Sc. Sciences, N.N. Melnik, V.V. Utenkova, Ph.D. tech. Sci.

UDC 629.782.015.3 A SZÁRNY HÁZ RENDSZER EGYENSÚLY MINŐSÉGE NAGY SZUPERHANGOSSÁGÚ SEBESSÉGEKEN S. D. ZHIVOTOV, V. S. NIKOLAEV Egy variációs problémát fontolgatunk

A REPÜLŐ SZÁRNY RÉSZ TEMATIKUS MODELLÉNEK AERODINAMIKAI JELLEMZŐI SZÁMÍTÁSI VIZSGÁLATOK A FLOWVISION SZOFTVERKOMPLEX SEGÍTSÉGÉVEL Kalasnyikov 1, A.A. Krivoshchapov 1, A.L. Mitin 1, N.V.

3. előadás 1.2. témakör: SZÁRNYAERODINAMIKA Előadásterv: 1. Teljes aerodinamikai erő. 2. A szárnyprofil nyomásközéppontja. 3. A szárnyprofil dőlési nyomatéka. 4. Szárnyprofil fókusz. 5. Zsukovszkij képlete. 6. Tekerje körbe

AZ OROSZ FÖDERÁCIÓ OKTATÁSI ÉS TUDOMÁNYOS MINISZTÉRIUMA ----------- Szövetségi Állami Költségvetési Szakmai Felsőoktatási Intézmény

ALKALMAZOTT MECHANIKA ÉS MÉRNÖKI FIZIKA. 2011. V. 52., N-3

Thermophysics and Aeromechanics, 2010, Volume 17, 2 UDC 621.311 Vertikális forgástengelyű turbinalapátok aerohidrodinamikai jellemzőinek meghatározása B.P. Khozyainov, I.G. Kostin Kuzbass állam

Helikopter főrotorának dinamikájának számítógépes szimulációs modellje A szimulációs modell létrehozásának célja vezérlési algoritmusok és módszerek kidolgozása a rotor dinamikus állapotának azonosítására különböző üzemmódokban.

MÉRNÖKI ÉS ANYAGOK MŰSZAKI ÉS ANYAGOK VESTNIK TOGU 014 1 (3) UDC 6036: 60331 A D Lovtsov, N A Ivanov, 014 LIGHT WHEELED THEFINODITE ATV KERETÉNEK TERVEZÉSE ÉS SZÁMÍTÁSA

AZ OROSZ SZÖVETSÉG FELSŐOKTATÁSI ÁLLAMI BIZOTTSÁGA NYIZSNIJ NOVGORODI ÁLLAMI MŰSZAKI EGYETEM R.e.alekseev TÜZÉRSÉGI FEGYVEREK TANSZÉK MÓDSZERTANI ÚTMUTATÓ a fegyelemről

114 Aerohidromechanika A MIPT ELJÁRÁSAI. 2014. 6. kötet, 2. UDK 532.526.048.3; 532.527; 532.529 V. V. Visinszkij 1,2, A. A. Kornyakov 2, Yu. N. Sviridenko 2 1 Moszkvai Fizikai és Technológiai Intézet (állam

29 UDC 629.7.023 A.A. Tsaritsynsky ÉRTÉKELÉS AZ ŰR CÉLÚ KOMPOZIT NAPELEM HŐALAKULÁSÁNAK HATÁSÁNAK HATÁSÁNAK A megvilágítására A napelemek a fő energiaforrások

Ukrán Nemzeti Műszaki Egyetem „Kijev Politechnikai Intézet” Tájolási és Navigációs Műszerek és Rendszerek Tanszék. Irányelvek a „Navigációs” tudományág laboratóriumi munkáihoz

És repülő platformok.

Leírás

A fő rotorok és a fenntartó propellerek közötti fő különbség az általános és/vagy ciklikus menetemelkedés gyors megváltoztatásának képessége. A helikopter főrotora általában lapátokból, perselyekből és csuklópántokból áll.

A főrotor vezérlőrendszer egy lengőlemezből áll, amely a fő rotorlapátok axiális csuklópántjaihoz rúd (transzlációs mozgást közvetítő elemek) segítségével kapcsolódik. A penge forgása az axiális csuklópántban megváltoztatja a penge felszerelési szögét.

Pengeszög a penge húrja és a konstruktív forgási sík közötti szögnek nevezzük. Minél nagyobb ez a szög, annál nagyobb a rotorlapát által biztosított emelőerő.

A lengőlemez fel/le mozgatása a fő rotor tengelye mentén az összes lapát beépítési szögének egyidejű megváltoztatásához vezet, ezáltal beállítható a légcsavar teljesítménye és ennek megfelelően a repülőgép lebegési (repülési) magassága. Ezt a változást a légcsavar teljes dőlésszögének nevezzük.
A lengőlemeznek a repülőgép testéhez viszonyított dőlését ciklikus lépésnek nevezzük, és lehetővé teszi az eszköz hosszirányú-keresztirányú síkban történő vezérlését (pitch-roll).

A főrotor fordulatszáma általában állandó, és a légcsavar terhelésében bekövetkezett változást automatikusan kompenzálja a motor teljesítményének megfelelő változása.

Vannak olyan vezérlőrendszerek, amelyekben nincsenek a pengék axiális csuklói. Például a rádióvezérlésű helikopterek modelljeiben a teljes légcsavar forgási dőlése változik, nem pedig az egyes lapátok. A szervo csappantyús rotorok változataiban (a Kaman Aircraft szinkronjai) a lapátok hátsó szélén található szárnyak beépítési szöge megváltozik.

A penge forgástengelyéhez közelebb eső és ennek megfelelően kisebb sugarú köröket leíró szakaszai a levegőhöz képest kisebb lineáris sebességgel rendelkeznek, és arányosan kisebb emelőerőt hoznak létre. Ennek a hatásnak a csökkentése érdekében a pengét úgy csavarják meg, hogy a forgástengelyhez közeledve a beépítési szöge fokozatosan nő, ami lehetővé teszi, hogy a kisebb forgási sugarú területek nagyobb emelést biztosítsanak. Pengecsavarás(a penge gyökerénél és végén lévő szakaszok beépítési szöge közötti különbség) 6-12 ° lehet.

A pengék és a tengely csatlakozása lehet csuklós, merev, félmerev és rugalmas. Rugalmas csatlakozással a főrotor forgási síkja nem téríthető el a helikopter törzséhez képest, ellentétben a .

A főrotor két-nyolc lapáttal rendelkezhet. A pengék lehetnek fából, teljesen fémből és kompozitból (üvegszálas). A kompozit pengék gyártása kevésbé időigényes a teljesen fém pengékkel szemben, lényegesen nagyobb az erőforrásuk, megbízhatóságuk és korrózióállóságuk.

Gyakran előfordul, hogy a lapátokat üregessé teszik, és nyomás alatt gázt vagy levegőt pumpálnak a pengébe. A penge belsejében egy speciális érzékelővel mért nyomásesés jelzi a sérülést.

A helikopterek méretének csökkentésére a parkolóban vagy hangárokban, repülőgép-hordozókon és helikopter-hordozókon összecsukható rotorokat használnak. Az összecsukás történhet manuálisan vagy automatikusan.

A fő rotorról a törzsre továbbított vibráció szintjének csökkentése érdekében inga rezgéscsillapítókat szerelnek fel annak agyára vagy lapátjaira. A jegesedés elleni védelem érdekében a légcsavarlapátok jegesedésgátló rendszerekkel vannak felszerelve.

A főrotor légáramban elfoglalt helyzetétől függően két fő működési módot különböztetünk meg: az axiális áramlási módot, amikor a forgórész agyának tengelye párhuzamos a bejövő zavartalan áramlással (lebegés), és a ferde áramlási módot, amelyben a levegőáram az agy tengelyéhez képest szögben fut a forgórészre .

Van egy repülés közben rögzített főrotor, az úgynevezett X-Wing projekt, amelyet egy Sikorsky S-72 helikopterre szerelnek fel.

A gyűrű alakú csatornába zárt forgórészt járókeréknek nevezzük, ez a kialakítás növeli a csavar teljesítményét és csökkenti a zajt, de ez növeli a tartószerkezet súlyát.

Léteznek olyan lemezszárny-konstrukciók is, mint a Boeing Discrotor vagy az Ellehammer Helicopter. (Angol). A Discrotor projektben a rotorlapátok teleszkóposak, repülés közben a lapátok behúzhatók a tárcsaszárny belsejébe.

rezgések

Amikor a főrotor forog, rezgések lépnek fel, amelyek a műszerek, berendezések idő előtti meghibásodását okozhatják, és akár a repülőgép tönkremeneteléhez is vezethetnek. A rezgés megjelenése magában foglalja az olyan jelenségeket, mint a földrezonancia, a lebegés és az örvénygyűrű.

földrezonancia

Repülőgépek érzékenyek erre a jelenségre, ahol a rotorlapátok egy forgócsuklóval vannak az agyhoz rögzítve. A csavaratlan légcsavar lapátjainak tömegközéppontja a forgástengelyén található. Amikor a légcsavar forog, a lapátok függőleges csuklópántjaikban foroghatnak, és közös tömegközéppontjuk eltolódik a forgástengelytől, ami a propeller agyának vízszintes síkban történő rezgéséhez vezet. Ha ezeknek a rezgéseknek a harmonikusai és a talajon, rugalmas alvázon álló helikopter természetes rezgései egybeesnek, akkor a helikopter ellenőrizetlen lengései keletkeznek - földrezonancia.

A talajrezonancia elfojtható csillapítás bevezetésével mind a függőleges csuklópántban, mind a helikopter futóműjének rugóstagjában. A földrezonancia létrehozásához kedvezőbb feltételek jönnek létre, ha egy helikopter a talajon fut.

Csapkod

A lebegést a fő rotorlapátok öngerjesztett oszcillációinak nevezzük, amelyek a légáramlás energiája miatt lépnek fel, és a csapkodó mozgás amplitúdójának gyors növekedéséhez vezetnek. A lebegés különösen veszélyes a koaxiális áramkörök esetében, mivel ez a hatás a lapátok átfedését okozza. A lebegés elkerülése érdekében a forgórész lapátjaiba lebegésgátló súlyt, az agyra pedig inga rezgéscsillapítókat szerelnek fel. A csuklós és rugalmas lapátcsatlakozással rendelkező helikoptereken a repülés közbeni lebegés megjelenésének jele a fő rotorkúp „elmosódása”.

