Kopteri pearootori labad peavad olema ehitatud selliselt, et need vajaliku tõstejõu tekitamisel taluksid kõiki neile pandud koormusi. Ja need ei peaks mitte ainult vastu, vaid neil oleks ka ohutusvaru igasuguste ettenägematute juhtumite puhuks, mis võivad ette tulla lennu ajal ja helikopteri hoolduse ajal maapinnal (näiteks terav tuuleiil, ülespoole suunatud õhuvool, järsk manööver, labade jäätumine, sõukruvi sobimatu pöörlemine pärast mootori käivitamist jne).
Helikopteri pearootori valimise üheks disainirežiimiks on vertikaalse tõusu režiim mis tahes arvutamiseks valitud kõrgusel. Selles režiimis on propelleri pöörlemistasandi translatsioonikiiruse puudumise tõttu vajalik võimsus suurem.
Teades ligikaudselt projekteeritava kopteri kaalu ja määrates kopteri poolt tõstetava kandevõime suuruse, hakkavad nad propellerit valima. Sõukruvi valimine taandub sõukruvi läbimõõdu ja selle pöörete arvu minutis valikule, mille korral saab sõukruvi minimaalse võimsuse kuluga konstruktsioonikoormust vertikaalselt tõsta.
On teada, et pearootori tõukejõud on võrdeline selle läbimõõdu neljanda võimsusega ja ainult pöörete arvu teise astmega, st pearootori poolt välja töötatud tõukejõud sõltub rohkem läbimõõdust kui arvust. revolutsioonidest. Seetõttu on antud tõukejõudu lihtsam saavutada läbimõõdu suurendamisega kui pöörete arvu suurendamisega. Näiteks suurendades läbimõõtu 2 korda, saame tõukejõu 24 = 16 korda suurema ja kahekordistades pöörete arvu, saame tõukejõu ainult 22 = 4 korda suurema.
Teades kopterile rootori juhtimiseks paigaldatava mootori võimsust, valige esmalt rootori läbimõõt. Selleks kasutatakse järgmist suhet:
Rootori tera töötab väga rasketes tingimustes. Sellele mõjuvad aerodünaamilised jõud, mis seda painutavad, väänavad, rebivad ja kipuvad nahka sellest lahti rebima. Selliste aerodünaamiliste jõudude "vastupidamiseks" peab tera olema piisavalt tugev.
Jäätumist soodustavate tingimustega vihmas, lumes või pilves lennates muutub tera kasutamine veelgi raskemaks. Tohutu kiirusega tera tabavad vihmapiisad löövad värvi maha. Kui teradele tekib jäätumine, tekivad jääkasvud, mis moonutavad selle profiili, segavad selle õõtsuvat liikumist ja muudavad selle raskemaks. Helikopteri maapinnal hoidmisel mõjuvad äkilised temperatuuri, niiskuse ja päikesevalguse muutused terale hävitavalt.
See tähendab, et tera ei pea olema mitte ainult tugev, vaid see peab olema ka immuunne väliskeskkonna mõjude suhtes. Aga kui ainult see! Seejärel saaks tera teha üleni metallist, kattes selle korrosioonivastase kihiga ja probleem oleks lahendatud.
Kuid on veel üks nõue: tera peab lisaks sellele olema ka kerge. Seetõttu on see tehtud õõnsaks. Tera konstruktsioon põhineb metallvardal, enamasti muutuva ristlõikega terastorul, mille pindala väheneb järk-järgult või astmeliselt tera juureosast kuni tera lõpuni. .
Varre kui tera peamine pikisuunaline jõuelement neelab nihkejõude ja paindemomenti. Selles osas sarnaneb teravarre töö lennukitiiva varre omaga. Kuid laba varrele avaldavad rootori pöörlemise tagajärjel ka tsentrifugaaljõud, mida lennuki tiiva varre puhul ei juhtu. Nende jõudude mõjul on tera vars pinge all.
Terasäärikud keevitatakse või needitakse peela külge, et kinnitada põikjõukomplekti – tera ribid. Iga ribi, mis võib olla metallist või puidust, koosneb seintest ja riiulitest. Metallkate liimitakse või keevitatakse metallriiulitele, vineerkate liimitakse või keevitatakse puidust riiulitele või vineerkate liimitakse varba külge ja lõuendümbris õmmeldakse saba külge, nagu näidatud. Profiili vööriosas on ribiäärikud kinnitatud eesmise nööri külge ja sabaosas - tagumise nööri külge. Stringerid toimivad pikisuunaliste tugevuselementidena.
Ribide äärikuid kattev nahk moodustab tera profiili mis tahes sektsioonis. Kergeim on linane kate. Kuid selleks, et vältida profiili moonutusi kangakatte läbipainde tõttu ribide vahelistel aladel, tuleb tera ribid asetada väga sageli, üksteisest umbes 5-6 cm kaugusele, mis muudab tera raskem. Halvasti venitatud kangaskattega tera pind näeb välja soonik ja sellel on madalad aerodünaamilised omadused, kuna selle takistus on suur. Ühe pöörde ajal muutub sellise laba profiil, mis aitab kaasa helikopteri täiendava vibratsiooni ilmnemisele. Seetõttu on kangast kate immutatud dopega, mis kuivades venitab kangast tugevalt.
Vineerinahkade valmistamisel suureneb tera jäikus ja ribide vahekaugust saab suurendada 2,5 korda võrreldes kangaga kaetud teradega. Vastupidavuse vähendamiseks töödeldakse ja poleeritakse vineeri pind sujuvalt.
Hea aerodünaamilise kuju ja suure tugevuse saab saavutada õõnsa täismetallist tera valmistamisega. Selle valmistamise raskus seisneb muutuva ristlõikega varda valmistamises, mis moodustab profiili vööri. Teraprofiili sabaosa on valmistatud lehtmetallist korpusest, mille esiservad on keevitatud pellaga ühetasasse ning tagaservad on kokku neetitud.
Helikopteri rootori laba profiil on valitud selliselt, et lööginurga suurenedes tekiks voolu seiskumine võimalikult kõrgete rünnakunurkade juures. See on vajalik selleks, et vältida voolu seiskumist taganeval labal, kus lööginurgad on eriti suured. Lisaks tuleb vibratsiooni vältimiseks profiil valida nii, et ründenurga muutumisel ei muutuks survekeskme asend.
Tera tugevuse ja jõudluse väga oluline tegur on survekeskme ja profiili raskuskeskme suhteline asend. Fakt on see, et painutamise ja väände koosmõjul allub tera iseergastavale vibratsioonile, s.o üha suureneva amplituudiga vibratsioonile (laperdus). Vibratsiooni vältimiseks peab tera olema kõõlu suhtes tasakaalus, st tagama raskuskeskme asendi kõõlul nii, et see takistaks isekasvavat vibratsiooni. Tasakaalustamise ülesanne taandub sellele, et konstrueeritud tera profiili raskuskese on survekeskmest eespool.
Jätkates rootorilaba karmide töötingimustega, tuleb märkida, et tera puitkoore kahjustamist vihmapiiskade poolt saab ära hoida, tugevdades selle esiserva lehtmetallist äärist.
Terade jäätumisega võitlemine on keerulisem ülesanne. Kui lennu ajal sellised jäätumised nagu härmatis ja härmatis kopterile suurt ohtu ei kujuta, siis järk-järgult ja märkamatult, kuid äärmiselt kindlalt labale kasvav klaasjas jää põhjustab tera raskust, selle profiili moonutusi ja lõpuks tõstejõu vähenemiseni, mis toob kaasa helikopteri juhitavuse ja stabiilsuse järsu kaotuse.
Omal ajal eksisteerinud teooria, et jää puruneb lennu ajal terade lappamise tõttu, osutus alusetuks. Tera jäätumine algab kõigepealt juureosast, kus tera painutus selle lehvimisliikumise ajal on väike. Seejärel hakkab jääkiht tera lõpu poole üha kaugemale levima, järk-järgult kaduma. On teada juhtumeid, kui jää paksus juureosas ulatus 6 mm-ni ja tera otsas - 2 mm-ni.
Jäätumise vältimiseks on kaks võimalust.
Esimene viis- see on lennupiirkonna ilmaprognoosi hoolikas uurimine, teel ette tulnud pilvede vältimine ja lennukõrguse muutmine jäätumistingimustest väljumiseks, lennu peatamine jne.
Teine viis- terade varustamine jäätumisvastaste seadmetega.
Helikopteri labade poolest on tuntud terve hulk neid seadmeid. Jää eemaldamiseks rootori labadelt saate seda teha
Kasutada tuleks alkoholi jääsulatajat, mis pihustab alkoholi propelleri esiservale. Viimane alandab veega segatuna selle külmumistemperatuuri ja takistab jää teket.
Rootori labadelt saab jääd purustada õhuga, mis pumbatakse piki rootori esiserva asetatud kummikambrisse. Täispuhutav kamber lõhub jääkooriku, mille üksikud tükid pühitakse seejärel vastutuleva õhuvooluga sõukruvi labadelt minema.
Kui rootori laba esiserv on metallist, saab seda soojendada kas elektri või sooja õhuga, mis juhitakse läbi rootori esiserva asetatud torujuhtme.
Tulevik näitab, milline neist meetoditest leiab laiemat rakendust.
Pearootori aerodünaamiliste omaduste jaoks on pearootori labade arv ja erikoormus rootori poolt pühitavale alale väga oluline. Teoreetiliselt võib rootorilabade arv olla ükskõik milline, ühest kuni lõpmata suure arvuni, nii suur, et need sulanduvad lõpuks spiraalseks pinnaks, nagu eeldati Leonardo da Vinci projektis või I. Bykovi helikopteri-jalgrattas. .
Siiski on teatud arv terasid, mis on kõige soodsamad. Labade arv ei tohiks olla väiksem kui kolm, kuna kahe laba korral tekivad suured tasakaalustamata jõud ja propelleri tõukejõu kõikumised. Näidatud on pearootori tõukejõu muutus selle keskmise väärtuse ümber ühe rootori pöörde jooksul ühe labaga ja kahe labaga propellerite puhul. Kolme labaga propeller säilitab praktiliselt kogu pöörde vältel keskmise tõukejõu.
Rootori labade arv ei tohiks samuti olla väga suur, kuna sel juhul töötab iga laba eelmise laba poolt häiritud voolus, mis vähendab pearootori efektiivsust.
Mida rohkem sõukruvi labasid, seda suurema osa pühitud ketta pindalast need hõivavad. Helikopteri rootori teooriasse on sisse viidud täiteteguri o mõiste, mis arvutatakse kogupindala suhtena
Kopteri pearootori projekteeritud töörežiimi (järsk tõus) puhul on kõige soodsam täiteteguri väärtus 0,05-0,08 (keskmine väärtus 0,065).
See koormus on keskmine. Madal koormus on koormus vahemikus 9-12 kg/m2. Sellist lasti kandvad helikopterid on manööverdatavad ja suure reisikiirusega.
Üldotstarbeliste kopterite keskmine koormus jääb vahemikku 12–20 kg/m2. Ja lõpuks on suur koormus, mida harva kasutatakse, koormus 20–30 kg/m2.
Fakt on see, et kuigi pühitava ala suur erikoormus annab kopterile suure kasuliku koormuse, laskub selline kopter mootori rikke korral isepöörlemisrežiimis kiiresti alla, mis on vastuvõetamatu, kuna sel juhul on kopteri ohutus. laskumine on ohus.
§ 1. Sõukruvide otstarve ja liigid
Propelleri eesmärk on muuta mootorilt ülekantav pöördemoment aerodünaamiliseks jõuks. Aerodünaamilise jõu teket seletatakse mehaanika kolmanda seadusega. Kui propeller pöörleb, püüab see kinni ja paiskab välja teatud õhumassi. See väljapaiskumisele vastu seisev mass surub propelleri koos lennukiga väljumissuunale vastupidises suunas.
Sõukruvi aerodünaamilise jõu tekkimise põhjuseks on propelleri poolt paisatud õhumassi reaktsioon.
Lennuki propellereid kasutatakse õhusõiduki edasiliikumiseks vajaliku tõukejõu tekitamiseks.
Helikopteri pearootor loob tõstejõu, mis on vajalik kopteri õhus hoidmiseks ja kopteri edasiliikumiseks vajaliku tõukejõu. Nagu öeldud, on helikopteri üks eeliseid selle võime liikuda igas suunas. Kopteri liikumissuund oleneb sellest, kuhu on kaldu pearootori tõukejõud – ette, taha või külgsuunas (joon. 1.32).
Pearootor tagab helikopteri juhitavuse ja stabiilsuse kõikides režiimides. Seega toimib pearootor samaaegselt tiiva, traktori rootori ja peamiste juhtseadistena.
Helikopteri sabarootorid tasakaalustavad helikopteri reaktsioonimomenti ja suunajuhtimist.
§ 2. Pearootori iseloomustavad põhiparameetrid
Helikopteri pearootori peamised parameetrid on järgmised:
Terade arv. Kaasaegsetes helikopterites kasutatakse kolme-, nelja- ja viielabalisi propellereid. Labade arvu suurendamine halvendab rootori jõudlust labade kahjuliku vastastikuse mõju tõttu. Labade arvu vähendamine (alla kolme) toob kaasa rootori tekitatava tõukejõu pulseeriva olemuse ja kopteri vibratsiooni suurenemise lennu ajal. Pearootori läbimõõt D on labade otstega kirjeldatud ringi läbimõõt pöörlemise ajal. Selle ringi raadius on tähistatud tähega R ja seda nimetatakse pearootori raadiuseks. Kaugus pearootori pöörlemisteljelt vaadeldava sektsioonini on tähistatud tähega g (joonis 1.33).
Arvutused näitavad, et propellerile antud sama võimsuse korral suureneb selle tõukejõud läbimõõdu suurenedes. Näiteks diameetri kahekordistamine suurendab tõukejõudu 1,59 korda, diameetri suurendamine viis korda suurendab tõukejõudu 2,92 korda.
Läbimõõdu suurenemine on aga seotud propelleri massi suurenemisega, suurte raskustega labade tugevuse tagamisel, labade tootmistehnoloogia komplitseerimisega, saba pikkuse suurenemisega. buum jne.
Seetõttu valitakse helikopteri väljatöötamisel teatud optimaalne läbimõõt.
Pearootori F0M pühitav ala on pöörlemise ajal pearootori labade otstega kirjeldatud ringi pindala.
Pühkitava ala mõiste võetakse kasutusele seetõttu, et seda ala võib vaadelda teatud kandepinnana, mis on õhu viskoossuse ja inertsi tõttu sarnane lennukitiivaga, mis moodustab läbi pühitava ala voolates ühe ühise joa. propeller. Kaasaegsetel helikopteritel on F0M= 100-:-1000 m2.
Koormus pühkivale alale p on kopteri G massi ja propelleri pöörlemise ajal pühitava ala suhe:
FomP = G/Fom (kg/m2).
P suurenemine viib pearootori isepöörlevas režiimis maksimaalse lennukõrguse vähenemiseni ja laskumiskiiruse suurenemiseni.
Kaasaegsetele helikopteritele P=12-:-45kg/m2 või 118-:-440n/m2
Täitetegur Q on väärtus, mis näitab, milline osa pühkimisalast on kõigi propelleri labade pindala.
Tera kuju plaanis(Joon. 1.34). Pearootori laba võib olla ristküliku-, trapetsi- või segaplaaniga. Trapetsikujulise tera ahenemine ei ole suurem kui 2-3.
Tera koonus on tagumiku juures oleva kõõlu ja otsakõla suhe.
Tera profiil on selle ristlõike kuju. Rootori labade jaoks kasutatakse lennukitiibadega sarnaseid profiile. Tavaliselt on need asümmeetrilised profiilid suhtelise paksusega c =
7-=-14%”. Profiili kuju piki selle pikkust võib olla muutuv (tera aerodünaamiline keerdumine). Valides püüavad profiilikujud tagada, et sellel oleks parim aerodünaamiline kvaliteet
Terasektsiooni lööginurk a on nurk profiili kõõlu ja läheneva õhuvoolu suuna vahel antud lõigul. Ründenurga suurus määrab aerodünaamiliste jõukoefitsientide väärtused.
Paigaldusnurk Ф nimetatakse nurka profiili kõõlu ja pearootori pöörlemistasandi vahel. Helikopteri sõukruvide paigaldusnurka mõõdetakse rootori raadiusest 0,7 kaugusel See konventsioon võeti kasutusele labade geomeetrilise keerdumise tõttu, mille tõttu on labade kõik osad erineva (lõpu poole väheneva) paigaldusega. nurgad. Geomeetrilise keerdumise vajadust selgitatakse järgmiselt. Esiteks on tera otsa suunas suureneva perifeerse kiiruse tõttu indutseeritud kiiruste ja sellest tulenevalt aerodünaamiliste jõudude ebaühtlane jaotumine tera pikkuses. Koormuse ühtlasema jaotumise tagamiseks vähendatakse paigaldusnurka tera otsa suunas. Teiseks, edasilennul tekib labade teatud asendis lööginurga suurenemise tõttu labade otstes voolu seiskumine; geomeetrilise keerdumise olemasolu surub terminali varisemist suurema lennukiiruse poole. Seda küsimust arutatakse üksikasjalikumalt allpool.