örvénygyűrű

Penge rögzítési sémák

A fő rotorlapátok egy agyhoz vannak rögzítve, amely szabadon forog a helikopter tengelye körül. Az ilyen vegyületeknek a következő fő típusai vannak.

forgócsukló

A Juan de La Cierva által feltalált forgólapáttal a pengék axiális, függőleges és vízszintes csuklópántokon keresztül sorba vannak rögzítve az agytesthez. A lapátok kerékagytesttel való csuklódásának köszönhetően jelentősen csökkennek a főrotor elemeiben fellépő váltakozó feszültségek, és csökkennek a légcsavarról a helikopter törzsére átvitt aerodinamikai erők momentumai.

A vízszintes zsanérok lehetővé teszik a pengék fel-le lendítését; a függőlegesek lehetővé teszik, hogy a pengék a forgási síkban oszcillálódjanak, változó ellenállási erők és Coriolis-erők hatására, amelyek akkor jelennek meg, amikor a penge a vízszintes csuklópánthoz képest oszcillál; az axiális csuklópántokat a pengék felszerelési szögének megváltoztatására tervezték.

Csuklós helikopterekkel repülve láthatja, hogy a levegőben lévő lapátok nem kört írnak le, hanem egy tölcsér vagy kúp alakú figurát.

Rugalmas (csuklós) csatlakozás

Az ilyen csatlakozású függőleges és vízszintes csuklópánt szerepét egy kompozit anyagokból készült rugalmas elem vagy torzió tölti be. Ez a forgócsuklóhoz képest lehetővé teszi az alkatrészek számának csökkentését, a karbantartás munkaintenzitásának csökkentését, a kenés szükségességének kiküszöbölését és a főrotor élettartamának 3-10-szeres növelését. Egy ilyen csatlakozású főrotoron a vezérlési hatásfok jelentősen növelhető a csuklóshoz képest, ami hozzájárul a helikopter manőverezhetőségének növekedéséhez, és csökken a "földrezonancia" jelensége is.

Félmerev csatlakozás

Ezzel a sémával két légcsavarlapát mereven rögzítve van a központi hüvelyhez lengés formájában (lengőkar): amikor az egyik lapát felfelé lendít, a másik szimmetrikus lefelé mozgást végez. A pilóta, megváltoztatva a helikopter irányítókarjának helyzetét, ezáltal megváltoztatja a főrotor teljes forgássíkjának helyzetét. A félmerev rotoragygal rendelkező helikopter jó kezelési tulajdonságokkal rendelkezik. A séma fontos előnye az egyszerűsége (a csuklópántok, a lengéscsillapítók és a centrifugális lapát túlnyúlás-határolók nagy terhelésű csapágyainak hiánya), ami megkönnyíti és csökkenti a légcsavar gyártási és üzemben tartási költségeit. A félmerev helikoptereket Bell és Robinson sorozatban gyártja.

Merev csatlakozás

A propellerlapátok mereven rögzítve vannak a hajtótengelyre szerelt hüvelyhez, csak az axiális csuklópánt segítségével. Ez a séma a legegyszerűbb, de ugyanakkor a leginkább érzékeny a pusztító rezgésekre. Ezenkívül egy ilyen rendszer nagyobb tömeggel rendelkezik a forgócsuklóhoz képest. Meg kell jegyezni, hogy a fő rotorlapátok változó terhelése ebben az esetben a lapátok rugalmassága miatt csökkenthető.

A merev csuklót repülőgépcsavarokban használják, és a 20. század elején minden kísérleti helikopteren használták egészen Juan de La Cierva csuklós csuklójának feltalálásáig. Jelenleg ilyen kapcsolat található a Sikorsky X2 helikopter rotorjaiban.

A rotor dinamikája repülés közben

A helikopter vízszintes síkban történő transzlációs mozgása során a főrotort egy érkező légáram körbeáramolja. Az óramutató járásával megegyező irányú forgása esetén a repülési irányban bal oldalon elhelyezkedő lapát a légáramlás irányába mozdul el (haladó lapát), annak mentén pedig a jobb oldalon helyezkedik el (visszahúzódó penge). Ennek megfelelően az előrehaladó lapát sebessége a beáramló levegőhöz viszonyítva nagyobb, mint a visszahúzódóké, és 90°-os irányszögnél a legnagyobb. Mivel a légellenállás és az emelés arányos a sebességgel, az előrehaladó penge nagyobb emelést hoz létre, és nagyobb ellenállást tapasztal.

A lineáris sebesség arányos a forgástengelytől való távolsággal, és ennek megfelelően a lapátok végén a maximális. A csavar forgási szögsebességének bizonyos értékeinél az előrehaladó penge végszakaszainak lineáris sebessége megközelíti a hangsebességet, aminek következtében ezekben a szakaszokban hullámválság alakul ki. Éppen ellenkezőleg, a visszahúzódó lapát számos szakaszának sebessége a levegőhöz képest olyan alacsony, hogy áramlási leállás lép fel rajtuk, és a kerékagyhoz még közelebb eső szakaszok a fordított áramlási zónába esnek (a lapát profilja áramvonalas) levegővel az éles részből, ami fordított emelőerőt hoz létre).

Az elakadt és hullámválságzónába eső rotorlapátokat a rezgések növekedése és az emelőerő meredek csökkenése jellemzi. Az elakadást a főrotor forgási szögsebességének növelésével lehet ellensúlyozni, ez azonban növeli a hullámválság zónáját. A hullámválság zóna negatív hatása csökkenthető speciális propellerlapátvégek – például söpört – használatával.

Mivel az előrehaladó lapátok nagyobb emelőerőt hoznak létre, mint a visszahúzódó lapátok, van egy kompenzációs mechanizmus, amely fenntartja a főrotor különböző szakaszaiban fellépő emelőerők egyensúlyát. A mechanizmus egy vízszintes csuklópánt és egy axiális csuklópánt használatán alapul, amely mereven kapcsolódik a lengőlemezhez. Repülés közben a lapát szöget zár be az áramvonalas légáramlattal, a keletkező légellenállás hatására a lapát felfelé lendül. Mivel axiális csuklópánt a lengőlemezhez csatlakoztatva, majd amikor a penge fellendül, a penge elfordul abba az irányba, hogy csökkenjen a penge és a légáramlás közötti szög. Ennek a szögnek a csökkentése a penge emelőerejének csökkenéséhez vezet.

1. § A légcsavarok rendeltetése és típusai
A propeller célja, hogy a motorból átvitt nyomatékot aerodinamikai erővé alakítsa. Az aerodinamikai erő kialakulását a mechanika harmadik főtétele magyarázza. A légcsavar forgása során felfog és dob egy bizonyos tömegű levegőt. Ez a tömeg a visszarúgásnak ellenállva a légcsavart a repülõgéppel együtt a visszarúgás irányával ellentétes irányba nyomja.
A légcsavar aerodinamikai ereje létrejöttének oka a légcsavar által kidobott légtömeg reakciója.
A légijármű légcsavarjait a repülőgép előrehaladásához szükséges tolóerő létrehozására használják.
A helikopter főrotorát a helikopter levegőben tartásához szükséges emelőerő, illetve a helikopter transzlációs mozgásához szükséges tolóerő létrehozására használják. Mint már említettük, a helikopter egyik előnye, hogy bármilyen irányba képes mozogni. A helikopter a mozgási iránya attól függ, hogy a főrotor tolóereje hol van megdöntve - előre, hátra vagy oldalra (1.32. ábra).
A főrotor biztosítja a helikopter irányíthatóságát és stabilitását minden üzemmódban. Így a főrotor egyszerre tölti be a szárny, a húzócsavar és a fő kezelőszervek szerepét.
A helikopter farokrotorjai a sugárnyomaték és a helikopter irányszabályozásának egyensúlyát szolgálják.

§ 2. A főrotort jellemző főbb paraméterek
A helikopter főrotorát jellemző fő paraméterek a következők:
A pengék száma. A modern helikopterek három-, négy- és ötlapátú légcsavarokat használnak. A lapátok számának növekedése rontja a főrotor működését a lapátok káros kölcsönös hatása miatt. A lapátok számának csökkentése (háromnál kevesebb) a légcsavar által generált tolóerő lüktető jellegéhez és a helikopter rezgésének növekedéséhez vezet repülés közben. Rotor D átmérője - a forgás közben a lapátok végei által leírt kör átmérője. Ennek a körnek a sugarát R betűvel jelöljük, és a rotor sugarának nevezzük. A főrotor forgástengelyétől a vizsgált szakaszig mért távolságot r betűvel jelöljük (1.33. ábra).

A számítások azt mutatják, hogy a propeller ugyanazon teljesítmény mellett a tolóereje az átmérő növekedésével növekszik. Így például az átmérő megkétszerezése 1,59-szeresére növeli a tolóerőt, az átmérő ötszörösére növelése pedig 2,92-szeresére növeli a tolóerőt.
Az átmérő növekedése azonban a légcsavar súlyának növekedésével, a lapátok szilárdságának biztosításának nagy nehézségeivel, a lapátok gyártási technológiájának összetettségével, a légcsavar hosszának növekedésével jár. tail buom stb.
Ezért a helikopter fejlesztésekor valamilyen optimális átmérőt kell kiválasztani.

Az F0M főrotor által söpört terület annak a körnek a területe, amelyet forgás közben a főrotorlapátok végei írnak le.
A besöpört terület fogalma azért került bevezetésre, mert ez a terület a levegő viszkozitása és tehetetlensége miatt egy repülőgép szárnyához hasonló, bizonyos felfekvési felületnek tekinthető, amely egy közös sugarat alkot, amikor átáramlik a sodort területen. a propeller. A modern helikopterek F0M= 100-:-1000 m2.
A p söpört terület terhelése a G helikopter tömegének és a légcsavar által a forgása során átsöpört területnek az aránya:
FomR=G/Fohm (kg/m2).
A p növekedése a maximális repülési magasság csökkenéséhez és a süllyedés sebességének növekedéséhez vezet a főrotor önforgási módjában.
Modern helikopterekhez P=12-:-45kg/m2 vagy 118-:-440n/m2

A Q kitöltési tényező egy olyan érték, amely megmutatja, hogy a söpört terület melyik része az összes légcsavarlapát területe.

A pengék alakja a tervben(1.34. ábra). A fő rotorlapát alaprajzon lehet téglalap, trapéz vagy vegyes alakú. A trapézlapát szűkülete nem több, mint 2-3.
A penge szűkülete a fenéknél lévő húr és a véghúr aránya.
Pengeprofil - a keresztmetszet alakja. A rotorlapátok esetében a repülőgépszárnyakhoz hasonló profilokat használnak. Általában ezek aszimmetrikus profilok, amelyek relatív vastagsága c =
7-=-14%”. A profil alakja a hossz mentén változó lehet (a penge aerodinamikai csavarása). Kiválasztáskor a profilformák igyekeznek a legjobb aerodinamikai minőséget biztosítani.

Penge szakasz támadási szög a a profilhúr és a bejövő légáramlás iránya közötti szög egy adott szakaszon. A támadási szög értéke határozza meg az aerodinamikai erők együtthatóinak értékeit.

Beépítési szög Ф a profil húrja és a rotor forgássíkja közötti szögnek nevezzük. A helikopter légcsavarok beépítési szögét a légcsavar sugarának 0,7-es távolságában mérik. Ezt a konvenciót a lapátok geometriai csavarodása miatt vezették be, aminek következtében a lapátok minden szakasza eltérő (csökkenő a légcsavar irányába). vége) beépítési szögek. A geometriai csavarás szükségességét a következőképpen magyarázzuk meg. Először is, a lapát vége felé növekvő kerületi sebesség miatt az induktív sebességek egyenetlen eloszlása, és ennek következtében az aerodinamikai erők a lapát hossza mentén. A terhelés egyenletesebb elosztása érdekében a beépítési szög a kés vége felé csökken. Másodszor, a transzlációs repülés során a lapátok bizonyos helyzetében a támadási szög növekedése miatt a lapátok végei felől megtorpannak, a geometriai csavarodás jelenléte nagyobb repülési sebességek felé tolja a csúcsot. Ezt a kérdést az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk.
A főrotorlapát emelkedése megváltozik, ha az axiális csuklópántban elforgatják, pl. a hossztengely körül.
Szerkezetileg a fő rotor úgy van kialakítva, hogy az axiális csuklópántban lévő összes lapátja egyidejűleg ugyanabba a szögbe vagy különböző szögekbe fordulhasson.
A rotor ütési szöge. Fentebb elhangzott, hogy a főrotor által söpört terület felfekvési felületnek tekinthető, amelynek területegységére jut egy bizonyos terhelés.
Bemutatjuk a fogalmat - az A főrotor támadási szöge, amely alatt a főrotor forgássíkja és a szembejövő légáramlás iránya (repülési irány) közötti szöget értjük. Ha az áramlás alulról fut a főrotor forgási síkjába (1.36. ábra), akkor a támadási szög pozitívnak tekinthető, ha felülről - negatívnak.
Mivel a helikopter bármely irányba mozog a levegőben, a főrotor ütési szöge ±180°-on belül változhat. Függőleges süllyedésnél A = +90°, függőleges emelkedésnél A = -90°.

Lapát azimut szög. A helikopter repülése során a fő rotorlapátok forgó mozgása hozzáadódik a helikopter egészének transzlációs mozgásához. Emiatt a lapátok működési körülményei jobban függenek a repülési irányhoz viszonyított helyzetüktől. A pengék működési jellemzőinek értékeléséhez, helyzetüktől függően, bevezetjük a lapát azimut helyzetének fogalmát.
A penge azimut helyzetének szöge a repülés iránya és a penge hossztengelye közötti szög (1.37. ábra).

Szokásos f=0-nak tekinteni, ha a lapát hossztengelye egybeesik a bejövő légáramlás irányával. Figyelembe kell venni (mivel a helikopter előre, hátra vagy oldalra tud mozogni), hogy minden esetben a lapát irányából kell mérni az azimutális helyzetszöget, amely egybeesik a szembejövő légáramlás irányával. A főrotor forgásirányában szokás számolni. Nyilvánvaló, hogy a penge azimut helyzetének szögének értéke egy fordulaton 0 és 360° között változik (0 és 2n között).
A főrotor fordulatszáma. Tekintettel arra, hogy a helikopterek fő rotorjai nagy átmérőjű légcsavarok, fordulatszámuk kicsi - 100-600 fordulat / perc.
A számítások azt mutatják, hogy a lehető legnagyobb tolóerejű légcsavarhoz (adott teljesítményhez) meg kell növelni az átmérőjét és csökkenteni kell a sebességet. Tehát például a tolóerő háromszoros növeléséhez a sebességet tizenötször kell csökkenteni (ebben az esetben a csavar átmérője körülbelül ötszörösére nő).
Egy adott propeller esetében a tolóerő a sebesség növekedésével növekszik, de ehhez a bemeneti teljesítmény növelése szükséges.
A főrotor fordulatszámát korlátozza az a hullámválság, amely elsősorban a lapátok felé haladó végein jelentkezik (rj = 90° azimut közelében).
A hullámellenállás leküzdéséhez szükséges nagy veszteségek elkerülése érdekében a modern helikopterek rotorjainak fordulatszámát úgy választják meg, hogy a lapátok végei szubszonikus áramlási sebességgel rendelkezzenek. A modern helikopterekben a lapátok végeinek kerületi sebessége eléri a 200-250 m/s-ot.
§ 3. Ideális forgórész vonóereje axiális áramlásban
Ideális légcsavar az a légcsavar, amelynek működése során nem veszik figyelembe a súrlódási veszteségeket és a légcsavar mögötti sugárkavargást. Az axiális áramlási mód olyan üzemmód, amelyben a levegő áramlását a propeller forgástengelye mentén irányítják. Ebben az esetben a főrotor ütési szöge 90°. Axiális áramlási módban a főrotor lebegve, függőlegesen emeli és süllyeszti a helikoptert.
A főrotor U1 sebességgel szívja be a levegőt, és U2 sebességgel dobja el. Az U1 és U2 sebességeket induktív fordulatszámoknak nevezzük (1.38. ábra).

Ha a csavar körüli áramlási sebesség V-vel egyenlő, akkor a csavar előtt V + U1, a csavar mögött pedig V + U2 lesz.
A légtömeg, miután áthaladt a söpört területen, a propeller által keltett F erő hatására j gyorsulást kap. A mechanika harmadik főtétele alapján azonos nagyságú, de ellentétes irányú T erővel hat a levegő a főrotorra. A T erő a propeller tolóereje. A mechanika második főtétele alapján T = mj A söpört területen áthaladó levegő tömege a térfogat és a tömegsűrűség szorzatával határozható meg. N. E. Zsukovszkij elméletileg bebizonyította és kísérletileg megerősítette, hogy a dobás induktív sebessége kétszer akkora, mint a szívás induktív sebessége. Más szavakkal, az induktív sebesség a légcsavar tárcsájánál egyenlő a légcsavaron áthaladó levegő által elért teljes sebességnövekmény felével.

Az induktív szívósebesség tapasztalati úton van meghatározva, és 8-15 m/s.
A kapott tolóerő képletből az következik, hogy a főrotor tolóereje függ a levegő tömegsűrűségétől, a söpört területtől és az induktív szívósebességtől.
A repülési magasság növekedésével vagy a környezeti levegő hőmérsékletének növekedésével a P tömegsűrűség és ennek következtében a tolóerő csökken. A légcsavar sebességének és dőlésszögének növekedésével az U1 induktív sebesség (a légcsavar tolóereje) nő.
A Fоv főrotor által söpört terület tervezési paraméter, és egy adott csavar esetében állandó.
A főrotor tolóereje más módon is megszerezhető - az egyes lapátok által létrehozott aerodinamikai erők összegeként, mivel a lapátok körüli áramlás hasonló a szárny körüli áramláshoz. A különbség azonban az, hogy a penge nem transzlációs, hanem forgó mozgást végez, ezért minden szakasza (eleme) eltérő sebességgel mozog. Ezért a penge által generált aerodinamikai erőt a ható aerodinamikai erők összegeként kell kiszámítani.
a pengeelemen (1.39. ábra).

A ΔY lapát elemének emelőereje és az ΔX elem ellenállása nagyságrendben eltér a ΔT elem tolóerejétől és a ΔQ elem forgással szembeni ellenállási erejétől.
Ez azzal magyarázható, hogy az emelőerő merőleges a szakaszra eső áramlásra, a húzóerő az áramlás mentén, a tolóerő merőleges az elem forgási síkjára, az ellenállási erő pedig forgás a forgás síkjában helyezkedik el.
§ 4. A főrotor tolóereje ferde áramlásban
A ferde áramlási mód alatt azt az üzemmódot értjük, amelyben a levegőáramlást a fő rotor forgási síkjához képest tetszőleges szögben irányítják (nem egyenlő 90°-kal). Ezt az üzemmódot a helikopter vízszintes repülése során, valamint ferde pályán történő emelkedés és süllyedés során hajtják végre.

A vizsgált kérdés leegyszerűsítésére először is megvizsgáljuk a főrotor körüli oldalirányú áramlás esetét, vagyis azt az esetet, amikor az áramlás a főrotor forgási síkjával párhuzamosan irányul, és a forgórész ütési szöge nulla. Ebben az esetben a V szembejövő áramlási sebességet hozzáadjuk az u szívási sebességhez, és a kapott V1 sebességet kapjuk (1.41. ábra). Nyilvánvaló, hogy V>u1.

A képletből látható, hogy azonos U2 visszadobási sebesség mellett a propeller tolóereje oldalirányú áramlás esetén nagyobb, mint axiális áramlásnál. Fizikailag ez a légcsavar által söpört területen átáramló második levegőtömeg növekedésével magyarázható.
A ferde áramlás általánosabb esetét vizsgálva, amikor a levegő az A főrotor tetszőleges támadási szögében megközelíti a légcsavar által sodort síkot, hasonló képet kapunk. Csak azt kell szem előtt tartani, hogy minden konkrét esetben a forgórész síkjába áramló levegő sebességének meg kell egyeznie a szabad áramlási sebesség és a szívósebesség geometriai összegével.
§ 5. A főrotor tolóerejének megváltoztatása
ferde áramlásban, a lapátok azimutális helyzetétől függően
A főrotor körüli ferde áramlás esetén a lapátok körüli áramlás sebessége a forgási sebesség és a szembejövő légáramlás transzlációs sebességének összege. Az egyszerűbb érvelés kedvéért vegyük figyelembe a penge végszakasza körüli áramlást. Vegye figyelembe, hogy a lapát mentén érkező szembejövő áramlás sebességkomponense nem vesz részt az emelés létrehozásában. A végszakasz kerületi sebessége egyenlő wR-rel. Legyen a szembejövő áramlás sebessége egyenlő V-vel. Terjesszük ki ezt a sebességet a lapát mentén és arra merőleges irányba (1.42. ábra).