Pearootori laba samm muutub, kui seda pöörata telghinges, s.t. ümber pikitelje.
Struktuuriliselt on pearootor konstrueeritud nii, et kõik selle labad aksiaalhinges saavad samaaegselt pöörata sama nurga või erinevate nurkade alla.
Rootori lööginurk. Eespool öeldi, et pearootori poolt pühitavat pinda võib pidada kandepinnaks, mille pindalaühiku kohta langeb teatud koormus.
Tutvustame mõistet - pearootori A lööginurk, mille all mõeldakse nurka pearootori pöörlemistasandi ja vastutuleva õhuvoolu suuna (lennusuuna) vahel. Kui vool läheneb pearootori pöörlemistasandile altpoolt (joon. 1.36), loetakse ründenurk positiivseks, kui ülevalt - negatiivseks.
Kuna kopter liigub õhus igas suunas, võib pearootori lööginurk varieeruda ±180° piires. Vertikaalse laskumisega A = +90°, vertikaalse tõusuga A = -90°.
Tera asimuudi asendi nurk. Kui kopter lendab, kombineeritakse pearootori labade pöörlev liikumine kogu kopteri kui terviku edasiliikumisega. Sel põhjusel sõltuvad labade töötingimused suuresti nende asendist lennusuuna suhtes. Terade tööomaduste hindamiseks sõltuvalt nende asendist võetakse kasutusele tera asimuutse asendi mõiste.
Tera asimuudi asendi nurk on nurk lennusuuna ja tera pikitelje vahel (joonis 1.37).
Üldiselt aktsepteeritakse, et φ = 0, kui tera pikitelg langeb kokku vastutuleva õhuvoolu suunaga. Tähele tuleb panna (kuna kopter võib liikuda ette-, taha- või külgsuunas), et kõigil juhtudel tuleb asimuudi asendi nurka mõõta laba suunast, mis langeb kokku vastutuleva õhuvoolu suunaga. Loendamine toimub tavaliselt pearootori pöörlemissuunas. On ilmne, et tera asimuutse asendi nurk muutub 0 kuni 360° (0 kuni 2l) pöörde kohta.
Pearootori pöörete arv. Tänu sellele, et helikopteri rootorid on suure läbimõõduga rootorid, on nende kiirus madal – 100-600 p/min.
Nagu arvutused näitavad, on suurima võimaliku tõukejõuga sõukruvi saamiseks (antud võimsuse jaoks) vaja selle läbimõõtu suurendada ja kiirust vähendada. Nii et näiteks tõukejõu kolmekordseks suurendamiseks tuleb kiirust vähendada viisteist korda (sel juhul suureneb propelleri läbimõõt umbes viis korda).
Konkreetse sõukruvi puhul suureneb tõukejõud kiiruse suurenedes, kuid see nõuab sisendvõimsuse suurendamist.
Pearootori pöörete arvu piirab lainekriis, mis tekib eeskätt vastutuleva voolu suunas liikuvate labade otstes (asimuti lähedal r = 90°).
Lainetakistuse ületamisest tingitud suurte kadude vältimiseks valitakse tänapäevaste helikopterite pearootorite pöörete arv nii, et labade otstes oleks allahelikiirusega voolukiirus. Tänapäevastel helikopteritel küünivad labade otste perifeersed kiirused 200-250 m/sek.
§ 3. Ideaalse rootori tõukejõud aksiaalvoolul
Ideaalne kruvi on kruvi, mille töö ei võta arvesse hõõrdekadusid ja joa keerdumist kruvi taga. Aksiaalne voolurežiim on režiim, milles õhuvool on suunatud piki propelleri pöörlemistelge. Sel juhul on pearootori lööginurk 90°. Aksiaalse voolu režiimis töötab pearootor helikopteri hõljumise, vertikaalse tõusu ja vertikaalse laskumise ajal.
Pearootor imeb õhku sisse kiirusega U1 ja paiskab selle välja kiirusega U2. Kiirusi U1 ja U2 nimetatakse induktiivkiirusteks (joon. 1.38).
Kui voolukiirus propelleri ümber on võrdne V-ga, siis sõukruvi ees võrdub see V + U1 ja propelleri taga V+U2.
Õhumass, olles läbinud pühitava ala, saab tiiviku tekitatud jõu F toimel kiirenduse j. Mehaanika kolmanda seaduse alusel mõjub õhk rootorile samasuuruse, kuid vastupidise suunaga jõuga T. Jõud T on propelleri tõukejõud. Lähtudes mehaanika teisest seadusest, T=mj Pühkimisala läbiva õhu massi saab määrata, korrutades ruumala massitihedusega. N. E. Žukovski tõestas teoreetiliselt ja kinnitas eksperimentaalselt, et induktiivne tagasilükkamiskiirus on kaks korda suurem imemise induktiivkiirusest. Teisisõnu, propelleri ketta indutseeritud kiirus on võrdne poolega propellerit läbiva õhu kogukiiruse juurdekasvust.
Induktiivne imemiskiirus määratakse katseliselt ja see on 8-15 m/sek.
Saadud tõukejõu valemist järeldub, et pearootori tõukejõud sõltub õhu massitihedusest, pühkimisalast ja induktiivsest imemiskiirusest.
Lennukõrguse või ümbritseva õhu temperatuuri tõusuga väheneb massi tihedus P ja seega ka tõukejõud. Kiiruse ja propelleri sammu suurenedes suureneb induktiivne kiirus U1 (propelleri tõukejõud).
Pearootori Fоv pühitav ala on konstruktsiooniparameeter ja on konkreetse rootori puhul konstantne.
Rootori tõukejõudu saab saada ka muul viisil - üksikute labade tekitatud aerodünaamiliste jõudude summana, kuna labade ümber olev vool on sarnane tiiva ümbritseva vooluga. Erinevus seisneb aga selles, et tera ei soorita translatsioonilist, vaid pöörlevat liikumist ning seetõttu liiguvad kõik selle lõigud (elemendid) erineva kiirusega. Seetõttu tuleb tera tekitatav aerodünaamiline jõud arvutada mõjuvate aerodünaamiliste jõudude summana
teraelemendile (joonis 1.39).
Teraelemendi tõstejõud ΔY ja elemendi takistus ΔX erinevad vastavalt suuruselt elemendi tõukejõust ΔT ja elemendi pöörlemistakistusjõust ΔQ.
Seda seletatakse asjaoluga, et tõstejõud on suunatud risti lõigule langeva vooluga, tõmbejõud on suunatud piki voolu, tõmbejõud on risti elemendi pöörlemistasandiga ja takistusjõud pöörlemine asub pöörlemise tasapinnal.
§ 4. Rootori tõukejõud kaldus voolu ajal
Kaldvoolu režiimi all mõistetakse režiimi, mille puhul õhuvool on suunatud teatud suvalise lööginurga all pearootori pöörlemistasandi suhtes (mitte võrdne 90°). Seda režiimi kasutatakse helikopteri horisontaalse lennu ajal, samuti kaldtrajektooril tõusmisel ja laskumisel.
Uuritava probleemi lihtsustamiseks käsitleme esmalt pearootori ümber toimuva külgvoolu juhtumit, st juhtumit, kus vool on suunatud paralleelselt pearootori pöörlemistasandiga ja rootori lööginurk on null. Sellisel juhul liidetakse imemiskiirusele u vastutuleva voolu kiirus V ja saadakse saadud kiirus V1 (joonis 1.41). On ilmne, et V>u1.
Valemist on selgelt näha, et sama väljaviskekiiruse U2 korral on sõukruvi tõukejõud külgvoolu ajal suurem kui aksiaalse voolu korral. Füüsiliselt on see seletatav propelleri poolt pühitud ala läbiva teise õhumassi suurenemisega.
Kui vaadelda üldisemat kaldvoolu juhtumit, kui õhk läheneb propelleri poolt pühitud tasapinnale pearootori A mingi suvalise lööginurga all, saame sarnase pildi. Tuleb vaid meeles pidada, et igal konkreetsel juhul peab rootori tasapinnale voolava õhu tulenev kiirus olema võrdne vastutuleva voolukiiruse ja imemiskiiruse geomeetrilise summaga.
§ 5. Pearootori tõukejõu muutmine
kaldus vooluga, olenevalt labade asimuutaalsest asendist
Rootori ümber oleva kaldus voolu korral on labade ümber toimuva voolu kiirus pöörlemisliikumise kiiruse ja läheneva õhuvoolu translatsioonikiiruse summa. Arutluskäigu lihtsuse huvides vaatleme voolu ümber tera otsaosa. Pange tähele, et vastutuleva voolu kiiruse komponent, mis on suunatud piki laba, ei osale tõste loomisel. Otsaosa perifeerne kiirus on wR. Olgu vastutuleva voolu kiirus võrdne V-ga. Jagame selle kiiruse tera piki ja sellega risti olevaks suunaks (joonis 1.42).
Asimuudil 90° võrdub see + V ja asimuutil 270° -V. Seega saavutab tera ühe pöörde jooksul voolukiirus selle ümber maksimumi 90° asimuuti juures ja miinimumi 270° asimuuti juures.
Valemist näeme, et tera tõukejõud on muutuv suurus ja sõltub asimuutist. Maksimaalse väärtuse saab see asimuutil 90°, kui lennukiirusele liidetakse perifeerse kiiruse väärtus, minimaalne väärtus on asimuutil 270°, kui perifeersest kiirusest lahutatakse lennukiirus.
Kahe labaga sõukruvi tõukejõu suurus sõltub asimuutist ja on muutuv väärtus. Kahe labaga rootori tõukejõu muutuv komponent põhjustab kopteri suurenenud vibratsiooni ja seetõttu on kahe labaga rootorite kasutamine piiratud. Kolme labaga sõukruvi tõukejõu arvutamiseks on vaja liita kolme laba tõukejõud, mis paiknevad asimuuti järgi 120° kaugusel. Elementaarsed matemaatilised arvutused näitavad, et kolme või enama labaga propellerite puhul kaob muutuv komponent ja kogu tõukejõud muutub konstantseks, asimuutist sõltumatuks väärtuseks.
Väga oluline on märkida, et kaldpuhumisel jäigalt rummu külge kinnitatud labadega rootori kogutõukejõud ei lange kokku pöörlemisteljega, vaid nihkub õhuvoolu suunas liikuvate labade suunas. Seda seletatakse sellega, et voolu suunas liikuvate labade tõstejõud on suurem kui voolu suunas liikuvatel labadel ning geomeetrilise liitmise tulemusena nihkub tõstejõudude resultant voolu suunas liikuvate labade omast. labad liiguvad voolu suunas. Pearootori nihutatud tõukejõud tekitab kopteri raskuskeskme suhtes ümbermineku (rullumis)momendi (joonis 1.43). Jäigalt fikseeritud labadega pearootor kukuks kopteri paratamatult ümber, kui see üritaks tekitada olulist edasiliikumist.
Lisaks kallutusmomendile, mis kipub pearootori kaldus puhumisel kopterit pikitelje suhtes ümber lükkama, tekib ka pikisuunaline moment, mis pöörab pearootori pöörlemistasapinda põikitelje suhtes, et suurendada kopterit. ründenurk. Selle momendi tekkimist seletatakse asjaoluga, et voolutingimused labade ümber 180° asimuudi lähedal on paremad kui 360° asimuudil. Selle tulemusena nihkub sõukruvi tõukejõu rakenduspunkt pöörlemisteljelt ettepoole, mis viib koostöömomendi moodustumiseni. Elastse tera pikisuunalise momendi suurus suureneb lisaks terade ülespoole painutamise tõttu tõstejõudude mõjul, kuna vastutulev vool mõjub altpoolt 180° asimuutpiirkonnas asuvale terale, kusjuures joonisel fig. 1.43.
Ümbermineku momendi tekkimine jäigalt fikseeritud labadega sõukruvis
0° asimuuti piirkonnas asuv tera on peal (joonis 1.44). Ümbermineku ja pikisuunaliste momentide kahjuliku mõju kõrvaldamine toimub hingedega vedrustuse abil
terad.
§ 6. Rootori takistus kaldus voolus
Rootori poolt pühitud tasapinda käsitletakse kandepinnana. See pind tekitab vastutuleva õhuvoolu tõttu tõste ja takistuse. Pearootori takistus koosneb analoogselt tiivaga profiilist ja induktiivsest.
Teljevoolu korral on labade profiilitakistus kõigis asimuutides ühesugune ja nende resultant null.
Profiili takistuse ilmnemise füüsiline tähendus kaldus
voolu võib kujutada järgmiselt.
Ühe pöörde jooksul muutub tera takistus perioodiliselt,
saavutab maksimumi asimuutil 90° ja miinimumi asimuutil 270°. Erinevus takistuses "edenevate" ja "taganevate" labade vahel annab jõu, mis on suunatud kopteri liikumisele vastupidises suunas. See jõud on pearootori profiiltakistus X pr (joonis 1.45). Pearootori induktiivreaktants on seletatav samaga
samadel põhjustel nagu ümber tiiva voolamisel ehk keeriste teke, mis kulutavad voolu energiat. Pearootori frontaaltakistus koosneb profiilist ja induktiivsest X nv = X pr + X in
Pearootori takistuse suurus sõltub labade profiilikujust, nende paigaldusnurgast, pöörete arvust, lennukiirusest ja pearootori lööginurgast.
Pöörlemisrežiimis lennates tuleb arvestada pearootori takistusega.
§ 7. Vastuvoolu tsoon
Kui tera liigub asimuutides Ф = 180-:-360°, voolavad tera tagumiku lähedal asuvad lõigud ümber mitte ründeservast, vaid vooluservast. Tõepoolest, asimuutis
270° nurga all on selline vool tera kõigi osade ümber, mis asuvad pöördeteljest kuni laba punktini, kus v = wr, st punktini, kus perifeerne kiirus on võrdne lennukiirusega (joonis 1.46). . Nende kiiruste vastupidise suuna tõttu on kogukiirus
vooluhulk selle punkti ümber on null (Wr = 0).
Arvestades erinevaid φ väärtusi, on viimastest lihtne saada
avaldised vastupidise voolu tsooni jaoks. Lihtne on kontrollida, kas see tsoon kujutab endast ringi läbimõõduga d = V/w, mis asub pearootori poolt pühitud kettal (joonis 1.46).
Pöördvoolu tsooni olemasolu on negatiivne nähtus. Seda tsooni läbiv laba osa tekitab allapoole suunatud jõu, mis vähendab rootori tõukejõudu ja suurendab
labade ja kogu helikopteri vibratsioon. Lennukiiruse kasvades suureneb tagasivoolu tsoon.
Pöördvoolu tsooni suurust saab hinnata pearootori töörežiimi karakteristikute koefitsiendiga m.
Pearootori töörežiimi karakteristikute koefitsient on translatsioonikiiruse ja ringkiiruse suhe.
tera otsaosa kiirus.
Koefitsient näitab, millises osas tera asub
asimuut 270°, mis asub vastupidise voolu tsoonis. Näiteks,
kui m = 0,25, siis d = 0,25 R. See tähendab, et tera neljas osa töötab vastupidistes tingimustes
ümbervoolu ja vastupidise voolu tsooni läbimõõt on 25% rootori raadiusest.
§ 8 Pearootori energiakaod. Propelleri suhteline efektiivsus
Ideaalse sõukruvi tõukejõu valemi tuletamisel (käesoleva peatüki § 3) jätsime tähelepanuta igasugused kaod. Kui tõeline propeller töötab töötingimustes, kulub umbes 30% selle pöörlemiseks vajalikust võimsusest labade profiilitakistuse ületamiseks. Profiilikadude suurus sõltub profiili kujust ja pinna seisukorrast.
Analüüsides ideaalse kruvi tööd, eeldasime, et induktiivne kiirus kõigis pühitava ala punktides on sama. Aga see pole tõsi. Tera lähedal on indutseeritud kiirus suurem kui labade vahelistes ruumides. Lisaks muutub indutseeritud kiirus piki tera, suurenedes lõigu raadiuse suurenedes, mis on tingitud lõigu ümbermõõdu suurenemisest (joon. 1.47). Seega on rootori tekitatud indutseeritud kiiruste väli ebaühtlane.
Kõrvuti asetsevad õhuvoolud liiguvad erineva kiirusega, mille tõttu õhu viskoossuse mõjul tekivad voolu ebaühtlusest või induktiivkadudest tulenevad kaod, mis moodustavad umbes 6% nõutavast võimsusest. Üks viis nende kadude vähendamiseks on terade geomeetriline väänamine.