90° azimutnál + V, 270° azimutnál pedig -V lesz. Így a lapát egy fordulata alatt áramlási sebessége 90°-os irányszögnél a maximumot, 270°-os irányszögnél a minimumot éri el.
A képletből látjuk, hogy a penge tolóereje változó érték, és az azimuttól függ. Maximális értékét a 90°-os irányszögben szerzi, amikor a kerületi sebesség értékét hozzáadjuk a repülési sebességhez, a minimális értéket - a 270°-os irányszögben, amikor a repülési sebességet levonjuk a kerületi sebességből.
a kétlapátos légcsavar tolóerejének nagysága az azimuttól függ, és változó érték. A kétlapátú légcsavar tolóerejének változó összetevője a helikopter fokozott rezgését okozza, ezért a kétlapátos rotorok használata korlátozott. A háromlapátos légcsavar tolóerejének kiszámításához össze kell adni három lapát tolóerejét, amelyek egymástól 120°-os távolságra vannak azimutban. Az elemi matematikai számítások azt mutatják, hogy a három vagy több lapáttal rendelkező légcsavaroknál a változó komponens eltűnik, és a teljes tolóerő állandó értékké válik, független az azimuttól.
Nagyon fontos megjegyezni, hogy az agyra mereven rögzített lapátokkal a főrotor teljes tolóereje ferde fúváskor nem esik egybe a forgástengellyel, hanem a légáramlás felé haladó lapátok felé tolódik el. Ez azzal magyarázható, hogy az áramlással szemben mozgó lapátok emelőereje nagyobb, mint az áramlás irányába mozgó lapátoké, és geometriai összeadás eredményeként az emelőerők eredője eltolódik az áramlás irányába. az áramlással szemben mozgó pengék. A főrotor eltolt tolóereje a helikopter súlypontjához képest billenő (guruló) nyomatékot hoz létre (1.43. ábra). A mereven rögzített lapátokkal rendelkező főrotor elkerülhetetlenül felborítaná a helikoptert, ha jelentős transzlációs sebességet próbálna létrehozni.
A billenőnyomatékon kívül, amely a helikoptert a hossztengelyhez képest a főrotor ferde fújásával hajlamos felborítani, hosszirányú nyomaték is keletkezik, amely a főrotor forgássíkját a kereszttengelyhez képest elfordítja azáltal, hogy növeli a főrotort. állásszög. Ennek a pillanatnak az előfordulását az magyarázza, hogy a lapátok körüli áramlás feltételei a 180°-os irányszög közelében jobbak, mint a 360°-os azimutban. Ennek eredményeként a légcsavar tolóerejének alkalmazási pontja a forgástengelytől előretolódik, ami egy kobráló nyomaték kialakulásához vezet. A rugalmas penge hosszirányú nyomatékának nagysága ezenkívül megnövekszik a lapátok emelőerők hatására felfelé hajlása miatt, mivel az ellenáramlás alulról hat a 180°-os azimut tartományban elhelyezkedő pengére, míg ábrán. 1.43.

Felborulási nyomaték fellépése a légcsavarnál mereven rögzített lapátokkal
a penge azimut tartományában 0 ° - felülről (1.44. ábra). A borulás és a hosszanti nyomatékok káros hatásainak kiküszöbölése csuklós felfüggesztéssel történik

pengék.
§ 6. A rotor ellenállása ferde áramlásban
Felfekvési felületnek a forgórész által elsodort síkot tekintjük. Ez a felület emelést és ellenállást hoz létre a szembejövő légáramlás miatt. A főrotor ellenállása, a szárnyhoz hasonlóan, egy profilból és egy induktívból áll.
Axiális áramlásnál a lapátok profilellenállása minden irányszögben azonos, eredőjük pedig nulla.

A ferde profilellenállás megjelenésének fizikai jelentése
az áramlás a következőképpen ábrázolható.
Egy fordulat alatt a penge ellenállása periodikusan változik,
maximumát 90°-nál, minimumát 270°-nál éri el. Az „előrehaladó” és „hátráló” lapátok ellenállása közötti különbség a helikopter mozgásával ellentétes irányú erőt ad. Ez az erő a főrotor X pr profilellenállása (1.45. ábra). A főrotor induktív ellenállása ezzel magyarázható
ugyanazok az okok, mint a szárny körüli áramlásnál, vagyis az örvények kialakulása, amelyek felemésztik az áramlás energiáját. A főrotor ellenállása a profil és az induktív X nv \u003d X pr + X in összege
A főrotor ellenállásának értéke a lapátok profiljának alakjától, beépítési szögétől, a fordulatok számától, a repülési sebességtől és a főrotor ütési szögétől függ.
Az önforgató üzemmódban történő repülésnél figyelembe kell venni a főrotor ellenállását.

§ 7. Fordított áramlási zóna
Amikor a penge Ф = 180-:-360° azimutokban mozog, akkor a penge tompa közelében lévő részei nem a támadás széléről, hanem az áramlás széléről repülnek körbe. Valóban azimutban

270°-ban ilyen áramlás a penge minden olyan szakaszára vonatkozik, amely a forgástengelytől a lapát azon pontjáig terjed, ahol v = wr, azaz addig a pontig, ahol a kerületi sebesség egyenlő a repülési sebességgel (1.46. ábra). ). Ezen sebességek ellentétes iránya miatt a teljes sebesség
e pont körüli áramlás nulla (Wr = 0).
Tekintettel a φ különböző értékeire, ez utóbbiból könnyű megszerezni
kifejezések a visszaáramlási zónára. Könnyen ellenőrizhető, hogy ez a zóna egy d = V / w átmérőjű kör, amely a fő rotor által söpört korongon található (1.46. ábra).
A fordított áramlási zóna jelenléte negatív jelenség. A lapát ezen a zónán áthaladó része lefelé irányuló erőt hoz létre, ami csökkenti a főrotor tolóerejét, és a

a lapátok és az egész helikopter rezgései. A repülési sebesség növekedésével a fordított áramlási zóna növekszik.
A fordított áramlási zóna értéke a főrotor működési mód jellemző együtthatójával becsülhető m. Under
a főrotor működési módjának jellemzőinek együtthatója megérti a transzlációs mozgás sebességének a kerületihez viszonyított arányát
penge hegyének sebessége.
Az együttható megmutatja, hogy a penge melyik részén található
azimut 270°, a fordított áramlási zónában található. Például,
ha m = 0,25, akkor d = 0,25 R. Ez azt jelenti, hogy a penge negyedik része fordított körülmények között működik
áramlás, és a fordított áramlási zóna átmérője a rotor sugarának 25%-a.
§ 8 Energiavesztés a főrotor által. A propeller relatív hatásfoka
Az ideális légcsavar tolóerejének képletének levezetésénél (e fejezet 3. §-a) figyelmen kívül hagytunk minden típusú veszteséget. Ha egy valódi légcsavar üzemi körülmények között működik, akkor a forgásához szükséges teljesítmény körülbelül 30%-át a lapátok profilellenállásának leküzdésére fordítják. A profilveszteségek értéke a profil alakjától és a felület állapotától függ.
Egy ideális légcsavar működését elemezve feltételeztük, hogy az induktív sebesség a söpört terület minden pontján azonos. De nem az. A penge közelében az induktív sebesség nagyobb, mint a lapátok közötti terekben. Ezenkívül az induktív sebesség a lapát mentén változik, a szelvény sugarának növekedésével növekszik, a szakasz kerületi sebességének növekedése miatt (1.47. ábra). Így a főrotor által létrehozott induktív sebességek mezője nem egyenletes.

A szomszédos légáramok különböző sebességgel mozognak, ezért a levegő viszkozitása miatt az egyenetlen áramlásból vagy induktív veszteségekből eredő veszteségek keletkeznek, amelyek a szükséges teljesítmény kb. 6%-a. E veszteségek csökkentésének egyik módja a pengék geometriai csavarása.
A főrotor nem csak levegőtömeget dob ​​el, ezáltal tolóerőt hoz létre, hanem meg is csavarja a sugarat. A sugár örvénylési vesztesége a propeller által szolgáltatott teljesítmény körülbelül 0,2%-a.
A légcsavar forgássíkja alatti és feletti nyomáskülönbség miatt a levegő alulról felfelé áramlik a fő rotortárcsa kerülete mentén. Emiatt a főrotor által sodort sík kerülete körül elhelyezkedő keskeny gyűrű nem vesz részt a tolóerő létrehozásában (1.48. ábra). A pengék tomparészei, ahol a rögzítési pontok találhatók, szintén nem vesznek részt a tolóerő létrehozásában. Összességében a vég- és fenékveszteség a szükséges teljesítmény körülbelül 3%-a.
Ezen veszteségek miatt nagyobb a valódi légcsavar forgatásához szükséges teljesítmény, amely egy ideális légcsavar tolóerőt hoz létre.
Meg lehet ítélni, hogy ez vagy az a valódi csavar mennyire sikeres a minimális veszteség biztosítása szempontjából

a forgórész relatív hatásfoka szerint r| 0 , amely a levegő kilökéséhez és egy adott tolóerő eléréséhez szükséges teljesítmény és az ugyanazt a tolóerőt létrehozó valódi légcsavar forgására ténylegesen felhasznált teljesítmény aránya.

§ 9. A rotorlapátok csuklós felfüggesztése
Ennek a fejezetnek a 2. §-ában jelezték, hogy a főrotorok axiális csuklópántokkal rendelkeznek, amelyek a légcsavar menetemelkedésének megváltoztatására szolgálnak. A dőlésszög változást úgy érik el, hogy a lapátokat az axiális csuklópántok körül a határokon belül elforgatják? = 0-15° A csavarok az axiális zsanérokon kívül vízszintes és függőleges csuklópánttal is rendelkeznek.
A vízszintes csuklópánt (GSh) lehetővé teszi a penge függőleges síkban történő eltérését. Köszönet
Ezzel a csuklópánttal a penge képes felfelé lendülni, ha az áramlás felé halad, és lefelé, ha az áramlás irányába mozog. Így a vízszintes zsanér lehetővé teszi a pengék repülését.
A lapát tengelye és a propeller agy síkja közé bezárt szöget löketszögnek nevezzük?. Con-
szerkezetileg a penge vízszintes csuklópánthoz viszonyított eltérését ütközők korlátozzák (fel
25-30°, lefelé 4-8°). A repülés közbeni csapkodó mozgások ellenére a penge nem érinti az ütközőket, mivel a csapkodási szögek tartománya kisebb, mint az ütközők közötti szög. A penge csak erős sebességcsökkenéssel érinti meg az ütközőket, és ennek megfelelően a penge centrifugális erejének elfogadhatatlan csökkenésével.
Parkolt helikopter esetén, amikor a főrotor nem forog, vagy alacsony sebességgel forog, a lapátok végei súlyuk miatt lehajlanak, és ha a penge nekitámaszkodik az alsó ütközőnek, akkor ütés a farok gémjére vagy törzsére lehetséges. Ezért az alsó ütközőn kívül egy speciális túlnyúláskorlátozó is található, amely alacsony sebességnél nem engedi, hogy a penge túlzottan leereszkedjen és eltalálja a helikoptert.
A sebesség növekedésével, amikor az aerodinamikai erők felfelé hajlítják a lapátok végeit, a túlnyúláskorlátozó kikapcsol, ami után a penge felrepülhet az alsó ütközőig.
A függőleges csuklópánt (VSH) biztosítja a penge elhajlását a hüvelyhez képest a síkban
csavar forgása. Az alábbiakban bemutatjuk, hogy amikor a főrotor forog, a lapát a semleges (radiális) helyzetből egy bizonyos szögben elmozdulhat hátra vagy előre. Ezt a szöget lemaradó (elvezető) szögnek nevezzük, és ? betűvel jelöljük. Ennek a szögnek az értékét ütközők korlátozzák. A penge vissza tud fordulni? = 10-:-18° és előre? = 6-:-8°*.
A vízszintes és függőleges zsanérok jelenléte jelentősen megváltoztatja a hordozó működését
csavar.