Pearootor mitte ainult ei paiska välja õhumassi, tekitades sellega tõukejõudu, vaid ka keerutab juga. Kaod reaktiivlennuki pöörlemisel on umbes 0,2% sõukruvile antavast võimsusest.
Rõhu erinevuse tõttu rootori pöörlemistasandi all ja kohal liigub õhk mööda rootori ketta ümbermõõtu alt üles. Seetõttu ei osale tõukejõu loomises teatud kitsas rõngas, mis asub pearootori poolt pühitud tasapinna ümbermõõdul (joonis 1.48). Veojõu tekitamises ei osale ka labade tagumik osad, kus paiknevad kinnituskohad. Kokku moodustavad otsa- ja põkkkaod umbes 3% vajalikust võimsusest.
Loetletud kadude olemasolu tõttu on tõelise sõukruvi pöörlemiseks vajalik võimsus, mis tekitab ideaalse sõukruvi tõukejõuga võrdse tõukejõu, suurem.
Seda, kui edukas see või teine päris propeller minimaalsete kadude tagamise seisukohalt on, saab hinnata
pearootori suhtelise kasuteguri järgi g| 0, mis on õhu tagasilükkamiseks ja antud tõukejõu tekitamiseks vajaliku võimsuse ja sama tõukejõu tekitava tõelise sõukruvi pööramiseks tegelikult kulutatud võimsuse suhe.
§ 9. Rootori labade hingedega vedrustus
Selle peatüki §-s 2 toodi välja, et rootoritel on aksiaalsed hinged, mille ülesandeks on muuta propelleri sammu lennu ajal. Sammu muutus saavutatakse labade pööramisega ümber telghingede sees? = 0-15°.Lisaks aksiaalhingedele on kruvidel horisontaalsed ja vertikaalsed hinged.
Horisontaalne liigend (HS) võimaldab tera vertikaaltasapinnal kõrvale kalduda. Tänu
See liigend võimaldab tera vastuvoolu liikumisel ülespoole ja voolu suunas liikumisel allapoole pöörata. Seega võimaldab horisontaalne liigend labadel teha libisevaid liigutusi.
Laba telje ja propelleri rummu tasapinna vahelist nurka nimetatakse libisemisnurgaks?. Con-
konstruktsiooniliselt on tera läbipaine horisontaalse hinge suhtes piiratud peatustega (kuni
25-30°, alla 4-8°). Vaatamata libisevatele liigutustele lennu ajal ei puuduta tera peatusi, kuna libisemisnurkade vahemik on väiksem kui peatuste vaheline nurk. Tera puudutab peatusi ainult siis, kui kiirus on tugevalt langenud ja vastavalt sellele, kui tera tsentrifugaaljõud on vastuvõetamatult vähenenud.
Kopteri pargimisel, kui pearootor ei pöörle või pöörleb väikesel kiirusel, painduvad labade otsad oma raskuse tõttu allapoole ja kui tera toetub vastu alumist peatust, saab löögi saba noole või kere vastu. võimalik. Seetõttu on lisaks alumisele piirikule ka spetsiaalne üleulatuse piiraja, mis madalal kiirusel ei lase teral liigselt alla minna ja kopterit tabada.
Kiiruse kasvades, kui aerodünaamilised jõud painutavad labade otsad ülespoole, lülitub üleulatuse piiraja välja, misjärel saab tera teha libisevaid liigutusi kuni põhjapiirini.
Vertikaalne liigend (VH) tagab tera läbipainde tasapinnalise puksi suhtes
kruvi pöörlemine. Allpool on näidatud, et kui pearootor pöörleb, võib tera liikuda neutraalsest (radiaalsest) asendist teatud nurga all tagasi või ette. Seda nurka nimetatakse viivitusnurgaks (edenemisnurk) ja seda tähistatakse tähega ?. Selle nurga suurus on piiratud peatustega. Kas tera saab tagasi pöörata? = 10-:-18° ja edasi? = 6-:-8°*.
Horisontaalsete ja vertikaalsete hingede olemasolu muudab olulise muudatuse kandevõime töös
kruvi
* Tehnilistes kirjeldustes on viivituse (edenemisnurga) väärtus antud mitte tera radiaalse asendi, vaid horisontaalse hinge suhtes risti.
25
Esiteks tuleb märkida nn koonuse (tulbi) moodustumist, mis on tingitud asjaolust, et tõstejõudude mõjul kalduvad labad horisontaalsete hingede suhtes kõrvale ja tõusevad rummu pöörlemistasandist kõrgemale. Teiseks võrdsustuvad lappamisliigutuste tõttu labade tõstejõud erinevates asimuutides, mis võimaldab välistada kopteri ümbermineku ja kallutamise ettelennul. Lõpuks eemaldatakse labade tagumik suurte paindemomentide tõttu, mis tekivad siis, kui labad on jäigalt kinni.
§ 10. Horisontaalne liigend (HS)
Vaatleme tera tasakaalu horisontaalse hinge suhtes, st terale mõjuvaid jõude
suu pöörlemistasandiga risti olevas tasapinnas (joon. 1.49).
Sellel tasapinnal mõjuvad terale järgmised jõud: (Gl - kaal; Yl - tõstejõud; Fc. b -
tsentrifugaaljõud.
Tõstejõud on 10-15 korda suurem kui tera kaal. Suurim on tsentrifugaaljõud, mis ületab tera kaalu 100-150 korda. Tasakaalusendis peaks kõigi terale peavõlli suhtes mõjuvate jõudude momentide summa olema võrdne nulliga. Teisisõnu peab nende jõudude resultant läbima peavõlli telje.
Pöörlemisel kirjeldab tera koonuse lähedast pinda ja seetõttu nimetatakse libisemisnurka koonuse nurgaks.
Teljevoolu, konstantse sammu ja pöörete korral nurga väärtus
Koonus on üsna kindel. Kui näiteks suurendate
tera samm, siis tõstejõust suurenenud momendi mõjul hakkab tera kalduma libisemisnurga suurenemise suunas.
Kui pöördenurk suureneb, suureneb samaaegselt ka moment
tsentrifugaaljõud, mis takistab tera kõrvalekaldumist ja kui tasakaal taastub, hakkab tera pöörlema suure libisemisnurgaga.
Kaldvoolu korral asimuutides 0-180° liigub tera voolu suunas ja asimuutides 180-360° - voolu suunas. Voolu suunas liikuv tera saab tõstejõu suurenemise ja klapib ülespoole, kuna tõstejõu hetk osutub suuremaks kui tsentrifugaaljõu hetk (raskusjõu hetk on selle väikeste väärtuste tõttu tähelepanuta jäetud).
Voolusuunas liikuval labal tõstejõud väheneb ja seda hetke mõjul
tsentrifugaaljõul liigub see allapoole. Seega ühe pöördega liigub tera üles ja
alla kiigutama.
Voolukiirus on suurim asimuutil 90° ja seetõttu on tõstejõu kasv siin suurim.
Väikseim tõstejõud on 270° asimuutil, kus voolukiirus on minimaalne ja vastupidise voolu tsooni mõju on kõige tugevam. Kuid peavõlli olemasolu ja labade libisevate liikumiste tõttu on tõstejõudude suurenemine ja vähenemine näidatud asimuutides suhteliselt väike. Seda seletatakse libisevate labade lööginurkade muutustega. Tõepoolest, kui tera klapib üles, siis lööginurk kahaneb ja kui tera klapib alla, siis see suureneb (joonis 1.50). Sel põhjusel võrdsustatakse tõstejõudude suurus asimuutides, mis praktiliselt välistab kopterile mõjuvad kreeni- ja pikimomendid.
Sellest tulenevalt peab ütlema, et horisontaalsete hingede eesmärk on võrdsustada labade tõstejõude kõikides asimuutides ja vabastada tagumikuosad paindemomentidest. Horisontaalsed hinged asetsevad konstruktsiooniliselt sõukruvi pöörlemisteljest teatud kaugusel Lgsh (joon. 1.51). Teljevoolu korral langevad pöörlemiskoonuse telg ja hülsi telg kokku. Seetõttu on Fcb labade tsentrifugaaljõud, mis on tingimuslikult peavõllile rakendatud, vastastikku tasakaalustatud. Kaldvoolu korral ei lange koonuse telg ja hülsi telg kokku ning tsentrifugaaljõud asuvad erinevatel (paralleelsel) tasapindadel. Need jõud teatud käel c tekitavad momendi M g w = FcbS, mis parandab kopteri juhitavust. Lisaks sellele, kui kopter on kogemata pikitelje või põiktelje suhtes kõrvale kaldunud, on sellel momendil summutav toime, st see on suunatud läbipaindele vastupidises suunas, mis parandab kopteri stabiilsust.
§ 11. Pöörlemiskoonuse kokkuvarisemine kaldu puhumisel
Eelmises lõigus viidati, et horisontaalsete hingede olemasolu tõttu pöörduvad labad asimuutides 0–180° ülespoole ja asimuutides 180–360° allapoole. Tegelikkuses näeb pilt labade libisevatest liigutustest välja mõnevõrra keerulisem. Tänu sellele, et labadel on mass, suureneb nurk
inertsiga libisemine jätkub mitte asimuudini 180°, vaid mõnevõrra edasi, kahanemist - mitte 360°-ni ja ka veidi edasi. Lisaks asimuudi 180° lähedal voolab vool labale altpoolt ja 360° asimuudi lähedal ülalt, mis aitab veelgi kaasa libisemisnurga jätkuvale suurenemisele 180° asimuudi lähedal ja libisemisnurga vähenemisele 360° asimuudi lähedal.
Joonisel 1.52a on näidatud B-1 paigaldusel saadud libisemisnurga asimuudist sõltuvuse eksperimentaalne kõver. Katsetatud jäikade labadega pearootori mudelil kaldus puhumiskiirusel 20 m/sek oli maksimaalne pöördenurk asimuutis 196° ja minimaalne asimuutis 22°. See tähendab, et pöörlemiskoonuse telg on kallutatud tagasi ja vasakule. Rootori pöörlemiskoonuse telje kõrvalekalde nähtust kaldus voolu ajal nimetatakse pöörlemiskoonuse takistuseks (joon. 1.53).
Teoreetiliselt kaldub pearootori koonus kaldu puhumise ajal tagasi ja vasakule. Seda ummistust kinnitab ülaltoodud katse. Külgmise kokkuvarisemise suunda mõjutab aga oluliselt labade deformatsioon ja horisontaalsete hingede eraldumine. Tegelik pearootori laba ei ole piisavalt jäik ja seda mõjutavad sellele mõjuvad jõud.
27
tugevalt deformeerunud - paindub ja keerdub. Keerdumine toimub ründenurkade vähenemise suunas ja seetõttu peatub ülespööre varem (Ф = 160°). Vastavalt sellele peatub ka allapoole liikumine varem (φ = 340°).
Joonisel 1.52, b on näidatud V-2 paigaldusel saadud pöördenurga a asimuudist sõltuvuse eksperimentaalne kõver. Painduvate labadega sõukruvimudeli testimisel saadi maksimaalne libisemisnurk asimuutil φ = 170° ja minimaalne asimuutil φ = 334°. Seega kaldub tõelistes helikopterites pöörlemiskoonus tagasi ja paremale. Seiskumisnurga väärtus sõltub lennukiirusest, propelleri sammust ja pööretest. Propelleri sammu ja kiiruse suurenemisega ning kiiruse vähenemisega suureneb pöörlemiskoonuse võll.
Kaasaegseid koptereid juhitakse pöördekoonuse kallutamise teel kopteri liikumissuunas. Näiteks ettepoole liikumiseks kallutab piloot rootori koonuse telje ettepoole (kasutades pöördeplaati). Koonuse kaldega kaasneb pearootori tõukejõu kallutamine vastavas suunas, mis annab vajaliku komponendi kopteri liigutamiseks (joon. 1.32). Kuid niipea, kui lennukiirus hakkab tõusma, langeb koonus kaldus voolu tõttu tagasi ja küljele. Koonuse kokkuvarisemise mõju neutraliseerib kopteri juhtpulga täiendav liigutamine.
§ 12. Vertikaalne liigend (VH)
Veendumaks, et lisaks horisontaalsele on vaja paigaldada ka vertikaalne kuul-
nir, arvesta terale pöörlemistasandil mõjuvaid jõude.
Kui sõukruvi pöörleb, mõjuvad selle labadele pöörlemistasandil pöörlemistakistusjõud Q l. Hõljuvas režiimis on need jõud kõigis asimuutides ühesugused. Kui sõukruvi ümber on kaldus vool, on voolu suunas liikuva laba takistus suurem kui voolu suunas liikuval labal. Horisontaalsete hingede olemasolu ja labade libisevad liigutused aitavad seda erinevust vähendada (lööginurkade ühtlustamise tõttu), kuid ei kõrvalda seda täielikult. Seetõttu on pöörlemistakistusjõud muutuv jõud, mis koormab labade juureosi.
Kiiruse muutumisel mõjuvad pearootori labadele inertsiaalsed jõud, kiiruse suurenemisel on need suunatud pöörlemisele, kiiruse vähenemisel aga rootori pöörlemisele. Inertsiaalsed jõud võivad tekkida ka rootori rummu pideva pöörlemise korral rootorikettale voolava õhu ebaühtlase voolu tõttu, mis põhjustab aerodünaamiliste jõudude muutumist ja labade täiendavat kalduvust rummu suhtes liikuda. Lennu ajal on inertsiaaljõud suhteliselt väikesed. Küll aga hakkab kandur hetkel maas üles keerlema
Sõukruvi inertsiaaljõud jõuavad suure väärtuseni ja kui jõuülekanne järsult sisse lülitada, võivad need põhjustada isegi labade purunemist.
Lisaks põhjustab labade libisemist võimaldavate horisontaalsete hingede olemasolu asjaolu, et laba raskuskese läheneb perioodiliselt propelleri pöörlemisteljele ja eemaldub sellest (joonis 1.54).
Energia jäävuse seaduse alusel pöörleva kandja kineetiline energia
sõukruvi peab jääma konstantseks olenemata laba libisevast liikumisest (muu energialiikide muutusi eiratakse). Pöörleva sõukruvi kineetiline energia määratakse järgmise valemiga:
kus m on pöörlevate labade mass;
w-
tera pöörlemise nurkkiirus,
g-kaugus pöörlemisteljest tera raskuskeskmeni;
Valem näitab, et konstantse kineetilise energia korral peaks tera raskuskeskme lähenemisega pöörlemisteljele (üles tõusmisega) kaasnema pöörlemise nurkkiiruse suurenemine ja raskuskeskme eemaldamine. teraga pöörlemisteljest (allapoole tõmbumine) peaks kaasnema pöörlemise nurkkiiruse vähenemine. Seda nähtust teavad hästi tantsijad, kes suurendavad oma keha pöörlemiskiirust, viies käed järsult kehale lähemale (joon. 1.55). Jõud, mille mõjul pöörlemise nurkkiirus pöörleva süsteemi inertsmomendi muutumisel suureneb või väheneb, nimetatakse Corioliseks.
Kui labad klapivad ülespoole, suunatakse Coriolise jõud pearootori pöörlemissuunas ja kui labad klapivad alla, on need suunatud selle vastu.
Lehvitades tekkivad Coriolise jõud saavutavad märkimisväärsed väärtused ja koormavad labade juureosasid muutujatega
pearootori pöörlemistasandil mõjuvad paindemomendid.
Seega horisontaalsete hingede paigaldamine, mis võimaldas
välistada paindemomentide ülekandumine propelleri rummule ja koormata labade tagumik osad lappamistasandil, põhjustades samal ajal soovimatuid nähtusi, mis on seotud Coriolise jõudude esinemisega, mis koormavad labade juureosi muutuva momendiga. pöörlemistasand. Coriolise jõudude vahelduvmoment kandub edasi peavõlli laagritele, pearootori rummule ja mootori võllile, põhjustades vahelduvaid koormusi, mis põhjustab peamiste pealaagrite kiirenenud kulumist ja vibratsiooni.
helikopter.
Labade juureosade mahalaadimiseks pöörlemistasandil mõjuvatest vahelduvatest paindemomentidest ja pukside mahalaadimiseks vahelduvatest koormustest, mis põhjustavad kopteri vibratsiooni, paigaldatakse vertikaalsed hinged, mis rootori pöörlemistasandil tagavad kopteri võnkuvad liikumised. terad.
Lisaks arvestatavatele jõududele mõjub terale pöörlemistasandis ka tsentrifugaaljõud.
Vertikaalse hinge ja sissetuleva õhuvoolu ühtlase kiirusvälja olemasolul režiimis
hõljuv tera jääb radiaalsest asendist teatud nurga võrra maha?. Joonisel 1.56 on näidatud viivitusnurga suurus?, mis on määratud hetkede võrdsusega:
Fts.bLts.b =Ql LQ.
Translatsioonikiirusega lennule üleminekul liidetakse aerodünaamilistele jõududele muutuvad inertsiaal- ja Coriolise jõud ning muutuvateks muutuvad ka aerodünaamilised jõud ise. Nende jõudude mõjul teeb tera keerulist liikumist, mis koosneb pöörlevast liikumisest, translatsioonilisest (koos helikopteriga), hoorattast peavõlli suhtes ja võnkuvast liikumisest peavõlli suhtes.
Kui on olemas VSC, pöörleb tera suunas
Mingi viivitusnurk? (Joon. 1.57, a). Sel juhul asetatakse tera nii, et aerodünaamiliste ja tsentrifugaaljõudude N resultant on suunatud piki selle telge. Viides resultandi üle peavõlli teljele ja jagades selle jõududeks A ja B, veendume, et peavõlli laagrid ei oleks võrdselt koormatud. Tõepoolest, ühe jõu A juuresolekul, kuidas
esi- ja tagumised GSH laagrid oleksid koormatud samade radiaalkoormustega. Siiski jõudu
B koormab tagumist laagrit maha, lisaks koormab eesmist, põhjustades laagrite ebaühtlast kulumist. Lisaks nõuab jõud B, mis on GS-i jaoks aksiaalne, tõukejõu laagrite paigaldamist.
Põhilaagrite töötingimuste lähendamiseks sümmeetrilise koormuse tingimustele rakendatakse nihet
Peavõll puksi suhtes on pöörlemisel ettepoole (joon. 1.57, b). Kas sel juhul on viivitusnurk?
toob kaasa asjaolu, et tera telg asub peavõlli teljega ligikaudu risti.
Kuna vertikaalsed hinged võimaldavad labadel teha pearootori pöörlemistasandis võnkuvaid liigutusi, vältides võimalust suurendada nende vibratsioonide amplituudi rootoril.
Kaasaegsete helikopterite rootorid on varustatud spetsiaalsete summutitega – vibratsioonisummutitega. Amortisaatorid on kas hõõrd- või hüdraulilised. Mõlema tööpõhimõte seisneb vibratsioonienergia muutmises soojusenergiaks, mis seejärel hajub ümbritsevasse ruumi.
Maapinnal tuleb enne mootori käivitamist ja pearootori pöörlemist asetada selle labad propelleri esitugedele. Seda tehakse selleks, et vähendada labade nurkiirendust (inertsjõudu) pöörlemise algmomendil.
Labade ebaühtlane pöörlemine propelleri suhtes põhjustab pearootori raskuskeskme nihkumise pöörlemisteljelt. Selle tulemusena tekib propelleri pöörlemisel inertsiaalne jõud, mis põhjustab kopteri vibratsiooni (kiikumist).
See nähtus kujutab endast erilist ohtu, kui pearootor töötab maapinnal, kuna elastsel šassiil oleva helikopteri loomulik sagedus võib olla võrdne liikuva jõu sagedusega või selle kordne, mis põhjustab vibratsiooni, mida tavaliselt nimetatakse maapinnaks. resonants.
§ 13. Kiigekompensatsioon
Teatavasti on rootori koonuse kokkuvarisemise peamiseks põhjuseks labade libisevad liikumised kaldus voolu ajal. Mida suurem on maksimaalne ülespoole suunatud pöördenurk, seda suurem on pöörlemiskoonuse kokkuvarisemine. Koonuse suure takistuse olemasolu on ebasoovitav, kuna see nõuab kopteri edasilennul juhtimisel takistuse kompenseerimiseks käsuhoobade täiendavat kõrvalekallet. Seetõttu on vajalik, et momentide tasakaal peavõlli suhtes oleks kehtestatud väiksema pöördeliigutuste amplituudiga.
Tagamaks, et pöördeliigutuste amplituud jääb tolerantsi piiresse, kasutatakse pöördekompensatsiooni. Klappimise kompenseerimise põhimõte seisneb selles, et juhthoova kinnituspunkti (A) ei paigaldata horisontaalse hinge teljele, vaid nihutatakse tera poole (joonis 1.58).
Kui punkt A ei asu horisontaalse hinge teljel ja on liikumatu, siis ülespoole kiigutades paigaldusnurk ja seega ka tera lööginurk väheneb ja allapoole pendeldades suureneb. Ründenurkade muutumise tõttu tera klappides tekivad aerodünaamilised jõud, mis takistavad lehvimisliigutuste amplituudi suurenemist.
Kompensatsiooni tõhusus sõltub suuresti tan ?1 (joon. 1.58), mida nimetatakse libisemise kompensatsiooni karakteristikuks. Mida suurem tan A1, seda suurem on nurk, mille võrra tera paigaldusnurk lehvimise ajal muutub. Järelikult, kui tan A1 suureneb, suureneb libisemise kompenseerimise efektiivsus.
Kas on viivitusnurk? vertikaalse hinge paigaldamisel võib see suurendada hoorataste amplituudi
liigutused (joon. 1.59). Kui laba on nurga võrra ümber propelleri painutatud? esiserv (punkt A) on põhirelvast kaugemal kui tagaserv (punkt B). Seetõttu on vehkimisel punkti A teekond suurem kui punkti B läbitud teekond, mistõttu ülespoole lehvitades suureneb tera lööginurk ja allapoole lehvimisel tera lööginurk. tera väheneb.
Seega aitab viivitusnurk kaasa täiendavate aerodünaamiliste jõudude ilmnemisele terale, suurendades libisemisliigutuste amplituudi. Seetõttu on eriti soovitav kasutada vertikaalse hingega terade lappamise kompensatsiooni.
§ 14. Rootori pöördemoment
Pearootori pöörlemisel mõjuvad selle labadele õhutakistusjõud, mis tekitavad rootori telje suhtes pöörlemistakistusmomendi. Selle hetke ületamiseks suunatakse pöördemoment mehaanilise ajamiga helikopterite pearootori võllile kere paigaldatud mootorist. Pöördemoment edastatakse peakäigukasti kaudu pearootori võllile. Vastavalt mehaanika kolmandale seadusele (tegevuse ja reaktsiooni võrdsuse seadus) tekib reaktiivne pöördemoment, mis kandub peakäigukasti kinnituspunktide kaudu kopteri kerele ja kipub seda pöörama pöördemomendile vastupidises suunas. Pöördemoment ja reaktiivne pöördemoment, olenemata sõukruvi töörežiimist, on alati võrdsed ja vastupidised suunas Mkr = Mr.
Kui mootorid on paigaldatud labadele endile, on ilmne, et reaktsioonimomenti pole. Reaktiivne
pöördemoment puudub ka pearootori isepöörlevas režiimis, st kõigil juhtudel, kui pöördemoment
pöördemomenti ei edastata kere paigaldatud mootorilt pearootori võllile.
Varem räägiti, et mehaanilise ajamiga ühe rootoriga helikopterite reaktsioonimomendi tasakaalustamine toimub hetkega, mille tekitab sabarootori tõukejõud kopteri raskuskeskme suhtes.
Kahe rootoriga helikopterites saavutatakse mõlema pearootori reaktsioonimomentide kompenseerimine rootorite eri suundades pööramisega. Veelgi enam, mõlema kruvi vastandsuunaliste reaktiivmomentide võrdsuse säilitamiseks tehakse kruvid täpselt ühesuguseks nende pöörete täpse sünkroniseerimisega.
Pearootorile edastatav võimsus on võrdne
Valemist on selge, et mida madalam on rootori kiirus, seda suurem on pöördemoment ja järelikult
kehtiv ja reageeriv.
Helikopteri pearootori pöörete arv on oluliselt väiksem kui lennuki propelleri pöörete arv. Seetõttu on sama mootorivõimsuse juures helikopteri rootori reaktiivne pöördemoment oluliselt suurem kui lennuki rootoril.
Pöördemoment ja reaktiivmomendid varieeruvad ka sõltuvalt pearootori tõukejõu suurusest. Näiteks propelleri tõukejõu suurendamiseks on vaja suurendada üldist sammu. Propelleri sammu suurenemisega kaasneb selle pöörlemise takistuse momendi suurenemine. Seetõttu on propelleri sammu suurenedes vaja suurendada sõukruvile antavat pöördemomenti. Kui seda ei tehta, väheneb pearootori pöörete arv, mis toob kaasa pearootori tõukejõu vähenemise.
Seetõttu on rootori tõukejõu suurendamiseks vaja suurendada mitte ainult propelleri sammu, vaid ka pöördemomenti. Selleks on piloodi kokpitti paigaldatud “astmega gaasihoob”, mis on kinemaatiliselt ühendatud mootoriga ja mehhanismiga, mis muudab propelleri sammu. Kangi liikumisel toimub kruvi pöördemomendi ja sammu proportsionaalne muutus ning samal ajal ka reaktiivmomendi muutumine. Ühe rootoriga helikopteril on reaktsiooni pöördemomendi muutmiseks vajalik sabarootori tõukejõu vastav muutmine pöörde kõrvaldamiseks.
§ 15. Sabarootori tõukejõud
Sabarootori tõukejõu suurust (joon. 1.60) saab määrata võrdsuse põhjal
propelleri tarbitav võimsus väheneb ja sellest tulenevalt suureneb sabarootori poolt tekitatav vajalik tõukejõud.
Sabarootor töötab kaldu puhumistingimustes, kuna lennu ajal ei ole selle pöörlemistasand vastutuleva voolu suunaga risti.
Jäika sõukruvi kaldu puhumisel põrkab sellele vastu muutuv voolukiirus
terad põhjustavad perioodilist
iga tera tõukejõu muutus põhjustab vibratsiooni.
Labade tõukejõu võrdsustamiseks kõigis asimuutides ja
terade mahalaadimine tegevusest
paindemomentide korral kinnitatakse tõelise sabarootori labad rummu külge horisontaalsete hingede abil, mis võimaldavad labadel teha libisevaid liigutusi.
Aksiaalhingede olemasolu propelleri rummu konstruktsioonis tagab labade pöörlemise tiiviku suhtes.
pikitelg, mis on vajalik sammu muutmiseks.
Rasketel helikopteritel saab sabarootoritele paigaldada ka vertikaalsed hinged.
§ 16. Olemasolev rootori võimsus
Kaasaegsete helikopterite elektrijaamad kasutavad kolb- või turbopropellerlennukite mootoreid.
Õhkjahutusega kolblennukite mootorite töö eripäraks helikopterites on
vajadus mootori jahutatud pindade sundpuhumiseks spetsiaalsete ventilaatorite abil. Kopterite mootorite sundjahutus on seotud ebapiisavate võimalustega kasutada kiirrõhu jahutamiseks edasilennul ja rõhu puudumisega hõljumise režiimis. Turbopropellermootoriga helikopteritesse on tavaliselt paigaldatud ventilaatorid, mis jahutavad peakäigukasti, õlijahutit, generaatoreid ja muid agregaate. Ventilaatorite käitamiseks kulutatakse osa mootori võimsusest Noxl.
Osa mootori võimsusest kulutatakse hõõrdumise ületamiseks käigukastis, mis mootorit ühendab
kruvid Ntr, sabarootori Npв pööramiseks ning hüdrosüsteemi pumpade ja muude sõlmede ajamiseks
Na.
Seega on pearootorile edastatav võimsus väiksem efektiivsest võimsusest
Mootori võllil pole arenenud.
Kui lahutada efektiivsest võimsusest kulud, saame saadaoleva rootori võimsuse Np
Np= Ne.- Noxl.- Nтp – Npв – Na
Erinevate helikopterite puhul on Np 75-85% Ne.
Teisisõnu, jahutus-, käigukasti-, rooli- ja ajamiseadmete võimsuskaod ulatuvad
15-25% efektiivsest mootorivõimsusest.
Mootori efektiivne võimsus ja saadaolev rootori võimsus sõltuvad kiirusest ja kõrgusest
lendu, kuid helikopteri madalate lennukiiruste tõttu võib kiiruse mõju Ne ja Np-le tähelepanuta jätta.
Lennukõrgusest saadava võimsuse muutumise olemus sõltub mootori tüübist ja määratakse kindlaks
selle kõrguse karakteristikud (joonis 1.61).
On teada, et kolbmootori võimsus ilma ülelaadurita konstantsel kiirusel koos suurenemisega
kõrgus langeb silindritesse siseneva õhu-kütuse segu kaalulaengu vähenemise tõttu. Sarnaselt muutub ka pearootorile edastatav võimsus (joon. 1.61/a).
Ühekäigulise ülelaaduriga varustatud kolbmootori võimsus suureneb koos kõrgusega kuni projekteeritud kõrguseni, kuna õhu-kütuse segu massi laengu suurenemine on tingitud ümbritseva õhu temperatuuri langusest ja silindrite paranenud puhastamisest. Ülelaaduri õhusiibri järkjärgulise avamisega hoitakse ülelaadimisrõhk konstantsena kavandatud kõrguseni. Projekteeritud kõrgusel avaneb õhusiiber täielikult ja mootori võimsus saavutab maksimumi. Üle projekteerimiskõrguse väheneb efektiivne võimsus ja seega ka pearootori saadaolev võimsus samamoodi nagu ilma ülelaadurita mootoril (joon. 1.61, b).
Kahekäigulise ülelaaduriga mootori puhul on efektiivse ja saadaoleva võimsuse muutuse olemus lennukõrguse funktsioonina näidatud joonisel fig. 1,61, c.
Turbopropellermootori puhul on olemasoleva rootori võimsuse sõltuvus lennukõrgusest näidatud joonisel fig. 1,61, g Turbopropellermootori võimsuse tõus teatud kõrgusele on seletatav vastuvõetud juhtimissüsteemiga, mis tagab turbiini ees olevate gaaside temperatuuri tõusu teatud kõrguseni.
Ja lendavatel platvormidel.
Kirjeldus
Peamine erinevus pearootorite ja põhipropellerite vahel on võime kiiresti muuta kogu- ja/või tsüklilist sammu. Helikopteri pearootor koosneb tavaliselt labadest, rummust ja hingedest.
Pearootori juhtimissüsteem koosneb pöördplaadist, mis on varraste (translatsioonilist liikumist edastavad elemendid) abil ühendatud pearootori labade aksiaalsete hingedega. Tera pöörlemine aksiaalses hinges põhjustab tera paigaldusnurga muutumise.
Tera paigaldusnurk nimetatakse nurgaks tera kõõlu ja kavandatud pöörlemistasandi vahel. Mida suurem on see nurk, seda suurem on rootorilaba tõstejõud.
Pöördplaadi liigutamine mööda pearootori võlli üles/alla viib kõigi labade paigaldusnurkade samaaegse muutumiseni, reguleerides seeläbi propelleri võimsust ja vastavalt ka lennuki hõljumise (lennu) kõrgust. Seda muutust nimetatakse propelleri üldiseks sammuks.
Pöördplaadi kallet lennuki kere suhtes nimetatakse tsükliliseks sammuks ja see võimaldab teil lennukit juhtida piki-ristitasandil (pitch-roll).
Rootori kiirus on tavaliselt konstantne ja rootori koormuse muutused kompenseeritakse automaatselt mootori võimsuse vastava muutusega.
On juhtimissüsteeme, millel puuduvad labade aksiaalsed hinged. Näiteks raadio teel juhitavate helikopterite mudelites muutub kogu sõukruvi, mitte üksikute labade pöörlemise kalle. Servoklappidega rootorite versioonides (Kaman Aircrafti sünkroopterid) muutub labade tagaserval asuvate klappide paigaldusnurk.
Tera lõigud, mis asuvad pöörlemisteljele lähemal ja mis vastavalt kirjeldavad väiksema raadiusega ringe, on õhu suhtes väiksema lineaarkiirusega ja loovad proportsionaalselt väiksema tõstejõu. Selle efekti vähendamiseks väänatakse tera nii, et selle paigaldusnurk pöörlemisteljele lähenedes järk-järgult suureneb, mis võimaldab väiksema pöörderaadiusega aladel suuremat tõstejõudu. Tera keerdumine(tera juure ja otsa sektsioonide paigaldusnurga vahe) võib olla 6-12°.
Terade ühendus võlliga võib olla hingedega, jäik, pooljäik ja elastne. Elastse ühenduse korral ei saa erinevalt pearootori pöörlemistasandist kopteri kere suhtes kõrvale kalduda.
Pearootoril võib olla kaks kuni kaheksa laba. Terad võivad olla puidust, täismetallist või komposiitmaterjalist (klaaskiud). Võrreldes täismetallist teradega on komposiitterade tootmine vähem töömahukas ning neil on oluliselt pikem kasutusiga, töökindlus ja korrosioonikindlus.
Tihti tehakse terad õõnsaks ja tera sisse pumbatakse rõhu all olevat gaasi või õhku. Tera sees olev rõhulang, mida mõõdetakse spetsiaalse anduriga, annab märku selle kahjustusest.