* A műszaki leírásokban a lemaradási (előrelépési) szög értéke nem a fűrészlap sugárirányú helyzetéhez viszonyítva, hanem a vízszintes csuklópántra merőlegeshez viszonyítva van megadva.
25
Először is meg kell jegyezni az úgynevezett kúp (tulipán) kialakulását annak a ténynek köszönhetően, hogy az emelőerők hatására a pengék a vízszintes csuklópántokhoz képest eltérnek, és az agy forgási síkja fölé emelkednek. Másodszor, a csapkodó mozgások miatt a lapátok különböző irányszögű emelőerei kiegyenlítődnek, ami lehetővé teszi a helikopter billenését és dőlését a transzlációs repülés során. Végül a pengék tomparészei tehermentesülnek a nagy hajlítási nyomatékoktól, amelyek akkor lépnek fel, amikor a pengék mereven vannak beágyazva.
§ 10. Vízszintes csuklópánt (GSh)
Tekintsük a penge vízszintes csuklópánthoz viszonyított egyensúlyát, azaz a tengelyre ható erőket.
szája a forgási síkra merőleges síkban (1.49. ábra).

Ebben a síkban a következő erők hatnak a pengére: (Gl - súly; Yl - emelőerő; Fts. b -
centrifugális erő.
Az emelőerő a penge súlyának 10-15-szöröse. A legnagyobb a centrifugális erő, amely 100-150-szeresen meghaladja a penge súlyát. Egyensúlyi helyzetben a lapátra ható összes erő nyomatékának a GS-hez képest nullával kell egyenlőnek lennie. Más szóval, ezen erők eredőjének át kell haladnia a GS tengelyen.
Forgás közben a penge a kúphoz közeli felületet ír le, ezért a löketszöget kúpos szögnek nevezzük.

Axiális áramlással, állandó menetemelkedéssel és fordulatszámmal a szögérték
a kúpos egészen határozott. Ha például növeljük

lapátemelkedés, akkor az emelőerőtől megnövekedett nyomaték hatására a penge elkezd eltérni a lengésszög növekedése felé.
A löketszög növekedésével a nyomaték is növekszik.
centrifugális erő megakadályozza a penge elhajlását, és amikor az egyensúly helyreáll, a penge nagy szárnyszöggel fog forogni.
Ferde áramlásnál 0-180°-os azimutokban a lapát az áramlás felé, 180-360°-os azimutokban pedig az áramlás irányába mozog. Az áramlás felé mozgó lapát emelőerőnövekedést kap és felfelé lendül, mivel az emelési nyomaték nagyobb, mint a centrifugális erő nyomatéka (a kis értékek miatti súlynyomatékot figyelmen kívül hagyjuk).
Az áramlás irányába mozgó pengénél az emelőerő csökken, és a pillanat hatására
centrifugális erő hatására lefelé lendül. Így egy fordulat alatt a penge fellendül és
lendülj le.
Az áramlási sebesség a 90°-os irányszögben a legnagyobb, ezért itt a legnagyobb a felhajtóerő növekedése.
A legkisebb emelőerő a 270°-os azimutban lesz, ahol az áramlási sebesség minimális és a visszaáramlási zóna hatása a legkifejezettebb. A GS jelenléte és a lapátok csapkodó mozgása miatt azonban az emelőerők növekedése és csökkenése a jelzett irányszögekben viszonylag kicsi. Ez a csapkodó lapátok ütési szögeinek megváltozásával magyarázható. Valóban, amikor a penge fellendül, a támadási szög csökken, lefelé lendülve pedig nő (1.50. ábra). Emiatt az emelőerők irányszögben kifejezett nagysága kiegyenlítődik, ami gyakorlatilag kiküszöböli a helikopterre ható dőlés- és hossznyomatékokat.

Ebből kifolyólag el kell mondani, hogy a vízszintes csuklópántok célja, hogy minden irányszögben kiegyenlítsék a lapátok emelőerejét, és tehermentesítsék a tompaszakaszokat a hajlítónyomatékoktól. A vízszintes zsanérokat szerkezetileg egy bizonyos Lgsh távolság választja el a csavar forgástengelyétől (1.51. ábra). Axiális áramlásnál a forgáskúp tengelye és a hüvely tengelye egybeesik. Ezért a lapátok Ftsb centrifugális ereje, feltételesen a GSh-ra ható, kölcsönösen kiegyensúlyozott. Ferde áramlásnál a kúp tengelye és a hüvely tengelye nem esik egybe, a centrifugális erők különböző (párhuzamos) síkban fekszenek. Ezek az erők egy bizonyos vállon c egy M g w = FtsbS nyomatékot hoznak létre, ami javítja a helikopter irányíthatóságát. Ezenkívül a helikopter hossz- vagy keresztirányú tengelyhez képesti véletlen eltérése esetén a megadott nyomaték csillapító hatású, azaz az eltéréssel ellentétes irányba irányul, ami javítja a helikopter stabilitását.

11. § A forradalomkúp akadályozása ferde fújással
Az előző bekezdésben jeleztük, hogy a vízszintes csuklópántok miatt a lapátok 0-180°-os irányszögben felfelé, 180-360°-os irányszögben lefelé lendülnek. A valóságban a lapátok csapkodó mozgásának képe valamivel bonyolultabbnak tűnik. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a pengék tömeggel rendelkeznek, a szög növekedése

a tehetetlenségi kilengés nem 180°-os azimutig folytatódik, hanem valamivel tovább, a csökkenés - nem 360°-ig, és valamivel tovább is.. Ráadásul a 180°-os azimut közelében az áramlás alulról, a 360-os azimut közelében folyik ° - felülről, ami szintén hozzájárul a lengési szög folyamatos növekedéséhez a 180°-os irányszög közelében és a lengésszög csökkenéséhez a 360°-os azimut közelében.
Az 1.52, a ábra a lengésszög kísérleti függését mutatja az azimuttól, amelyet a B-1 beállítással kaptunk. A 20 m/s ferde fúvósebességű merev lapátokkal rendelkező tesztrotor modellnél a maximális lengési szög 196°-os, a legkisebb pedig 22°-os azimutban volt. Ez azt jelenti, hogy a forgáskúp tengelye hátra és balra dől. A főrotor forgáskúp tengelyének ferde áramlás közbeni eltérésének jelenségét a forgáskúp akadályozásának nevezzük (1.53. ábra).

Elméletileg a fő rotorkúp ferde fúvással hátra-balra omlik. Ezt az elzáródást a fenti kísérlet is megerősíti. Az oldalirányú elzáródás irányát azonban jelentősen befolyásolja a lapátok deformációja és a vízszintes csuklópántok távolsága. A valódi rotorlapát nem elég merev, és a rá ható erők hatására
27

erősen deformálódott - hajlik és csavarodik. A csavarás a csökkenő ütési szögek irányába történik, amivel kapcsolatban a felfelé lendülés korábban leáll (Ф = 160 °). Ennek megfelelően a lefelé lendülés is korábban leáll (φ=340°).
Az 1.52, b ábra az a lengésszög kísérleti függését mutatja az azimuttól, amelyet a V-2 beállítással kapunk. Hajlékony lapátos légcsavar modell tesztelésekor a maximális lengési szöget φ=170° azimutban, a minimumot φ=334° azimutban kaptuk. Így a valódi helikoptereknél a forgáskúp hátra és jobbra esik. A dőlésszög értéke a repülési sebességtől, a légcsavar emelkedésétől és a fordulatszámtól függ. A csavar menetemelkedésével és a fordulatszámmal, valamint a fordulatszám csökkenésével a forgáskúp tengelye növekszik.
A modern helikopterek vezérlése a forgáskúpnak a helikopter mozgási irányába történő megdöntésével történik. Például az előrehaladáshoz a pilóta a főrotor forgáskúpjának tengelyét előre tereli (a lengőlemez segítségével). A kúp dőlését a főrotor tolóerejének megfelelő irányú dőlése kíséri, amely megadja a helikopter mozgásához szükséges komponenst (1.32. ábra). Amint azonban a repülési sebesség növekedni kezd, a ferde áramlás miatt a kúp visszaesik és oldalra esik. A kúp eltömődésének hatását a helikopter vezérlőkarjának további mozgása hárítja el.
12. § Függőleges csuklópánt (VSH)
Annak érdekében, hogy a vízszintes mellett a függőleges golyós-
Nir, vegyük figyelembe a pengére ható erőket a forgási síkban.
Amikor a propeller forog, a forgási síkban Q l ellenállási erők hatnak a lapátokra. Lebegő módban ezek az erők minden irányszögben azonosak lesznek. A csavar körüli ferde áramlásnál az áramlás felé mozgó lapát ellenállása nagyobb, mint az áramlás irányába mozgó lapáté. A vízszintes csuklópántok és a lapátok csapkodó mozgása segít csökkenteni ezt a különbséget (a támadási szögek igazítása miatt), de nem szünteti meg teljesen. Ezért a forgási ellenállási erő egy változó erő, amely a pengék gyökereit terheli.
A fordulatszám megváltozásakor tehetetlenségi erők hatnak a főrotor lapátjaira, a fordulatszám növekedésével - a forgás ellen irányulva, és a sebesség csökkenésével - a csavar forgási irányában. Tehetetlenségi erők a főrotor agyának állandó fordulatainál is felléphetnek a főrotortárcsához áramló légáramlás egyenetlenségei miatt, ami az aerodinamikai erők megváltozásához és a lapátok további mozgási hajlamához vezet az agyhoz képest. Repülés közben a tehetetlenségi erők viszonylag kicsik. A földön azonban ebben a pillanatban a hordozó felpörög
A légcsavarnál a tehetetlenségi erők nagy értéket érnek el, és a sebességváltó éles indítása esetén akár a lapátok töréséhez is vezethetnek.
Ezen túlmenően, a vízszintes csuklópántok jelenléte, amelyek a pengék csapkodó mozgását biztosítják, ahhoz a tényhez vezet, hogy a penge súlypontja időszakosan megközelíti és eltávolodik a csavar forgástengelyétől (1.54. ábra).