Kopteri mõõtmete vähendamiseks pargituna või angaarides, lennukit kandvatel laevadel ja kopterikandjatel kasutatakse kokkupandavaid rootoreid. Voltimine võib toimuda käsitsi või automaatselt.
Pearootorilt kerele edastatava vibratsiooni taseme vähendamiseks paigaldatakse selle rummule või labadele pendli vibratsioonisummutid. Jäätumise eest kaitsmiseks on sõukruvi labad varustatud jäätumisvastaste süsteemidega.
Sõltuvalt pearootori asendist õhuvoolus eristatakse kahte peamist töörežiimi: aksiaalvoolu režiim, kui rootori rummu telg asub paralleelselt läheneva häirimatu vooluga (hõljumine), ja kaldus voolu režiim, milles õhuvool läheneb pearootorile rummu telje suhtes nurga all .
Sikorsky S-72 helikopterile on paigaldatud lennu ajal fikseeritud rootori projekt, nn X-Wing.
Rõngakujulisse kanalisse suletud rootorit nimetatakse tiivikuks, see konstruktsioon suurendab sõukruvi võimsust ja vähendab müra, kuid samal ajal suureneb kandekonstruktsiooni kaal.
Samuti on olemas ketastiiva rootori konstruktsioonid, nagu Boeingi Discrotor või Ellehammeri helikopter. (Inglise). Discrotori projektis on pearootori labad teleskoopilised, lennu ajal saab labad ketta tiiva sisse tagasi tõmmata.
Vibratsioonid
Pearootori pöörlemisel tekivad vibratsioonid, mis võivad põhjustada instrumentide ja seadmete enneaegse rikke ning viia isegi lennuki hävimiseni. Vibratsiooni ilmnemine hõlmab selliseid nähtusi nagu maapinna resonants, laperdus ja keerisrõngas.
Maa resonants
See nähtus mõjutab õhusõidukeid, mille rootori labad on liigendühenduse kaudu rummu külge kinnitatud. Pöörlemata sõukruvi labade massikese asub selle pöörlemisteljel. Kui sõukruvi pöörleb, saavad labad pöörata oma vertikaalsetes hingedes ja nende ühine massikese nihkub pöörlemisteljest eemale, mis põhjustab sõukruvi rummu võnkumisi horisontaaltasapinnas. Kui nende vibratsioonide harmoonilised langevad kokku elastsel šassiil maapinnal seisva helikopteri loomulike vibratsioonidega, tekivad kopteri kontrollimatud vibratsioonid - maa resonants.
Maapinna resonantsi saab maha suruda, lisades amortisatsiooni nii helikopteri teliku vertikaalsetesse hingedesse kui ka amortisaatorisse. Soodsamad tingimused maise resonantsi tekitamiseks tekivad siis, kui kopter sõidab üle maa.
Laperdamine
Flutter on nimetus, mis on antud pearootori labade iseergastuvatele võnkudele, mis tekivad õhuvoolu energia tõttu ja toovad kaasa lehviva liikumise amplituudi kiire suurenemise. Leherdamine on eriti ohtlik koaksiaalkonstruktsiooni puhul, kuna see mõju põhjustab labade kattumist. Laperdamise vältimiseks paigaldatakse pearootori labadesse laperdamisvastane raskus ja rummule pendliga vibratsioonisummutid. Hingedega ja elastsete labaühendustega helikopterite puhul on märk laperduse ilmnemisest lennu ajal pearootori koonuse hägustumine.
Vortex ring
Tera kinnitusskeemid
Peamised rootori labad on kinnitatud rummu külge, mis pöörleb vabalt ümber helikopteri võlli. Selliste ühenduste peamised tüübid on järgmised.
Pöördliigend
Juan de La Cierva leiutatud liigendliigendiga kinnitatakse terad rummu korpuse külge järjestikku läbi aksiaalsete, vertikaalsete ja horisontaalsete hingede. Tänu labade liigendusele rummu korpusega vähenevad oluliselt vahelduvad pinged pearootori elementides ja vähenevad rootorilt kopteri kerele ülekanduvate aerodünaamiliste jõudude momendid.
Horisontaalsed hinged võimaldavad teradel üles-alla kõikuda; vertikaalne võimaldab labadel võnkuda pöörlemistasandil, mis tekib muutuvate tõmbejõudude ja Coriolise jõudude mõjul, mis ilmnevad tera võnkumisel horisontaalse hinge suhtes; aksiaalsed hinged on mõeldud labade paigaldusnurkade muutmiseks.
Liigendhelikopteritel lennates on näha, et õhus olevad labad ei kirjelda mitte ringi, vaid lehtrit või koonusekujulist kuju.
Elastne (liigendiga) ühendus
Vertikaalse ja horisontaalse hinge rolli sellises ühenduses mängib komposiitmaterjalidest valmistatud elastne element ehk torsioonvarras. See võimaldab võrreldes liigendliigendiga vähendada osade arvu, vähendada hoolduse töömahukust, kõrvaldada määrimisvajadus ja pikendada pearootori kasutusiga 3-10 korda. Sellise ühendusega pearootoril saab juhtimisefektiivsust oluliselt tõsta võrreldes hingedega, mis aitab tõsta helikopteri manööverdusvõimet, samuti väheneb “maaresonantsi” fenomen.
Pooljäik ühendus
Selle skeemi järgi on kaks sõukruvi laba jäigalt kinnitatud keskrummu külge nagu kiik (kiik): kui üks laba teeb ülespoole pöörde, teeb teine sümmeetrilise allapoole liikumise. Piloot, muutes kopteri juhtpuldi asendit, muudab seeläbi kogu pearootori pöörlemistasandi asendit. Pooljäiga pearootori rummuga helikopteril on head juhitavuse omadused. Selle skeemi oluliseks eeliseks on lihtsus (kõrge koormusega laagrite puudumine hingedes, siibrid ja tsentrifugaallaba üleulatuse piirajad), mis muudab sõukruvi valmistamise ja töös hoidmise lihtsamaks ja odavamaks. Pooljäiga konstruktsiooniga helikoptereid toodavad masstoodang Bell ja Robinson.
Jäik ühendus
Sõukruvi labad on jäigalt kinnitatud veovõllile paigaldatud puksi külge, kasutades ainult aksiaalset hinge. See skeem on kõige lihtsam, kuid samal ajal kõige vastuvõtlikum hävitavatele vibratsioonidele. Lisaks on sellisel skeemil suurenenud mass võrreldes liigendühendusega. Väärib märkimist, et rootori labade muutuvat koormust saab sel juhul vähendada labade endi paindlikkuse tõttu.
Jäika ühendust kasutatakse lennukite propellerites ja seda kasutati kõigil 20. sajandi alguse eksperimentaalsetel helikopteritel, enne kui Juan de La Cierva liigendühenduse leiutas. Praegu võib sellist ühendust leida Sikorsky X2 helikopteri rootoritest.
Pearootori dünaamika lennu ajal
Kui kopter liigub edasi horisontaaltasapinnal, lennutab pearootor ümber vastuõhuvoolu. Kui see pöörleb päripäeva, liigub lennusuunas vasakul asuv tera õhuvoolu poole (edenev tera) ja paremal asuv tera liigub seda mööda (taganev tera). Järelikult on edasiliikuva tera kiirus sissetuleva õhu suhtes suurem kui taganeva tera kiirus ja on maksimaalne asimuuti 90° juures. Kuna õhutakistus ja tõstejõud on proportsionaalsed kiirusega, tekitab edasi liikuv tera rohkem tõstejõudu ja kogeb suuremat takistust.
Lineaarkiirus on võrdeline kaugusega pöörlemisteljest ja on vastavalt maksimaalne terade otstes. Sõukruvi pöörlemise nurkkiiruse teatud väärtuste korral läheneb edasiliikuva laba otsaosade lineaarkiirus helikiirusele, mille tagajärjel areneb nendes lõikudes lainekriis. Vastupidi, mitme taganeva laba sektsiooni kiirus õhu suhtes on nii väike, et vool peatub neil ja rummule veelgi lähemal asuvad sektsioonid langevad tagasivoolu tsooni (õhk voolab ümber laba profiili teravast osast, mis tekitab vastupidise tõstejõu).
Pearootori labasid, mis langevad voolu seiskumise ja lainekriisi tsoonidesse, iseloomustab vibratsiooni suurenemine ja tõstejõu järsk langus. Voolu seiskumise vastu saab pearootori pöörlemise nurkkiiruse suurendamisega, kuid see suurendab lainekriisi tsooni. Lainekriisi tsooni negatiivset mõju saab vähendada propelleri labade spetsiaalsete otsikute - näiteks pühitud otsikute - abil.
Kuna edasiliikuvad labad tekitavad rohkem tõstejõudu kui taanduvad labad, on olemas kompensatsioonimehhanism, et säilitada tasakaal rootori erinevate osade tõstejõudude vahel. Mehhanism põhineb horisontaalse hinge ja aksiaalhinge kasutamisel, mis on jäigalt vajumisplaadiga ühendatud. Lennu ajal on tera voolujoonelise õhuvoolu suhtes nurga all, tekkiv õhutakistus viib tera ülespoole. Kuna aksiaalne hing on ühendatud pöördeplaadiga, siis kui tera klapib ülespoole, siis tera pöörleb tera ja õhuvoolu vahelise nurga vähendamise suunas. Selle nurga vähendamine viib tera tõstejõu vähenemiseni.
Suurus: px
Alusta näitamist lehelt:
Ärakiri
1 UDK: V.A. Graivoronsky, A.G. Grebenikov I.N. Shepel, T.A. Gamanukha Ligikaudne meetod kopteri riikliku lennundusülikooli rootori labale jaotatud normaalsete aerodünaamiliste jõudude arvutamiseks. MITTE. Žukovski "KhAI" Kaldsektsioonide hüpoteesi põhjal käsitletakse pearootori laba jaotatud jõudude määramise küsimusi, võttes arvesse kokkusurutavust ja mittestatsionaarsust. Märksõnad: tera, pearootor, helikopter. Horisontaallennul põhirootorite ümber toimuva voolu tunnuseks on muutuva kiiruse, libisemisnurga ja pearootori laba (ROB) elementide lööginurga olemasolu. Horisontaalse lennukiiruse korral, mis ei ületa 8 m/s, on võimalik kasutada kandejoondiagrammi, samuti voolu jaotamist põiki- ja pikisuunaliseks, et kasutada lamedate lõikude hüpoteesi. Joonisel fig. näitab ketta tagumises osas asuva tera ümber toimuva voolu spektrit µ =.46 juures, millest järeldub, et libisemisnurgad piki tera muutuvad oluliselt. Joon. Voolu spekter rootorilaba ümber Rootorilaba ümber voolava voolu olemus piki raadiust ja asimuuti madalal lennukiirusel on näidatud joonisel a, suurel kiirusel joonisel, b. Terasektsioonide libisemisnurgad erinevad enam kui.5 korda. a Joon. Rootori laba ümbritsevad voolu kiirusväljad b 78
2 Tabelis. voolu libisemisnurkade väärtused labal suhteliste raadiuste 5 ja 9 juures on esitatud erinevate lennukiiruste jaoks asimuutidel ja 8. Tabel. Voolu libisemisnurgad suhtelistel raadiustel V, km/h r =,5 r =, Horisontaalse lennukiiruse suurenemisega suureneb ka vastupidise voolu tsooni mõju, kus libisemine on samuti oluline. Kui kiiruseni µ =, 4 vastupidise voolu tsoon ei too kaasa olulist muutust jõudude ja momentide suuruses, siis suurtel kiirustel tuleb selle mõjuga arvestada. Vastuvoolu tsooni suurim raadius ilma o laba juhtimist arvesse võtmata vastab asimuutile ψ = 7 ja võrdub r µ. Seega lendab tera sektsioone ringi pidevalt suunda ja suurust muutev vool. See asjaolu toob kaasa vajaduse arvutada labade sektsioonide karakteristikud kogukiiruse põhjal vastava raadiuse juures, võttes arvesse kokkusurutavust ja mittestatsionaarsust. Lõigu kogukiiruse määravad laba pöörlemine, helikopteri liikumine, laba libisev liikumine, propelleri indutseeritud vool ja pikisuunaline tsentrifugaalliikumine piki laba. Tsentrifugaalvool tekib piirkihi tõttu. Nagu näitavad numbrilised arvutused, ei mõjuta see vool oluliselt vooluhulka tera ümber. Joonisel fig. Joonisel 3 on kujutatud laminaarsete ja turbulentsete piirkihtide skeeme. Turbulentse piirkihiga praktiliselt puudub radiaalne vool oluliste tangentsiaalsete jõudude tõttu. X-koordinaat määrab punkti piki kõõlut seotud koordinaatsüsteemis. Näiteks väärtusega x =.5 m ja ω in = 5 rad/s on suurim kiirus tsentrifugaaljõust laminaarses režiimis Vr =.4 m/s ja turbulentses režiimis, mis on tõenäolisem, seda on kümme korda vähem, s.t. seda voolu võib ignoreerida. Riis. 3. Radiaalkiiruste jaotus piirkihis: turbulentne BL, laminaarne BL 79
3 Piirkihi radiaalse voolu põhjuseks võib olla ka rõhu jaotus piki tera. See võib põhjustada aerodünaamilise koormuse ümberjaotumist tugevalt koormatud propellerite jaoks. Kinemaatiliste parameetrite määramise võrdlustasapinnaks on sõukruvi arvutuslik pöörlemistasand (joonis 4). Riis. 4. Laba ümber voolava voolu kinemaatika sõukruvi kavandatud pöörlemistasandil Kiiruste kinemaatiline diagramm laba ristlõikes on näidatud joonisel fig. 5. Joon. 5. Tera sektsiooni kiiruste kolmnurk Suhteline kiirus raadiuse r juures arvutatud pöörlemistasandil määratakse avaldisega W W (µ + υ) + r + (µ + υ) r sin(ψ) =. () Suhtelise kiiruse vertikaalkomponent V y = λ r β. () Siis suhteline summaarne kiirus lõigus (µ + υ) + r + (µ + υ) r sin(ψ) + λ + r β λ β = r Nendes avaldistes aktsepteeritakse teadaolevaid suhtelisi parameetreid: µ = V cos(α); λ = V sin(α) + υ ; β = a sin(ψ) b cos(ψ). aastal y. (3) Horisontaallennul suhtelised indutseeritud kiirused (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 tera deformatsioon ja eriti profiilimuutuste piirkondades ja tagasivoolu tsoonis. Tera ristlõiked määratakse lokaalsete voolujoonte abil, mida loetakse tera lõikes sirgjoonelisteks ja mis kalduvad normaalsest ristlõikest ühes või teises suunas kõrvale nurga δ võrra (tabel). χ ja δ muutus sõltuvalt asimuudist ψ, rad Avaldis χ, rad δ, rad r cos(ψ) arctg µ + υ + r sin(ψ), χ jaoks< 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 >sabast. Kaasaegsete helikopterite puhul ulatuvad kiiruste ja ründenurga muutused lõikudes aja jooksul suurte väärtusteni: V & ma > ± m/s, & α ma > ± o / s. See toob kaasa kõigi aerodünaamiliste parameetrite mittestatsionaarse muutuse; toimub rikete pikenemine. Kopteri liikumine erineb oluliselt paigalseisuomaduste järgi ennustatust. Aerodünaamilised koefitsiendid kindlal ajahetkel ei ole määratud mitte ainult kiiruse ja lööginurga väärtustega antud ajahetkel, vaid ka nende muutmise protsessiga eelmisel ajal. Loomulikult mõjutavad kaugemad ajapunktid seda protsessi nõrgemalt. Oluliselt mõjutab ka sõltuvuste α& = f (t) ja V & = f (t) olemus. Piisavalt usaldusväärne 8
Selles küsimuses ei ole sõltuvusi, kuid on mõned eksperimentaalsed sõltuvused, mis võimaldavad meil seda nähtust arvesse võtta. Eelkõige on töös välja toodud meetod katseandmete lähendamiseks, kasutades kolme parameetrit, mis määravad ründenurga muutumise olemuse, mis võimaldab saadud tulemusi üle kanda muudesse tingimustesse. Selle töö andmeid kasutati normaalse profiili jõukoefitsiendi määramiseks normaalsetes ja voolujoonelistes lõikudes. Lisaks korrigeeriti normaalset jõukoefitsienti sõltuvalt sektsiooni suhtelisest paksusest ja kokkusurutavusest. Eelarvestuse käigus määrati lõiketerade kinemaatilised parameetrid vastavalt ülaltoodud sõltuvustele. Algsete geomeetriliste, kinemaatiliste ja tasakaalustavate parameetritena võeti helikopteri parameetrid: C =,; ω =5,8/s; a = 4,7; a = 5,7; in =, ; T V =.35; D = 0,7; k =,4; ϕ 7 =4. Joonisel fig. Joonisel 6 on kujutatud kinemaatilisi parameetreid asimuutides W ja W П seitsmendas lõikes, samuti lööginurgad α ja α ning tinglikult häirimatu voolu nurgad δ ja χ. w w P α ep.5 α e 6 e HB ep 3 8 w α e 8 w P α ep Ψ Joon. 6. Tera ristlõike kinemaatilised parameetrid lõikes “7” vastavalt kaldlõigete hüpoteesile; Indeks “n” tähistab parameetreid vastavalt normaallõikude hüpoteesile.Lõigul W ja W P summaarsed kiirused praktiliselt muutuvad vastavalt esimesele harmoonilisele. Loomulikult on kõigi asimuutide korral kogukiirus W suurem kui kiirus W P ja lööginurk piki voolujoont on väiksem kui ründenurk tavalisel lõigul. Kogu voolu orientatsiooni nurgad δ ja χ, mis on labade libiseva liikumise suhtes tundlikumad, erinevad oluliselt lihtsast harmoonilisest muutusest. Joonisel fig. Joonisel 7 on näidatud nurk- ja lineaarkiirenduse muutus jaotises “7”. Konkreetse arvutusjuhtumi puhul muutub α& praktiliselt vahemikus 83
7 + - /s. See muutus on lähedane esimesele harmoonilisele. Lineaarne kiirendus W & vahemikus + - m/s. Näidatud asjaolud nii lööginurga kui ka kogukiiruse olulise muutumise kohta on aerodünaamiliste omaduste mittestatsionaarsuse põhjuseks. Kahjuks ei ole nende kahe teguri mõju aerodünaamilistele omadustele eraldi uuritud. Joonisel fig. Joonisel 7 on kujutatud voolu normaalkoormuse muutust vastavalt kaldlõike ja normaal 5 ẇ p α hüpoteesile. P. ẇ α p Joon. 7. Asimuudi normaaljõu muutus lõigus “7”; indeks “n” tähistab parameetreid vastavalt hüpoteesile W & ning α& nurk- ja lineaarkiirendused Ψ Need andmed saadi võttes arvesse ründenurga mittestatsionaarsust. Kaldlõike hüpoteesi järgi on koormus veidi suurem kui normaallõikude hüpoteesi järgi, eriti taanduva laba tsoonis p ψ= ψ=3 ψ= p ψ= Joon. 8. Lineaarkoormuse muutus piki raadiust asimuuti ψ = 3 ja 84 korral
8 Lineaarkoormuse muutus mööda raadiust asimuuti ψ =3 korral ja on näidatud joonisel fig. 8. Asimuudi ψ =3 korral on mõlema arvutusvariandi normaalkoormus praktiliselt sama. Asimuudil ψ = "kaldlõigete" hüpoteesi järgi on normaalkoormus suurem kui normaallõigete hüpoteesi järgi. See on tingitud kiiruse ja lööginurga muutuste samaaegsest mõjust lineaarkoormusele. Bibliograafia. Pearootori teooria. [Tekst] Ed. A.K. Martõnova, M.: Masinaehitus, 973. lk Mikheev S.V., Anikin V.Kh., Sviridenko Yu.N., Kolomensky D.S. Rootorite aerodünaamiliste omaduste modelleerimise meetodite väljatöötamise suund. [Tekst] // Ros VO VI foorumi toimetised. M., 4. 5 lk 3. Šaidakov, V.I. Plaadil püsiva koormusega rootori ketta keerise teooria. [Tekst] / V.I. Šaidakov //Helikopterite disain: tehniline. laup. teaduslik tr. // MAI, kd. 38, M., lk 4. TsAGI teadusliku tegevuse põhietapid, / M., Fizmatlit, lk. 5. Baskin, V.E. Rootori laba normaalne ristlõikejõud dünaamilise seiskumise ajal. [Tekst] / V.E. Baskin, V.R. Lipatov // TsAGI toimetised, kd. 865, lk 6. Grayvoronsky, V.A. Helikopteri lennudünaamika. [Tekst]: Õpik. Kasu / V.A. Graivoronsky, V.A. Zahharenko, V.V. Chmovzh. Kh.: Rahvuslik kosmoselennundus Nime saanud ülikool MITTE. Žukovski KhAI, 4. 8 alates 7. Fogarty, L.E. Laminaarne piirkiht pöörleval teral. / J. aeronaut Sei., kd. 8, nr. 3, 95. Saanud toimetaja Normaalsete aerodünaamiliste jaotusjõudude lõhkumise meetodi ligikaudnemine piki helikopteri mitteliikuva sõukruvi laba Lähtudes kaldus rekvisiitide hüpoteesist, jaotusjõudude jaotumise toitumisalane tähendus piki kandepropelleri laba koos kokkusurumise ja kokkusurumisega loetakse mittestatsionaarseks Märksõnad: labidas, kandekruvi, helikopter. Sobiv meetod kopteri rootori labadele jaotatud normaalse aerodüneemilise jõu arvutamiseks Kaldristlõigete hüpoteesi alusel käsitletakse rootori labadele koos kokkusurutavuse ja ebastabiilsusega jaotatud jõu määramise küsimusi. Märksõnad: tera, rootor, helikopter. 85
MAI toimetised. Issue 92 UDC 629.735.45 www.mai.ru/science/trud/ Erinevate täiteväärtustega sabarootorite omaduste arvutuslikud uuringud hõljumisrežiimis helikopteri Animitsa V.A. pööramisel,
UDK 69.7.07 V.P. Zinchenko Tera pühitud otsa mõju pearootori aerodünaamilistele omadustele helikopteri suurtel lennukiirustel Teadus- ja Tootmisühing "AVIA"
UDC 568 VV Tyurev, VA Taranenko Ebakindla liikumise ajal profiili ümber voolava voolu iseärasuste uurimine NE Žukovski järgi nime saanud riiklik lennundusülikool "KhAI" Koos õhutranspordi kaasaegse arenguga
UDC 69.735.45.015.3 (075.8) V.P. Zinchenko Pearootoriga helikopteri kere puhumise tõukejõu kadude arvutamine hõljumisrežiimis Teadus- ja Tootmisühing "Avia" Hõljumis- ja vertikaaltõsterežiimid
Elektrooniline ajakiri "Proceedings of MAI". Issue 45 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 629.735.33 Helikopteri pearootori "pöörisrõnga" režiimide numbriline modelleerimine. Makeev P.V., Šomov A.I. Annotatsioon. Abiga
MAI toimetised. Issue 87 UDC 629.735.33 www.mai.ru/science/trudy/ Tõukejõu pulsatsioonist põhjustatud rootori vibratsiooni ülekoormuste arvutuslikud uuringud, mis põhinevad keeristeoorial Animitsa V.A.*, Borisov E.A.*,
TsAGI TEADUSLIKUD MÄRKUSED XXXX köide 2009 1 UDC 629.735.015.3.035.62 UDC PEAROOTORI KAUGSE KERISSE MÕJU MÕJU LÄHESROOTORI OMADUSELE, M.efly esit.
UDC 69.735.0168.519.673 (045) A.I. Ždanov, E.P. Udartsev, A.I. Shvets, A.G. Shcherbonos Lennuki ebakindla liikumise dünaamika modelleerimine Riiklik Lennuülikool Sissejuhatus Definitsioon
Aerohüdrodünaamika keskinstituut prof. MITTE. Žukovski TASAKAALUSTAMISE MÕJU KOHTA ROOTORI AKUSTILISTELE KARAKTERISTIKUTELE B.S. Kritsky, R.M. Mirgazovi kuues ülevenemaaline konverents
Teema 3. Sõukruvide aerodünaamika omadused Propeller on labaga sõukruvi, mida käitab mootor ja mis on ette nähtud tõukejõu tekitamiseks. Seda kasutatakse lennukites
Elektrooniline ajakiri "Proceedings of MAI". Issue 38 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 629.735.33 Tarkvarapakett kopteri pea- ja sabarootori aerodünaamiliste omaduste arvutamiseks mittelineaarsel alusel
Elektrooniline ajakiri "Proceedings of MAI". Issue 69 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 629.735.33 Helikopteri pea- ja sabarootori vahelise häirete numbriline modelleerimine horisontaalses lennurežiimis koos libisemisega
TEADUSLEHT GIT TOM X L I I UDK 53.56. VOOLU Õhukese tiiva ESISERVA MUUDEPUNKTI LÄHESALUSES TUGEVAS INTERAKTSIOONIREŽIIMIS G. N. DUDIN A. V. LEDOVSKY Uuriti voolu
MAI toimetised. 95. väljaanne http://trudymai.ru/ UDC 629.735.45.015 Horisontaalsete hingede negatiivse nihkega rootori tööomaduste analüüs Borisov E.A.*, Leontyev V.A.**, Novak V.N.*** Kesk
UDK 629.7.016.7 P.I. Motsar, V.A. Udovenko Laba sektsioonide lööginurkade ja propelleri aerodünaamiliste omaduste arvutamine, teades keerisekihi intensiivsuse jaotust, diskreetse keerise meetodi raames
15.1.2. KONVEKTSIIVNE SOOJUSE ÜLEKANDMINE VEDELIKKU SUUNDLIIKUMISE AJAL TORUDES JA KANALIDES Sel juhul sõltub mõõtmeteta soojusülekandeteguri Nusselti kriteerium (arv) Grashofi kriteeriumist (at
2014. AASTA TEADUSBÜHEND MSTU GA 200 UDC 534.83:629.735.45 HELIKOPTERI PEAROOTORI NIHKEMÜRA UURIMINE KAUGAL VÄLJAS V.A. GOLOVKIN, B.S. KRITSKY, R.M. MIRGAZOV Esitatakse uuringu tulemused
8 UDK 69.7.06: 69.7.018 E.D. Kovaljov, Ph.D. tehnika. Teadused, P.I. Motsar, V.A. Udovenko, Ph.D. tehnika. Teadused MATEMAATILISED MUDELID HELIKOPTERI LENNU DÜNAAMIKA SIMULERIMISEKS TERVIL SIMULAATORIGA ERI- JA KRIITILISEL
Elektrooniline ajakiri "Proceedings of the MAI" Issue 55 wwwrusenetrud UDC 69735335 Seosed tiiva veeremis- ja lengermomentide koefitsientide pöörlemistuletistele MA Golovkin Abstract Kasutades vektorit
Avatud info- ja arvutiintegreeritud tehnoloogiad 66, 4 UDK 69.75.45, 5.5(75.8) A. G. Dibir, A. A. Kirpikin, N. I. Pekelny Torsioonvarda kinnituse elastsuse mõju diferentsiaalile
TEADUSKIRI GIT TOM X L I V 2 0 1 3 5 UDC 629.735.45.015.4 HELIKOPTERI MAANDUMISE OMADUSTE UURIMINE libiseval šassiil, A.EKSPERIMENTALENDUSE TULEMUSTE ALUSEL.
Vedeliku mehaanika Moodul 1 1. Vedeliku omadused. 2. Hüdromehaanika välis- ja siseprobleemid. 3. Massi- ja pinnajõud. 4. Massijõudude potentsiaal. 5. Hüdrodünaamika põhivektor ja põhimoment
MIPT MENETLUS. 2014. 6. köide, 1 A. M. Gaifullin jt 101 UDC 532.527 A. M. Gaifullin 1,2, G. G. Sudakov 1, A. V. Voevodin 1, V. G. Sudakov 1,2, Yu N. Sviridenko S. 1, tsentraalne aerohüdro1, 2
74 RAKENDUSMEHHAANIKA JA TEHNILINE FÜÜSIKA 11 T 5, N- 3 UDC 6973533153 REISIJANÕIDUKI REISISÕIDUKI MODELITSIOONI MITTESTATSIOONILISTE AERODÜNAAMILISTE KARAKTERISTIKATE MATEMATILINE KIRJELDUS
Irkutski oblasti Haridusministeerium Irkutski oblasti riigieelarveline erialane õppeasutus “Irkutski Lennukolledž” “KINNITUD” Asetäitja. SD GBPOUIO direktor
UD 5394: 62972 Helikopteri rootori laba väsimustugevuse kohta tuulekoormuste mõjul AI Bratukhin Artikkel on pühendatud mittepöörleva laba ja rummu pingete probleemi käsitlemisele
SISUKORD 3 Eessõna... 11 I PEATÜKK SISSEJUHATUS 1. Aerodünaamika aine. Lühiülevaade aerodünaamika kujunemisloost... 13 2. Aerodünaamika rakendamine lennunduses ja raketitehnoloogias... 21 3. Alused
148 MIPT MENETLUS. 2012. 4. köide, 2 UDK 533.6.011.35 T. Ch. Wu 1, V. V. Võšinski 1,2, N. T. Dang 3 1 Moskva Füüsika- ja Tehnoloogiainstituut (Riiklik Ülikool) 2 Keskne aerohüdrodünaamika
UDC 533.6.011 Pöörleva õhusõiduki ümber toimuva eraldatud ja pideva voolu protsesside matemaatiline modelleerimine # 05, mai 2012 Tikhonova Yu.V. Üliõpilane, rakettide dünaamika ja lennujuhtimise osakond
RAKENDUSMEHAANIKA JA TEHNILINE FÜÜSIKA. 28. T. 49, N- 6 99 UDC 533.692 TIIVAPROFIILIDE KONSTRUKTSIOON, MIS ON PIDEVALT VÄLJAOLEMINE SUHTUVA VOOLU SUUNATUD RÜNDUKURGADE VALIKUS O. S. Dunaeva, N. B. Ilyinsky
Avatud info- ja arvutiintegreeritud tehnoloogiad 62, 203 UDC 532.582.2 V.A. Zakharenko Riikliku lennundusülikooli kõrge ja madala ründenurga all liikumine erinevate profiilide ümber
Avatud info- ja arvutiintegreeritud tehnoloogiad 44, 009 UDK 533.68 T.A. Gamanukha, A.G. Grebenikov, V.V. Tyurev Meetod transpordilennukile mõjuvate aerodünaamiliste momentide määramiseks
Vene Föderatsiooni Haridus- ja Teadusministeerium Föderaalne Riiklik Autonoomne Kõrgharidusasutus "Kaasani (Volga oblast) Föderaalne Ülikool" MATEMAATIKAINSTITUUT
Tšeljabinski teaduskeskuse uudised, kd. 3 (33), 26 MEHAANIKAPROBLEEMID UDC 621.9 LÕIKEKIHI PAKSUSE ARVUTAMINE RUUMILISELT KEERULISTE PINDADE FRESIMISEL SAMMUGA
HELIOGEOFÜÜSILISED UURINGUD 2015 GEOFÜÜSIKALISTE RISKIDE UURIMISE TULEMUSED UDC 551.508.8 HELIKOPTRI ROOOTORITE JÄÄTUMISE Intensiivsuse MUUTUSTE ENNUSTAMISE MUDEL VÕTTES ARVESSE DYTSI MONAATSIOONI
VALGEVENE LÄÄNE RIIKLIKU TEADUSTE AKADEMIA 3 2014 HALLI PÕLLUMAJANDUSTEADUSED UDC 621.929:636(476) Mehhaniseerimine ja energeetika I. M. SHVED 1, A. V. KITUN 1, N. I.2.1., V. I.2.1. MÄÄRATLUS
UDC 622.7 Gravitatsiooniline eraldamine V.I. KRIVOŠTŠEKOV, Ph.D. tehnika. Teadused (Ukraina, Dnepropetrovsk, Riiklik Kaevandusülikool) VISKOOSSE VEDELIKULOOGUMISE SEINA VOOLU UURING SILINDERIDEST Probleem
04 TEADUSBÜHEND MSTU GA 00 UDC 553.65..3:68.3:69.7.05 MIEHITAMATA ÕHUSÕIDUKI PROPELLERI ARVUTUS, ARVESTADES REYNOLDSI ARVU JA VÄHENDAMIST. GERASIMOV B.S. KRITSKY Esitatud
UDC533.6.011.32 SILINdri MITTESTATSIATSIOONIGA RÕIKVOOLU MÕJU UURING KÜLGJÕUDE VÄLJUNDELE A.A. Sergejeva, R.V. Sidelnikov Selles töös käsitletakse mittestatsionaarse põiki lahendust
UDK 69.7.36/534.. A.V. IVANOV, tehnikateaduste kandidaat, M.K. LEONTIEV, tehnikateaduste doktor MAI, Moskva DÜNAAMILISTE ROOTORISÜSTEEMIDE MODAALANALÜÜS Arendatakse modaalanalüüsi meetodeid, et lahendada
32 UDC 629.735.33 D.V. Tinyakov PAIGUTUSPIIRANGUTE MÕJU ÕHUSÕIDUKITE TRAPETSIOONIDE TIIBADE KONKREETSELE EFEKTIIVSUSKRITEERIUMIDELE Sissejuhatus Geomeetrilise vormimise teoorias ja praktikas
Samara Riiklik Lennundusülikool, ÕHUSÕIDUKI POLAARI UURINGUD TUULETUNNELIS T-3 SSAU 2003. aasta Samara osariigi lennundusülikool V.