Az energiamegmaradás törvénye alapján a forgó hordozó mozgási energiája
a légcsavarnak állandónak kell maradnia a lapát csapkodó mozgásától függetlenül (a többi energiatípus változását figyelmen kívül hagyjuk). A forgó csavar kinetikus energiáját a következő képlet határozza meg:

ahol m a forgó lapátok tömege;
w-
a penge forgási szögsebessége,
r-távolság a forgástengelytől a penge súlypontjáig;

A képletből látható, hogy állandó kinetikus energia mellett a penge súlypontjának a forgástengelyhez való közeledését (fellendülését) a forgási szögsebesség növekedésével kell együtt járni, és a penge forgástengely felőli súlypontja (lelendülés) a forgási szögsebesség csökkenésével járjon együtt. Ezt a jelenséget jól ismerik a táncosok, akik úgy növelik testük forgási sebességét, hogy élesen közelítik a karokat a testhez (1.55. ábra). Azokat az erőket, amelyek hatására a forgási szögsebesség nő vagy csökken a forgó rendszer tehetetlenségi nyomatékának változásával, Coriolisnak nevezzük.

Amikor a lapátok felfelé lendülnek, a Coriolis-erők a főrotor forgási irányába irányulnak, lefelé lendüléskor pedig ellentétesek.
A csapkodó mozgásokból fellépő Coriolis erők jelentős értéket érnek el, és változókkal terhelik meg a pengék gyökérrészeit.
a főrotor forgássíkjában ható hajlítónyomatékok.
Így a vízszintes zsanérok beállítása, amely lehetővé tette
kiküszöböli a hajlítási nyomatékok átadását a légcsavar agyára és tehermentesíti a lapátok tomparészeit a lengés síkjában, ugyanakkor nemkívánatos jelenségeket idéz elő a lapátok gyökérrészeit változó nyomatékkal terhelő Coriolis-erők fellépésével. a forgási sík. A Coriolis-erők változó nyomatéka átkerül a főrotor csapágyaira, a rotor agyára és a motor tengelyére, váltakozó terhelést okozva, ami a fő csapágyak kopásának gyorsulásához és vibrációhoz vezet.
helikopter.
A lapátok gyökérrészeinek a forgási síkban ható váltakozó hajlítónyomatékok, a perselyek - a helikopter rezgését okozó váltakozó terhelések alóli tehermentesítésére függőleges zsanérokat szerelnek fel, amelyek a légcsavar forgási síkjában oszcilláló mozgásokat biztosítanak. a pengékről.
A figyelembe vett erők mellett centrifugális erő is hat a pengére a forgási síkban.
Függőleges csuklópánt és a szembejövő levegő áramlásának egyenletes sebességmezője üzemmódban
lebegő penge bizonyos szöggel lemarad a sugárirányú helyzettől?. Az 1.56. ábra a nyomatékegyenlőség által meghatározott késleltetési szög értéke?

Fc.bLc.b =Ql LQ.
A transzlációs sebességű repülésre való átállás során az aerodinamikai erőkhöz hozzáadódnak a változó tehetetlenségi és Coriolis-erők, és maguk az aerodinamikai erők is változóvá válnak. Ezen erők hatására a penge összetett mozgást hajt végre, amely forgó mozgásból, transzlációs (a helikopterrel együtt), lendkerékből áll a GS-hez képest és oszcilláló mozgásból a VS-hez képest.
VSC jelenlétében a penge a felé fordul

Valami késleltetési szög? (1.57. ábra, a). Ebben az esetben a penge úgy van elhelyezve, hogy az N aerodinamikai és centrifugális erők eredője a tengelye mentén irányuljon. Az eredőt átvisszük a GM tengelyére, és felbontjuk A és B erőkre, meggyőződünk arról, hogy a GM csapágyai nem egyformán terheltek. Valójában egyetlen A erő jelenlétében as
az első és a hátsó GSh csapágyak azonos radiális terhelésekkel lennének terhelve. Azonban az erő
B, a hátsó csapágy tehermentesítése mellett az elülsőt is terheli, ami a csapágyak egyenetlen kopását okozza. Ezenkívül a B erő, amely a GSh esetében axiális, nyomócsapágyak felszerelését teszi szükségessé.
A GSh csapágyak működési feltételeinek szimmetrikus terheléshez való közelítéséhez elmozdulást alkalmaznak
GS a hüvely előreforgásához képest (1.57. ábra, b). Ebben az esetben a késleltetési szög jelenléte?
ahhoz a tényhez vezet, hogy a penge tengelye megközelítőleg merőleges a GSH tengelyére.

Mivel a függőleges csuklópántok lehetővé teszik a lapátok oszcillációját a főrotor forgási síkjában, így megakadályozzák ezen rezgések amplitúdójának növekedését a csapágyon.

A modern helikopterek légcsavarjai speciális csillapítókkal - rezgéscsillapítókkal vannak felszerelve. A lengéscsillapítók súrlódó és hidraulikusak. Mind ezeknek, mind másoknak a működési elve az, hogy a rezgési energiát hőenergiává alakítják, amely azután a környező térbe disszipálódik.
A talajon a motor beindítása és a főrotor felpörgetése előtt a lapátokat a VSH első ütközőire kell helyezni. Ennek célja a lapátok szöggyorsulása (tehetetlenségi erő) csökkentése a felpörgés kezdeti pillanatában.
A lapátok VSH-hoz viszonyított egyenlőtlen forgása a fő rotor súlypontjának eltolódását okozza a forgástengelytől. Ennek eredményeként, amikor a légcsavar forog, tehetetlenségi erő keletkezik, amely a helikopter rezgését (lengését) okozza.
Ez a jelenség különösen akkor veszélyes, ha a főrotor a talajon működik, mivel a rugalmas futóműre szerelt helikopter sajátfrekvenciája lehet egyenlő vagy többszöröse a hajtóerő frekvenciájának, ami rezgésekhez vezet, amelyeket általában ún. földrezonancia.
13. § Lengés kompenzáció
Mint ismeretes, a légcsavarkúp forgásának akadályozásának fő oka a lapátok ferde áramlásban történő csapkodó mozgása. Minél nagyobb a felfelé lengés maximális szöge, annál nagyobb a forgáskúp akadályozása. A kúp nagy eltömődésének jelenléte nem kívánatos, mivel a helikopter transzlációs repülés közbeni irányítása során a vezérlőkarok további eltérése szükséges az elzáródás kompenzálásához. Ezért szükséges, hogy a GS-hez viszonyított nyomatékok egyensúlyát a csapkodó mozgások kisebb amplitúdója mellett hozzuk létre.
Annak érdekében, hogy a lengésmozgások amplitúdója a tűréshatáron belül legyen, lengéskompenzációt alkalmazunk. A lengéskompenzáció elve, hogy a vezérlő póráz (A) rögzítési pontja nem a vízszintes pánt tengelyére van felszerelve, hanem a penge felé tolódik el (1.58. ábra).

Ha az A pont nem fekszik a vízszintes csuklópánt tengelyén és mozdulatlan, akkor fellendüléskor a penge beépítési szöge, és ezzel együtt a ütési szöge csökken, lelendüléskor pedig nő. A penge csapkodása során a támadási szögek változása miatt aerodinamikai erők lépnek fel, amelyek megakadályozzák a csapkodó mozgások amplitúdójának növekedését.
A kompenzáció hatékonysága nagymértékben függ a tg ?1-től (1.58. ábra), amelyet lengéskompenzációs karakterisztikának nevezünk. Minél nagyobb a tg<1, annál nagyobb a penge beépítési szöge a löket során. Következésképpen a tg ≈ 1 növekedésével a szárnykompenzáció hatékonysága növekszik.
Van késési szög? függőleges csuklópánt felszerelésekor növelheti a lendkerekek amplitúdóját
mozgások (1.59. ábra). Amikor a penge szögben eltér a VS körül? a bevezető él (A pont) távolabb lesz a GSh-től, mint a lefutó él (B pont). Ezért lengéskor az A pont útja nagyobb, mint a B pont által megtett út, aminek következtében fellendüléskor a penge ütési szöge növekszik, lefelé lendítéskor a penge ütési szöge. csökken.

Így a késleltetési szög hozzájárul a további aerodinamikai erők megjelenéséhez a lapáton, ami növeli a csapkodó mozgások amplitúdóját. Ezért különösen célszerű a függőleges csuklópánttal rendelkező pengék löketének kompenzációját alkalmazni.

§ 14. A forgórész reakciónyomatéka
A főrotor forgásakor légellenállási erők hatnak a lapátokra, amelyek a forgórész tengelyéhez viszonyítva egy forgási ellenállási pillanatot hoznak létre. Ennek a pillanatnak a leküzdésére nyomatékot adnak a fő rotor tengelyére a helikopterek törzsébe szerelt motor mechanikus meghajtásával. A forgatónyomaték a fő sebességváltón keresztül a fő rotor tengelyére továbbítódik. A mechanika harmadik törvényének (a cselekvés és a reakció egyenlőségének törvénye) megfelelően reaktív nyomaték keletkezik, amely a fő sebességváltó rögzítési pontjain keresztül továbbítódik a helikopter törzséhez, és hajlamos azt az ellenkező irányba forgatni. nyomaték. A forgatónyomaték és a reaktív nyomaték a légcsavar működési módjától függetlenül mindig egyenlő nagyságú és ellentétes irányban Mcr = Mp.
Ha a motorokat magukra a lapátokra szerelik fel, akkor nyilvánvaló, hogy nincs reakciónyomaték. Reaktív
a nyomaték a főrotor önforgási módjában is hiányzik, azaz minden olyan esetben, amikor a nyomaték
a főrotor tengelyére ható nyomatékot nem a törzsbe szerelt motor adja át.
Korábban azt mondták, hogy a reakciónyomaték kiegyenlítését az egyrotoros konstrukciójú, mechanikus meghajtású helikoptereken a farokrotor tolóereje által a helikopter súlypontjához viszonyított nyomatékkal hozzuk létre.
Az ikerrotoros helikoptereknél mindkét főrotor reaktív nyomatékának kompenzálása a légcsavarok különböző irányú elforgatásával érhető el. Sőt, annak érdekében, hogy mindkét csavar ellentétes irányú reaktív nyomatékai egyenlőek legyenek, a csavarokat pontosan egyformán készítik, a fordulatszámuk pontos szinkronizálásával.

A főrotorra átvitt teljesítmény egyenlő
A képletből látható, hogy minél kisebb a rotor fordulatszáma, annál nagyobb a nyomaték, és ennek következtében
tívan és reaktívan.
A helikopter főrotorának fordulatszáma sokkal kevesebb, mint egy repülőgép légcsavaré. Ezért azonos motorteljesítmény mellett a helikopter főrotorának reaktív forgatónyomatéka sokkal nagyobb, mint a repülőgép propellerének.
A nyomaték és a reaktív nyomatékok a fő rotor tolóerőétől függően is változnak. Így például a légcsavar vonóerejének növelése érdekében növelni kell a teljes emelkedést. A csavar menetemelkedésének növekedése együtt jár a forgással szembeni ellenállás pillanatának növekedésével. Ezért a csavar menetemelkedésével növelni kell a csavarhoz juttatott nyomatékot. Ha ez nem történik meg, akkor a fő rotor fordulatszáma csökken, ami a fő rotor tolóerejének csökkenéséhez vezet.
Ezért a fő rotor tolóerejének növeléséhez nemcsak a csavar menetemelkedését, hanem a nyomatékot is növelni kell. Ehhez a pilótafülkébe egy „szurokgáz” kart szerelnek, amely kinematikusan kapcsolódik a motorhoz, és egy olyan mechanizmust, amely megváltoztatja a propeller dőlésszögét. A kar mozgatásakor arányos változás következik be a csavar nyomatékában és menetemelkedésében, és ezzel egyidejűleg a reaktív nyomatékban is. Az egyrotoros helikoptereken a reakciónyomaték változásához a farokrotor tolóerejének megfelelő változtatására van szükség a fordulás kiküszöböléséhez.

§ 15. A farokrotor tolóereje
A farokrotor tolóerejének nagysága (1.60. ábra) az egyenlőségből határozható meg.

a propeller által fogyasztott teljesítmény megolvad, és ennek következtében a farokcsavar által keltett szükséges tolóerő is megnő.
A farokrotor ferde fújás körülményei között működik, mivel repülés közben a forgási síkja nem merőleges a szembejövő áramlás irányára.
Merev csavar ferde fúvásával, a ráeső áramlás változó sebességével
kések, időszakos
megváltoztatja az egyes pengék tolóerejét, és rezgésekhez vezet.
A lapátok tolóerejének kiegyenlítése minden irányszögben és
a kések eltávolítása a műveletből
hajlítónyomatékok esetén egy valódi farokrotor lapátjai vízszintes csuklópántokkal vannak az agyhoz rögzítve, amelyek lehetővé teszik a lapátok csapkodó mozgását.
Az axiális csuklópántok jelenléte a csavarhüvely kialakításában biztosítja a pengék forgását
hosszanti tengely, amely a hangmagasság megváltoztatásához szükséges.
Nehéz helikoptereken függőleges zsanérok is felszerelhetők a farokrotorokra.
§ 16. Rendelkezésre álló rotor teljesítmény
A modern helikopterek erőműveiben dugattyús vagy turbólégcsavaros repülőgépmotorokat használnak.
A helikopterekben a léghűtéses dugattyús repülőgép-hajtóművek működésének jellemzője az
a motor hűtött felületeinek kényszerfújásának szükségessége speciális ventilátorok segítségével. A helikopterek hajtóművei kényszerített légáramlása a sebességnyomás hűtésre való felhasználásának elégtelen lehetőségével jár a transzlációs repülésben, valamint a nyomás hiányával a lebegési üzemmódban. A turbólégcsavaros motorokkal rendelkező helikoptereken általában ventilátorokat szerelnek fel a fő sebességváltó, az olajhűtők, a generátorok és más egységek hűtésére. A Noxl motorteljesítmény egy részét a ventilátorok meghajtására használják.
A motor teljesítményének egy részét a motort összekötő sebességváltó súrlódásának leküzdésére fordítják
N tr csavarok az Npv farokrotor forgatásához, valamint a hidraulikus rendszer és egyéb egységek szivattyúinak meghajtásához
Na.
Így a főrotorra átvitt teljesítmény kisebb, mint az effektív teljesítmény
Nem a motor tengelyén fejlődött ki.
Ha a költségeket levonjuk az effektív teljesítményből, akkor a rendelkezésre álló Np rotorteljesítményt kapjuk
Np \u003d Ne.- Noxl.- Ntp - Npv - Na
Különféle helikoptereknél Np 75-85% Ne.
Más szóval, a hűtés, a sebességváltó, a kormánykerék és a meghajtóegységek teljesítményvesztesége:
Az effektív motorteljesítmény 15-25%-a.
Az effektív motorteljesítmény és a rendelkezésre álló forgórész teljesítmény a sebességtől és a tengerszint feletti magasságtól függ
azonban a helikopter alacsony repülési sebessége miatt a sebesség Ne és Np-re gyakorolt ​​hatása elhanyagolható.
A rendelkezésre álló teljesítmény repülési magasságtól való változásának jellege a hajtómű típusától függ, és az határozza meg
magassági karakterisztikája (1.61. ábra).

Ismeretes, hogy a dugattyús motor teljesítménye kompresszor nélkül, állandó fordulatszámon, emelkedés mellett
a súlytöltet csökkenése, a hengerekbe kerülő levegő-üzemanyag keverék miatt csökken a magasság. Hasonlóképpen változik a főrotorra átvitt teljesítmény (1.61. ábra / a).
Az egyfokozatú feltöltővel felszerelt dugattyús motor teljesítménye a tervezési magasságig növekszik a magasság növekedésével a levegő-üzemanyag keverék tömegtöltetének növekedése miatt a környezeti levegő hőmérsékletének csökkenése és a jobb henger-öblítés miatt. . A feltöltő légcsappantyújának fokozatos nyitásával a töltőnyomás a számított magasságig állandó marad. A számított magasságon a légcsappantyú teljesen kinyílik, és a motor teljesítménye eléri a maximumot. A tervezési magasság felett a főrotor effektív teljesítménye, és így a rendelkezésre álló teljesítménye ugyanúgy csökken, mint a kompresszor nélküli motornál (1.61. ábra, b).

Egy kétsebességes feltöltővel ellátott hajtómű esetében a tényleges és rendelkezésre álló teljesítmény repülési magasságtól való változásának természetét a ábra mutatja. 1,61, c.
Egy turbólégcsavaros hajtómű esetében a főrotor rendelkezésre álló teljesítményének a repülési magasságtól való függésének jellegét az ábra mutatja. 1.61, d) A turbóprop motor teljesítményének egy bizonyos magasságig való növekedését az elfogadott vezérlőrendszer magyarázza, amely biztosítja a turbina előtti gázok hőmérsékletének egy bizonyos magasságig történő emelkedését.

A főrotorlapátok axiális csuklópántjaihoz rudak (transzlációs mozgást közvetítő elemek) segítségével csatlakozik. A penge forgása az axiális csuklópántban megváltoztatja a penge felszerelési szögét.

Pengeszög

Pengeszög a penge húrja és a konstruktív forgási sík közötti szögnek nevezzük. Minél nagyobb ez a szög, annál nagyobb a rotorlapát által biztosított emelőerő.

A lengőlemez fel/le mozgatása a forgórész tengelye mentén az összes lapát beépítési szögének egyidejű megváltoztatásához vezet, ezáltal beállítható a légcsavar teljesítménye és ennek megfelelően a repülőgép lebegési (repülési) magassága. Ezt a változást a légcsavar teljes dőlésszögének nevezzük.
A lengőlemeznek a repülőgép testéhez viszonyított dőlését ciklikus lépésnek nevezzük, és lehetővé teszi az eszköz hosszirányú-keresztirányú síkban történő vezérlését (pitch-roll).

A főrotor fordulatszáma általában állandó, és a légcsavar terhelésében bekövetkezett változást automatikusan kompenzálja a motor teljesítményének megfelelő változása.

Vannak olyan vezérlőrendszerek, amelyekben nincsenek a pengék axiális csuklói. Például a rádióvezérlésű helikopterek modelljeiben a teljes légcsavar forgási meredeksége változik, nem pedig az egyes lapátok. A szervo csappantyús rotorok változataiban (a Kaman Aircraft szinkronjai) a lapátok hátsó szélén található szárnyak beépítési szöge megváltozik.

A penge forgástengelyéhez közelebb eső és ennek megfelelően kisebb sugarú köröket leíró szakaszai a levegőhöz képest kisebb lineáris sebességgel rendelkeznek, és arányosan kisebb emelőerőt hoznak létre. Ennek a hatásnak a csökkentése érdekében a pengét úgy csavarják meg, hogy a forgástengelyhez közeledve a beépítési szöge fokozatosan nő, ami lehetővé teszi, hogy a kisebb forgási sugarú területek nagyobb emelést biztosítsanak. Pengecsavarás(a penge gyökerénél és végén lévő szakaszok beépítési szöge közötti különbség) 6-12 ° lehet.

A pengék és a tengely csatlakozása lehet csuklós, merev, félmerev és rugalmas. Rugalmas csatlakozással a főrotor forgási síkja nem téríthető el a helikopter törzséhez képest, ellentétben a .

A főrotor két-nyolc lapáttal rendelkezhet. A pengék lehetnek fából, teljesen fémből és kompozitból (üvegszálas). A kompozit pengék gyártása kevésbé időigényes a teljesen fém pengékkel szemben, lényegesen nagyobb az erőforrásuk, megbízhatóságuk és korrózióállóságuk.

Gyakran előfordul, hogy a lapátokat üregessé teszik, és nyomás alatt gázt vagy levegőt pumpálnak a pengébe. A penge belsejében egy speciális érzékelővel mért nyomásesés jelzi a sérülést.

A helikopterek méretének csökkentésére a parkolóban vagy hangárokban, repülőgép-hordozókon és helikopter-hordozókon összecsukható rotorokat használnak. Az összecsukás történhet manuálisan vagy automatikusan.