PRAKTILINE TUND erialal “Soojuselektrijaamade ülelaadijad” Ülesanne Pumba tiiviku arvutamine Arvutage pumba tiivik tihedusega vett varustamiseks liigsurve juures väljalaskeava p n ja sisselaskeava p juures
S.V Wallander LOENGUD HÜDROAEROMEHAANIKA KOHTA L.: Toim. Leningradi Riiklik Ülikool, 1978, 296 lk.. Õpikus käsitletakse järgmisi küsimusi: hüdromehaanika üldise võrrandisüsteemi tuletamine, selle süsteemi registreerimine erinevatele
RINGI LÕIKEGA ÕHUKESEINAGA SILINDERKESTA STABIILSUSEST, ILMA TELJENDAALSE KORRUMISE ALLA JÕRGUSTAVAD ROBEID Menšenin Aleksander Arkadjevitš Uljanovski Riiklik Ülikool Selle ülesanne
12. juuni 2017 Konvektsiooni ja juhtivuse kombineeritud protsessi nimetatakse konvektiivseks soojusülekandeks. Loomulik konvektsioon on põhjustatud ebaühtlaselt kuumutatud keskkonna erikaalude erinevusest ja see toimub
RAKENDUSMEHAANIKA JA TEHNILINE FÜÜSIKA. 200. T. 42, N- 79 UDC 628.23 TERA TUGUSE ARVUTAMINE LINEAARMUUTUVA PAKSUGA ORTOTROOPPILISE PLAADIGA V. I. Solovjov Novosibirski Sõjaväeinstituut, 6307
RAKENDUSMEHAANIKA JA TEHNILINE FÜÜSIKA. 2002. T. 43, N- 1 45 UDC 532.5:533.6 PROFIILI NURGASERVA PARADOKS MITTESTATSATSIOONISES VOOLUS D. N. Gorelov Matemaatika Instituudi Omski filiaal SB RAS, Omsk 644099
UDC 621.452.3 Yu. M. Temis, D. A. Yakushev, E. A. Tarasova TERA LUKUSTUSLIKU ÜHENDUSE OPTIMISEERIMINE KOMPRESSORI KETAGA Ühenduseks loetakse lukustusliigendi kontakti koostoime tunnuseid
Teooria ja tööprotsessid 54 UDK 621.515:438 V.P. GERASIMENKO 1, E.V. OSIPOV 2, M.Yu. ŠELKOVSKI 2 1 Riiklik Lennundusülikool sai nime. MITTE. Zhukovsky KhAI, Ukraina 2 Zarya Mashproekt Riiklik gaasiturbiinitehnika uurimis- ja tootmiskompleks,
UDC 629.127.4 V. V. Veltishchev MUUTUV PIKKUSEGA PAINDLIKU KAABLI LIHTSUSTATUD ESITUS KAUGJUHTIMISE ALLVEEKOMPLEKSI DÜNAAMIKA SIMULERIMISEKS Arvestatakse kaabli konstruktsiooni iseärasusi
LIHTKUJUGA TIIBADE AERODÜNAAMILISTE OMADUSTE SÕLTUMUS GEOMEETRILISTEST PARAMEETRITEST Spiridonov A.N., Melnikov A.A., Timakov E.V., Minazova A.A., Kovaleva Ya.I. Orenburgi osariik
TsAGI TEADUSLIKUD MÄRKUSED XXXVI köide I 6 3 UDK 69.735.45.5.3.35.6 ERIFUNKTSIOONID PROPELLERI TEOORIAS V. V. VOZŽDAEV, V. S. VOZŽDAEV, E. S. VOZHDAEV Konstruktsioonilahenduste kasutamise probleem
ARVUTUSEKSPERIMENT HELIKOPTERI ROOTORI TERA KUJU MÕJU HINDAMISEKS KAUGVÄLJA MÜRATASELE V.A. Ivchin (MVZ sai nime M.L. Mili järgi) Rõžov A.A., V.G. Sudakov, (TsAGI) Arvutuskatse
Termofüüsika ja aeromehaanika 013 köide 0 1 UDC 69.735.33.015.3 Reisilennuki mudeli aerodünaamilised omadused, millel on harmoonilised võnkumised piki veere- ja lengerdusnurka suurte rünnakunurkade korral V.I.
1. loeng Viskoosse vedeliku liikumine. Poiseuille'i valem. Laminaarsed ja turbulentsed voolud, Reynoldsi arv. Kehade liikumine vedelikes ja gaasides. Lennuki tiiva tõstejõud, Žukovski valem. L-1: 8,6-8,7;
90 UDC 69.735.33 V.I. Ryabkov, tehnikadoktor. Sciences, N.N. Melnik, V.V. Utenkova, Ph.D. tehnika. Teadused SABA PIIRKONNA MÄÄRAMINE ESALPROJEKTEERIMISETAPIS VÕTTES ARVESSE ÕHUSÕIDUKI TIIVA KUJU
TsAGI TEADUSLIKUD MÄRKUSED XXXVI köide 2005 1 2 UDC 629.782.015.3 TIIVAKERE SÜSTEEMI TASAKAALUSTAMINE KÕRGE ÜLEHELIKIIRUSEL S. D. ZHIVOTOV, V. S. NIKOLAEV variatsiooniprobleemiks peetakse
FLOWVISION TARKVARAKOMPLEKSI KASUTAMISE TARKVARAKOMPLEKSI KASUTAMISEGA „LENDAVA TIIVGA” ÕHUSÕIDUKI TEMAATILISE MUDELI AERODÜNAAMILISTE OMADUSTE ARVUTUSLIKUD UURINGUD. Kalašnikovi 1, A.A. Krivoštšapov 1, A.L. Mitin 1, N.V.
3. loeng Teema 1.2: TIIVA AERODÜNAAMIKA Loengu lühikokkuvõte: 1. Kogu aerodünaamiline jõud. 2. Tiivaprofiili survekese. 3. Tiivaprofiili kaldemoment. 4. Tiivaprofiili fookus. 5. Žukovski valem. 6. Voolu ümber
VENEMAA FÖDERATSIOONI HARIDUS- JA TEADUSMINISTEERIUM ----------- Föderaalne riigieelarveline kutsealase kõrghariduse õppeasutus Moskva lennundus
RAKENDUSMEHAANIKA JA TEHNILINE FÜÜSIKA. 2011. V. 52, N- 3 153 UDC 534.1 PLAADI PIGIVIBRATSIOON, MIS VÄLJA VOOLAB KANALIS VISKOOSNE VEDELIK
Termofüüsika ja aeromehaanika, 2010, köide 17, 2 UDC 621.311 Vertikaalse pöörlemisteljega turbiinilabade aerohüdrodünaamiliste karakteristikute määramine B.P. Khozyainov, I.G. Kostin Kuzbassi osariik
Kopteri pearootori dünaamika arvutisimulatsioonimudel Simulatsioonimudeli loomise eesmärk on töötada välja juhtimisalgoritmid ja meetodid rootori dünaamilise oleku tuvastamiseks erinevates režiimides
TOGU MEHAANIKA- JA MATERJALITEADUSTE BÜLLEET 014 1 (3) UDC 6036: 60331 A D Lovtsov, N A Ivanov, 014 KERGE RATASTE SÕIDUKI KONSTRUKTSIOON JA ARVUTAMINE KÕIK-TELEKIRJAS
R.E.Aleksejevi nimeline VENEMAA FÖDERATSIOONI KÕRGHARIDUSE RIIGIKOMITEE NIŽNI NOVGORODI RIIKLIKU TEHNILISE ÜLIKOOLI KASUTURI RELVADE OSAKOND.
114 Aerohüdromehaanika MIPT TOIMINGUD. 2014. 6. köide, 2 UDK 532.526.048.3; 532,527; 532 529 V. V. Võšinski 1,2, A. A. Kornjakov 2, Yu. N. Sviridenko 2 1 Moskva Füüsika- ja Tehnoloogiainstituut (osariik
29 UDK 629.7.023 A.A. Tsaritsynsky HINDAMINE KOSMOSES KASUTATAVA KOMPOSITSE PÄIKESE KOMPOSITSEERITUD PÄIKESE SOOJUMISE MÕJU MÕJU VALGUSTUSELE Päikesepatareid on peamised energiaallikad
Ukraina Riiklik Tehnikaülikool "Kiievi Polütehniline Instituut" Instrumentide ja orientatsiooni- ja navigatsioonisüsteemide osakond Laboratoorsete tööde juhised erialal "Navigatsioon"
Väändevarda rootori rummuga helikopteri pearootori võlli paindepingete määramise meetod Leiutis käsitleb meetodit väändevarda rootori rummuga helikopteri pearootori võllile lennu ajal. Pingete määramiseks mõõdetakse kogu lennuaja jooksul standardsete vahenditega lennuomadusi, nendest valitakse ja süstematiseeritakse olulised parameetrid, määratakse nende ligikaudsed funktsioonid, et saada pearootori võlli pingete sõltuvuse lõplik funktsioon. valitud lennuvõime parameetrid, nende ületamise korral antakse matemaatilist mudelit kasutades märku pearootori võlli koormustest. Tagatud on järelejäänud eluea määramine ja koormuste lubatud taseme kontroll. 2 palka f-ly, 7 ill.
Leiutis käsitleb lennundusvaldkonda, eelkõige õhusõidukite tehnilise seisukorra jälgimise süsteeme, nimelt helikopteri rootori võlli paindepingete taseme jälgimist lennu ajal, eriti kerge mitmeotstarbelise hingedeta labakinnitusega helikopteri puhul. näiteks helikopterid: ANSAT, VK-117, EC -145.
Jõuülekanne on helikopteri disaini kõige keerulisem element. Teadaolevalt on suurim protsent kopteriõnnetustest (kuni 39%) statistiliselt seotud kopteri ülekandesõlmede rikkega.
Seiresüsteemide väljatöötamise etapis on kõige olulisem helikopterite ülekandeüksuste tehnilise seisukorra diagnostiliste tunnuste tuvastamine ja tuvastamine. Seiresüsteemi väljatöötamise põhiülesanne on määrata kindlaks diagnostiliste tunnuste läviväärtused, mille saavutamisel tuleb töö käigus langetada asjakohased otsused edasise lennuohutuse kohta. Kui mõni diagnostiline märk on saavutanud oma läviväärtuse, otsustatakse ressurssi piirata, osa kiiresti välja vahetada või ülekandeplokk kasutusest eemaldada. Üldjuhul valdav osa diagnostilisi märke lennu ajal kokpitis ei kuvata. Nende analüüs tehakse pärast lennu lõppu. Küll aga võib lennu ajal kuvada mõningaid eriti olulisi diagnostilisi märke, kui ohutustingimused seda nõuavad.
Viimastel aastakümnetel on paljutõotavatel helikopteritel hakatud kasutama nn hingedeta rootoreid, mis on varustatud hingedeta puksiga, milles horisontaalsete, vertikaalsete ja aksiaalsete hingede funktsioone täidab pikendatud tüüpi elastne element - torsioonvarras. Väändevarda konstruktsiooni põhiosa moodustab elastselt deformeeritav osa. Vineerikihtide ja pilude olemasolu tagab väändevarraste koormuse valdavalt üheteljelise pinge-deformatsiooni olekus koos põikisuunalise nihkega ja paindumisega, kui tera kõikub pöörlemistasandis. See võimaldab vähendada kopteri käitamise kulusid, kuid samal ajal suurenevad selliste konstruktsioonide projekteerimise ja valmistamise esialgsed kulud. Seetõttu on koormuse prognoosimise täpsus ja sellest tulenevalt ka kopteri kandesüsteemi eluea hindamine üks tänapäeval kopteritehnika võtmeülesandeid.
Pearootori võlli koormatakse rummust lähtuvate jõudude ja momentidega ning peakäigukasti väljundis tekkiva pöördemomendiga. Rootori võlli pikkus määratakse paigutuse, aerodünaamiliste ja tööpõhimõtete järgi.
Kuna pooljäik puks on hingedega võrreldes suurema paindemomendiga, on hingedeta puksiga helikopteri rootori võlli paindepingete jälgimine lennu ajal kiireloomuline.
Tuntud on süsteem rootori võlli koormuse jälgimiseks (USA patent nr 2010219987, SIKORSKY AIRCRAFT, avaldamise kuupäev 09/02/2010, IPC G06F 15/00, G08B 21/00).
Meetod helikopteri rootorisüsteemi koormuse virtuaalseks jälgimiseks vastavalt käesoleva leiutise ühele teostusele hõlmab vähemalt ühe lennuki parameetri proovivõtmist rootori täispöörde kohta. Koefitsientide arvutamine kõrgsageduslike signaalide kogumi saamiseks vähemalt ühe õhusõiduki parameetrist. Kõigi kõrgsageduslike signaalide korrutamine teguriga, et saada analüüsitud signaalide kogum. Rootori koormuse hinnang analüüsitud signaalide põhjal.
Reaalajas rootori seisundi tuvastamise süsteem vastavalt käesoleva leiutise ühele teostusele sisaldab andurisüsteemi koormuste mõõtmiseks andmete saamiseks. Moodul on konfigureeritud virtuaalselt kontrollima koormusi, et saada projekteerimisandmeid ja tuvastada tõrkeid reaalajas ning saada algoritm mõõdetud signaalidest projekteerimissignaalide lahutamiseks väärtuste saamiseks, mida seejärel võrreldakse standardväärtustega, et saada ligikaudu lõpptulemus. rootori seisukord.
Andurid loevad selliseid parameetreid nagu õhusõiduki stardimass, tiheduskõrgus, rootori kiirus, õhuvoolu kiirus, tavakiirendus, vertikaalne tõusukiirus, mootori pöördemoment, kaldenurk, kaldenurk, lengerduskiirus, kaldenurk, veeremise nurkkiirus, pikisuunaline läbipaine , külgasend, pedaali asend ja asendite komplekt rootori pöörde kohta. Määratud kuueteistkümne parameetri vektorid korrutatakse maatriksi määratud väärtustega, mis sisaldab 10 rida ja 16 veergu, et saada kümme koefitsienti (c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8, c9, ja c10) kümne vibratsiooniväärtuse määramiseks. Võimendatud võnkumiste saamiseks korrutatakse võnkeväärtused teguriga. Kui vibratsioonivektorid on tähistatud kui w1, w2, w3, w4, w5, w6, w7, w8, w9 ja w10 ning koefitsiendid on c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8, c9, ja c10, siis kirjutatakse pearootori võlli nihkejõu arvutatud signaal kujul:
L=c1*w1+c2*w2+c3*w3+c4*w4+c5*w5+c6*w6+c7*w7+c8*w8+c9*w9+c10*w10
Nihkejõu amplituud ja faas arvutatakse Fourier' teisenduse kaudu.
Tuntud süsteem andmete kogumiseks, kopteri rootori ajamiseadmete tehnilise seisukorra jälgimiseks ja diagnoosimiseks (RF patent leiutisele nr 2519583, avaldatud 27. veebruaril 2014, IPC B64D 45/00), sealhulgas piesoelektrilised vibratsiooniandurid, mis on paigaldatud kere, vähemalt üks kopteri rootoriajamitest ja asuvad nii, et nad saavad andmeid, mis on piisavad, et diagnoosida osade tehnilist seisukorda, vähemalt ühe kopteri rootori ajami sõlme ja parda elektroonilist seadet. üksus. Elektrooniline seade on ühendatud vibratsiooniandurite väljunditega ning on võimeline digitaalselt töötlema vibratsioonisignaale, juhtima ja koguma, esmaselt töötlema ja hindama üksikute andurite ja/või nende kombinatsioonide signaalide parameetreid, koguma andurite andmeid ja salvestama neid välistele ja /või irdkandja, mis sobib arvutiga lugemiseks ja sekundaarseks töötlemiseks maapealsetes tingimustes. Suurendatakse andmete kogumise efektiivsust, töötava kopteri rootorajamite tehnilise seisukorra seire ja diagnoosimise infosisu.
Selle seiresüsteemi puuduseks on võimetus teha lennu ajal mõõdetud vibratsiooni põhjal ühemõttelist järeldust helikopteri komponentide, sealhulgas pearootori võlli väsimuspingete taseme kohta. Puuduseks on ka vajadus paigaldada helikopteritele andureid ja elektroonikaplokke ning aeg, mis kulub sekundaarseks andmetöötluseks maapinnal.