A fő rotorról a törzsre továbbított vibráció szintjének csökkentése érdekében inga rezgéscsillapítókat szerelnek fel annak agyára vagy lapátjaira. A jegesedés elleni védelem érdekében a légcsavarlapátok jegesedésgátló rendszerekkel vannak felszerelve.

A főrotor légáramlásban elfoglalt helyzetétől függően két fő működési módot különböztetünk meg: az axiális áramlási módot, amikor a rotor agyának tengelye párhuzamos a bejövő zavartalan áramlással, és a ferde áramlási módot, amelyben a légáramlás fut a főrotoron, az agy tengelyéhez képest szögben.

A Sikorsky S-72 helikopterre szerelt, rögzített, repülés közbeni főrotorra, az úgynevezett X-Wingre van egy projekt.

A gyűrű alakú csatornába zárt forgórészt járókeréknek nevezzük, ez a kialakítás növeli a csavar teljesítményét és csökkenti a zajt, de ez növeli a tartószerkezet súlyát.

Léteznek tárcsás szárnyas rotor kialakítások is, mint például a Boeing „Discrotor” vagy az Ellehammer Helicopter ( angol). A Discrotor projektben a főrotorlapátok teleszkóposak, repülés közben a lapátok behúzhatók a tárcsaszárny belsejébe.

rezgések

Amikor a főrotor forog, rezgések lépnek fel, amelyek a műszerek, berendezések idő előtti meghibásodását okozhatják, és akár a repülőgép tönkremeneteléhez is vezethetnek. A rezgés megjelenése magában foglalja az olyan jelenségeket, mint a földrezonancia, a lebegés és az örvénygyűrű.

földrezonancia

Repülőgépek érzékenyek erre a jelenségre, ahol a rotorlapátok egy forgócsuklóval vannak az agyhoz rögzítve. A csavaratlan légcsavar lapátjainak tömegközéppontja a forgástengelyén található. Amikor a légcsavar forog, a lapátok függőleges csuklópántjaikban foroghatnak, és közös tömegközéppontjuk eltolódik a forgástengelytől, ami a propeller agyának vízszintes síkban történő rezgéséhez vezet. Ha ezeknek a rezgéseknek a harmonikusai és a talajon, rugalmas alvázon álló helikopter természetes rezgései egybeesnek, akkor a helikopter ellenőrizetlen lengései keletkeznek - földrezonancia.

A talajrezonancia elfojtható a helikopter futóműjének függőleges csuklópántjában és rugóstagjában történő csillapítással. A földrezonancia létrehozásához kedvezőbb feltételek jönnek létre, ha egy helikopter átfut a földön.

Csapkod

A lebegést a fő rotorlapátok öngerjesztett oszcillációinak nevezzük, amelyek a légáramlás energiája miatt lépnek fel, és a csapkodó mozgás amplitúdójának gyors növekedéséhez vezetnek. A lebegés különösen veszélyes a koaxiális áramkörök esetében, mivel ez a hatás a lapátok átfedését okozza. A lebegés elkerülése érdekében a forgórész lapátjaiba lebegésgátló súlyt, az agyra pedig inga rezgéscsillapítókat szerelnek fel. A csuklós és rugalmas lapátcsatlakozással rendelkező helikoptereken a repülés közbeni lebegés megjelenésének jele a fő rotorkúp „elmosódása”.

örvénygyűrű

örvénygyűrű

Az örvénygyűrű a helikopterrepülés kritikus módja, amely gyors süllyedéskor, alacsony előrehaladási sebességgel alakul ki. Éles magasságvesztés és a helikopter kezelőszervek mozgására adott válaszának gyengülése jellemzi. A helikopter élesen megnöveli a süllyedés sebességét; az örvénygyűrűben az áramlás turbulens állapota miatt a helikopter rázkódik, romlik a stabilitás és az irányíthatóság.

Penge rögzítési sémák

A rotorlapátok egy agyhoz vannak rögzítve, amely szabadon forog a helikopter tengelye körül. Az ilyen vegyületeknek a következő fő típusai vannak.

forgócsukló

A Juan de La Cierva által feltalált forgócsuklóban a pengék axiális, függőleges és vízszintes csuklópántokon keresztül sorba vannak rögzítve az agytesthez. A lapátok kerékagytesttel való csuklódásának köszönhetően jelentősen csökkennek a főrotor elemeiben fellépő váltakozó feszültségek, és csökkennek a légcsavarról a helikopter törzsére átvitt aerodinamikai erők momentumai.

A vízszintes zsanérok lehetővé teszik a pengék fel-le lendítését; a függőlegesek lehetővé teszik, hogy a pengék a forgási síkban oszcillálódjanak, változó ellenállási erők és Coriolis-erők hatására, amelyek akkor jelennek meg, amikor a penge a vízszintes csuklópánthoz képest oszcillál; az axiális csuklópántokat a pengék felszerelési szögének megváltoztatására tervezték.

Csuklós helikoptereken repülés közben láthatja, hogy a levegőben lévő lapátok nem kört, hanem tölcsér vagy kúp alakú figurát írnak le.

Rugalmas (csuklós) csatlakozás

Az ilyen csatlakozású függőleges és vízszintes csuklópánt szerepét egy kompozit anyagokból készült rugalmas elem vagy torzió tölti be. Ez a forgócsuklóhoz képest lehetővé teszi az alkatrészek számának csökkentését, a karbantartás munkaintenzitásának csökkentését, a kenés szükségességének kiküszöbölését és a főrotor élettartamának 3-10-szeres növelését. Egy ilyen csatlakozású főrotoron a vezérlési hatásfok jelentősen növelhető a csuklóshoz képest, ami hozzájárul a helikopter manőverezhetőségének növekedéséhez, és csökken a "földrezonancia" jelensége is.

Félmerev csatlakozás

Ezzel a sémával két légcsavarlapát mereven rögzítve van a központi hüvelyhez lengés (lengőkar) formájában: amikor az egyik lapát fellendül, a másik szimmetrikus lefelé mozgást végez. A pilóta, megváltoztatva a helikopter irányítókarjának helyzetét, ezáltal megváltoztatja a főrotor teljes forgássíkjának helyzetét. A félmerev rotoragygal rendelkező helikopter jó kezelési tulajdonságokkal rendelkezik. A séma fontos előnye az egyszerűsége (a csuklópántok, a lengéscsillapítók és a centrifugális lapát túlnyúlás-határolók nagy terhelésű csapágyainak hiánya), ami megkönnyíti és csökkenti a légcsavar gyártási és üzemben tartási költségeit. A félmerev helikoptereket Bell és Robinson sorozatban gyártja.

Kemény kapcsolat

A propellerlapátok mereven rögzítve vannak a hajtótengelyre szerelt hüvelyhez, csak az axiális csuklópánt segítségével. Ez a séma a legegyszerűbb, de ugyanakkor a leginkább érzékeny a pusztító rezgésekre. Ezenkívül egy ilyen rendszer nagyobb tömeggel rendelkezik a forgócsuklóhoz képest. Meg kell jegyezni, hogy a fő rotorlapátok változó terhelése ebben az esetben a lapátok rugalmassága miatt csökkenthető.

A merev csuklót repülőgépcsavarokban használják, és egészen Juan de La Cierva csuklós csuklójának feltalálásáig a 20. század elején minden kísérleti helikopteren használták. Jelenleg ilyen kapcsolat található a Sikorsky X2 helikopter rotorjaiban.

A rotor dinamikája repülés közben

A fő rotorlapátszakaszok sebességeloszlása ​​repülés közben 90° és 270° irányszögben. ω - a csavar forgási szögsebessége, R - a pengék hossza, R ω - a penge végének kerületi sebessége

A helikopter vízszintes síkban történő transzlációs mozgása során a főrotort egy érkező légáram körbeáramolja. Az óramutató járásával megegyező irányú forgása esetén a repülési irányban bal oldalon elhelyezkedő lapát a légáramlás irányába mozdul el (haladó lapát), annak mentén pedig a jobb oldalon helyezkedik el (visszahúzódó penge). Ennek megfelelően az előrehaladó lapát sebessége a beáramló levegőhöz viszonyítva nagyobb, mint a visszahúzódóké, és 90°-os irányszögnél a legnagyobb. Mivel a légellenállás és az emelés arányos a sebességgel, az előrehaladó penge nagyobb emelést hoz létre, és nagyobb ellenállást tapasztal.

A lineáris sebesség arányos a forgástengelytől való távolsággal, és ennek megfelelően a lapátok végén a maximális. A csavar forgási szögsebességének bizonyos értékeinél az előrehaladó penge végszakaszainak lineáris sebessége megközelíti a hangsebességet, aminek következtében ezekben a szakaszokban hullámválság alakul ki. Éppen ellenkezőleg, a visszahúzódó lapát számos szakaszának sebessége a levegőhöz képest olyan alacsony, hogy áramlási leállás lép fel rajtuk, és a kerékagyhoz még közelebb eső szakaszok a fordított áramlási zónába esnek (a lapát profilja áramvonalas) levegővel az éles részből, ami fordított emelőerőt hoz létre).

Az elakadt és hullámválságzónába eső rotorlapátokat a rezgések növekedése és az emelőerő meredek csökkenése jellemzi. A főrotor forgási szögsebességének növelésével ellensúlyozható az áramlási megállás, ez azonban növeli a hullámválságzónát. A hullámválság zóna negatív hatása csökkenthető speciális propellerlapátvégek – például söpört – használatával.

Mivel az előrehaladó lapátok nagyobb emelőerőt hoznak létre, mint a visszahúzódó lapátok, van egy kompenzációs mechanizmus, amely fenntartja a főrotor különböző szakaszaiban fellépő emelőerők egyensúlyát. A mechanizmus egy vízszintes csuklópánt és egy axiális csuklópánt használatán alapul, amely mereven kapcsolódik a lengőlemezhez. Repülés közben a lapát szöget zár be az áramvonalas légáramlattal, a keletkező légellenállás hatására a lapát felfelé lendül. Mivel az axiális csukló a lengőlemezhez csatlakozik, amikor a penge fellendül, a penge elfordul abba az irányba, hogy csökkenjen a fűrészlap és a légáramlás közötti szög. Ennek a szögnek a csökkentése a penge emelőerejének csökkenéséhez vezet.

Ezzel szemben az áramvonalas légáramlás sebességének csökkenésével a penge lemegy, a penge felszerelési szöge nő, és az emelőerő nő.

Átalakító