Helikopteri juhtimiseks on tuntud meetod (RF patent nr 2543111, avaldatud 27.02.2015, IPC V64S 27/04, B64F 5/00, G01L 3/24), mis seisneb kopteri tegeliku tõukejõu jälgimises. rootor iga lennu ajal ning Enne kopteri käikulaskmist kogutakse vastavalt vormidele esialgsed andmed elektrijaama mootorite omaduste kohta ning algandmed pearootori tõukejõu suuruse kohta kopteri kontroll-hõljumise ajal. Kogu kopteri töötamise ajal kogutakse ja salvestatakse tegelikud andmed pearootori tõukejõu väärtuse kohta kopteri hõljumise režiimides, kasutades pardaarvutit, võrreldakse saadud statistilisi andmeid pearootori tõukejõu kohta algväärtustega ja , kui pearootori tõukejõu väärtus väheneb algväärtusest määratud väärtuseni. väärtus, genereeritakse pardaarvuti abil monitorile signaal vajadusest kohandada mootori parameetreid väärtustele mis tagavad pearootori tõukejõu hälbe 0,5% piires algväärtusest. Mootori parameetreid reguleeritakse kas automaatselt või maapealsete hoolduspersonali poolt. MÕJU: helikopteri kasutamise tõhususe suurenemine.
Selle töömeetodi puuduseks on see, et saadud tulemuste põhjal on võimatu määrata pearootori võlli väsimuspingete taset, kuna sellele avalduvad väsimuspinged määratakse paindepingetega. Puuduseks on ka vajadus paigaldada helikopteritele andureid ja elektroonikaplokke ning aeg, mis kulub sekundaarseks andmetöötluseks maapinnal. Puuduseks on ka see, et enne kopteri käikulaskmist tuleb esmalt koguda algandmed elektrijaama mootorite omaduste kohta vastavalt vormidele ja koguda algandmed pearootori tõukejõu suuruse kohta kopteri kontroll-hõljumise ajal. .
Lähimaks analoogiks valiti USA patent nr 2011112806, publ. 2011.05.12, IPC G06F 10/17. Leiutis käsitleb meetodit teabe edastamiseks pöörlevate tiibadega õhusõiduki komponendi kriitilise seisukorra kohta, sealhulgas vähemalt üks mootor, mis käitab rootorit, mis sisaldab kaitsekatte, võlli ja paljusid labasid. Lennuki rootorile mõjuvate painde- ja tsükliliste koormuste mõõtmise andur sisaldab arvutusseadet (a) rootorikoostu laagri hetketemperatuuri arvutamiseks esimese arvutusmudeli abil, (b) laagri temperatuuri ennustamiseks esimese arvutusmudeli abil. arvutusmudel ja (c) koormuse rakendamine rootorisõlme valitud komponendile, kasutades teist arvutusmudelit, kusjuures esimene ja teine arvutusmudel on konfigureeritud arvutama vastavalt laagri temperatuuri ja mõjuva koormuse prognoositavat ja hetkeväärtust. valitud komponendil juhtlennu parameetrite alusel; ja näidiku üksus liikuva indikaatori kuvamiseks ühel skaalal, mida juhib laagri kavandatud temperatuuri kõrgeim väärtus ja valitud komponendile mõjuv koormus. Ekraanil kuvatakse veel üks liikuv indikaator, mille aktiveerib laagri hetketemperatuur.
Prototüübi puuduseks on välisandurite paigaldamise vajadus, mis tekitab teatud raskusi, kuna seeriahelikopterite konstruktsioon ei ole kohandatud väliste andurite paigaldamiseks, lisaks ei ole hooldus- ja väliremondiprotseduurides välisandureid täielikult integreeritud ülejäänud õhusõiduki varustus ning nõuavad täiendavaid juhiseid ja käsiraamatuid tehniliseks käitamiseks ning täiendavalt koolitatud spetsialiste.
Kavandatava tehnilise lahenduse eesmärk on luua meetod rootori võlli paindepingete jälgimiseks kogu lennu vältel (stardist maandumiseni), et tuvastada võlli väsimuskahjustusi ja vältida avariiolukordi.
Tehniliseks tulemuseks on jääkea määramine ja lubatud koormustaseme kontroll.
Tehniline tulemus saavutatakse sellega, et väändevarda rootori rummuga kopteri pearootori võllile lennu ajal tekkivate paindepingete määramise meetod hõlmab mõõtmist kogu lennuaja jooksul kopteri lennuvõime jälgimise standardsete vahenditega, arvutamine, kasutades pearootori võlli koormuste matemaatilist mudelit ja nende ületamise korral signaalimist, mõõdetud lennunäitajate hulgast valitakse välja ja süstematiseeritakse olulised parameetrid, millel on otsene mõju rootori võlli koormustasemele, ligikaudsed funktsioonid Määratakse kindlaks olulised parameetrid, et määrata kindlaks rootori võlli pingete σ(t) sõltuvuse lõplik funktsioon lennuomaduste valitud parameetritest, pöördenurkade muutumise kiiruste absoluutväärtused. Lõplikule funktsioonile lisatakse pöördeplaat piki- ja põikisuunas:
Kavandatav meetod võimaldab hinnata pearootori võlli koormustaset igal ajal selle lennu ajal. Tuginedes kopteri lennuparameetrite jälgimise standardsete vahendite kasutamisele, võimaldab see määrata paindepingete taset kogu lennuaja jooksul, kasutada seda lennupiirangute fikseerimiseks ja meeskonna teavitamiseks lubatud koormustaseme ületamisest, samuti määrata. järelejäänud eluiga.
Vaadeldavas leiutises analüüsitakse eriti oluliste diagnostiliste tunnuste piirväärtuste mõistliku kehtestamise tingimusi, kasutades näitel ühe rootoriga helikopteri pearootori võlli tegelike paindepingete näitamist lennu ajal. , eriti ANSATi helikopterite puhul.
Leiutise olemus seisneb selles, et lennu ajal juhitavate parameetrite hulgast valitakse välja ja süstematiseeritakse need parameetrid, millel on otsene mõju NV võlli koormustasemele. Määratakse oluliste parameetrite ligikaudsed funktsioonid, et määrata lõplik funktsioon NV-võlli pingete sõltuvuse tööparameetrite valitud parameetritest. Lõplikule funktsioonile lisatakse pöördeplaadi pöördenurkade muutumise määrade absoluutväärtused piki- ja põikisuunas.
Lennukatse läbiviimine. Kriitilise parameetri valik määratakse kopteri lennuomaduste praeguste väärtuste põhjal. Selleks paigaldatakse kopteri võllile tensoandur ja reaalsel lennul salvestatakse pinge väärtused σ allikas (t) aeg-ajalt, samuti trajektoori parameetrite väärtused, mis on mõõdetud standardsete vahenditega. kopteri lennuparameetrite jälgimine, näiteks: pöördeplaadi piki- ja põikisuunaline kaldenurk, pearootori üldine samm, helikopteri kiirus, helikopteri kaldenurk, kopteri kaldenurk, pöördeplaadi kaldenurga muutumise kiirus piki- ja põikisuunas jne.
Esialgse analüüsi abil valitakse need jõudlusnäitajate parameetrid, millel on suurim mõju NV-võlli pingele, mille jaoks joonistatakse võlli pinge muutuse graafikud sõltuvalt standardis registreeritud parameetrite väärtustest. juhtimisvahendid ning korrelatsioonikoefitsiendid leitakse ja hinnatakse, et filtreerida jõudlusnäitajate parameetreid.
Oluliseks valitakse jõudlusnäitajate trajektooriparameetrid, mille korrelatsioonikordaja on suurem kui 0,2.
Koostatakse ligikaudsed kõverad (pearootori võlli pingete sõltuvus valitud jõudlusparameetritest) ja koostatakse võrrandisüsteem, et määrata paindepinge funktsiooni ligikaudne väärtus ajas σ calc (t):
ja leitakse vastavad kaalukoefitsiendid A1, A2, A3, ..., An.
Koefitsiendid A1, A2, A3 leitakse polünoomilise lähendusega vähimruutude meetodil (konkreetse konkreetsete jõudlusnäitajatega kopteri puhul).
Lõplik valem on järgmisel kujul:
kus Dprod on pöördeplaadi kaldenurk pikisuunas,
Dpop - pöördeplaadi kaldenurk põikisuunas,
Dosh on pearootori kogu samm,
X n – muud olulised lennuvõime parameetrid,
- pöördplaadi pöördenurga muutumise kiiruse absoluutväärtus pikisuunas,
- pöördeplaadi pöördenurga muutumise kiiruse absoluutväärtus ristisuunas.
Kopteri pearootori võlli paindepinge arvutamine toimub reaalajas kogu lennuaja jooksul pardaarvuti arvutusüksuses manustatud programmi alusel. Ohutu pingetaseme ületamisel saadetakse piloodile signaal ja algab kulutatud ressursi arvutamine tundides valemi järgi:
kus Pr on ohutust ületavast pingetasemest põhjustatud kahjustatavus;
Pt.p. - tüüpilise lennu kahjustuste määr tunnis, mis on võetud tavapäraste töötingimuste kasutusea arvutamisel.
Ohutut taset ületavast stressitasemest põhjustatud kahju määratakse kindlaks järgmisel meetodil:
Iga ohutust ületava koormustaseme korral määratakse väsimuskõvera abil vastav tsüklite arv rikkeni (Ni) (kõver on võetud rootori võlli väsimuskatsete tulemustest);
Ohutu Pr ületavast pingetasemest põhjustatud kahju defineeritakse kui sellel tasemel tsüklite arvu suhet enne tõrget (Ni).
Seega arvutatakse pärast iga lendu pearootori võlli kasutusiga. Kui maksimaalset koormustaset ei ületatud, võrdub pearootori võlli kasutusiga tegeliku lennuajaga, kui registreeriti ohutu koormustaseme ületamine, siis liidetakse ülalkirjeldatud meetodil määratud aeg. tegelik lennuaeg.
Kuna iga diagnostilise tunnuse kohta usaldusväärse teabe saamiseks on alati vajalik mõõtmisprotseduur, siis vastavalt sellele tuleb arvestada ka iga diagnostilise tunnuse vältimatute mõõtmisvigadega. Siis tuleks teha ka otsus selle piirväärtuste ületamise või mitte ületamise kohta, võttes arvesse piirseisundite piirkonna ülemist (või alumist) tolerantsi.
Tuleb kehtestada teatud piirväärtus σ PR, mille ületamine toob kaasa rootori võlli väsimuse kiire ammendumise ja selle võimaliku hävimise järgneval lennuajal. Kuna see parameeter ehk diagnostiline märk on eriti oluline, on vajalik selle hetkeväärtuse märge kokpitis. Tähistame kui - indikaatori poolt lubatud jooksva mõõdetud väärtuse σph väärtust.
Praeguse tegeliku väärtuse σф saab esitada summana:
kus mσ on paindepingete matemaatiline ootus pearootori võlli enimkoormatud sektsioonis vaadeldaval lennurežiimil, Δσ on tegeliku väärtuse σф kõrvalekalle selle matemaatilisest ootusest.
Leiutise kirjeldus
Võlli koormustaset mõjutavate parameetrite praktiline määramine.
1. Ühe rootori ANSAT konstruktsiooniga helikopteriga viidi läbi lennueksperiment, mille käigus mõõdeti pearootori võllile paigaldatud tensoanduri abil paindekoormuste väärtusi kindla aja jooksul. Eksperimentaalne sõltuvus σ allikast (t) on näidatud joonisel fig. 1 (kõver 1). See sõltuvus saavutati tüüpilises lennurežiimis, sealhulgas järgmistes režiimides:
a) hõljumine (kaasa arvatud pöörded hõljumise ajal)
b) Kiirendus
c) Madalad kiirused maapinna lähedal
d) ronida
e) Horisontaalne lend erinevatel kiirustel
e) Pöörded
g) Mootori planeerimine
h) Pidurdamine
Lennu ajal mõõdeti kopteri standardse juhtimisseadmega aja jooksul järgmisi trajektoori parameetreid.
1. Kiirus, ühik km/h.
Seda mõõdeti seadmega "Digitaalse väljundiga kiirusindikaator USVITs-350". Viga hetkekiiruse digitaalsignaali väljastamisel normaalsetes kliimatingimustes sisendsignaalide nimiväärtustel ei ületa ±6 km/h.
2. Kõrgus, mõõtühik m.
Mõõdetud instrumentidega:
- "Kõrguse indikaator VMC-10" - digitaalse väljundiga mehaaniline kõrgusmõõtur. Viga suhtelise lennukõrguse digitaalse signaali väljastamisel, näitude kõikumine, kui arvestile seatud atmosfäärirõhk on 760 mm Hg. (1013 hPa) tavalistes kliimatingimustes olenevalt kõrgusest on: ±10 m (kõrgusel Ohm) kuni ±30 m (6000 m kõrgusel);
- "Raadio kõrgusmõõtur A-053-05.02" - pardaradarijaam, mis kiirgab pidevalt sagedusmoduleeritud raadiolaineid. Kõrguse mõõtmise viga lennates üle mis tahes sileda pinna (nt raja) horisontaalkiirusega kuni 120 m/s ja vertikaalkiirusega kuni 8 m/s kaldenurga ja kaldenurga korral kuni ±20° kõrgusvahemikus 0 kuni 1500 m on 95% kõrguse mõõtmised, m: digitaalne väljund 0,45 või ±0,02N (olenevalt sellest, kumb on suurem).
3. Helikopteri kaldenurk ja kaldenurk, kraadid.
Seda mõõdab AGB-96D asendiindikaator - see annab signaale kopteri veeremisest ja kaldest. Asendinäidiku viga rullumisel ja kaldenurgal vibreerival alusel ei ole suurem kui ±2,5°.
4. Juhtnuppude asukoht, kraadide mõõtühik.
Seda mõõdetakse seadmega “Juhtelementide DP-M potentsiomeetrilised kahe kanaliga asendiandurid”. Mõõtmisviga ±30".
5. Rooliajamite väljundlülide (varraste) asend (pöördplaadi kaldenurgad piki- ja põikisuunas) RP-14, mm.
Seda mõõdetakse seadmega "Potentsiomeetrilised andurid MU-615A seeria 1". Nurga mõõtmise viga tavatingimustes: ±2% nominaalsest mõõtepiirkonnast.
6. Nurkkiirused, rad/s.
Seda mõõdab seade "Primaarteabeandurite plokk BDPI-09" - see annab teavet nurkkiiruse ja lineaarkiirenduse vektorite projektsioonide kohta.
Joonistel 2-7 on näidatud pearootori võlli pinge sõltuvused mõõdetud parameetritest. Antud parameetrite loetelu ei piirdu antud parameetritega ja sõltub konkreetsest kopterist.
Katse käigus mõõdeti aja jooksul järgmisi parameetreid:
σ(t) – paindepinge väärtus ajas, mõõdetuna võlli tensoanduriga,
Dprod(t) - pöördeplaadi kaldenurk pikisuunas,
Dpop(t) - pöördeplaadi kaldenurk põikisuunas,
Dosh(t) – pearootori üldine samm,
V(t) – helikopteri kiirus,
f t (t) – helikopteri kaldenurk,
f kuni (t) - helikopteri kaldenurk.
Iga parameetri jaoks määratakse korrelatsioonikoefitsiendid
Kõik parameetrid (korrelatsioonikoefitsient > 0,2) valiti olulisteks ja nende jaoks koostati ligikaudsed kõverad ning koostati võrrandid iga ajapunkti ja iga parameetri jaoks:
Vastavalt valitud olulistele parameetritele on lõplik valem järgmine:
Maatriksvõrrandi lahendamisel leiti koefitsiendid A1, A2, A3, A4, A5, A6:
Arvutatud paindepinge väärtused on näidatud joonisel 1 (kõver σ arvutatud (t)).
Kavandatud meetod võimaldab hinnata NV-võlli koormustaset igal ajal selle lennu ajal. Tuginedes kopteri lennuparameetrite jälgimise standardsete vahendite kasutamisele, võimaldab see määrata paindepingete taset kogu lennuaja jooksul, kasutada seda lennupiirangute fikseerimiseks ja meeskonna teavitamiseks lubatud koormustaseme ületamisest, samuti määrata. järelejäänud eluiga.
1. Meetod väändevarda rootori rummuga helikopteri pearootori võllile lennu ajal tekkivate paindepingete määramiseks, sealhulgas mõõtmine kogu lennuaja jooksul kopteri lennunäitajate standardsete vahenditega, arvutades põhikoormusi. rootori võll kasutades matemaatilist mudelit ja signaalimist nende ületamise korral, mida iseloomustab see, et mõõdetud lennuvõime karakteristikute hulgast valitakse välja ja süstematiseeritakse olulised parameetrid, millel on otsene mõju rootori võlli koormustasemele, lähendades oluliste parameetrite funktsioone. määratakse selleks, et määrata kindlaks rootori võlli pingete σ(t) sõltuvuse lõplik funktsioon lennuomaduste valitud parameetritest, pöördeplaadi pöördenurkade muutumise määra absoluutväärtused. Lõplikule funktsioonile lisatakse piki- ja põikisuunad:
2. Meetod väändevarda rootori rummuga helikopteri pearootori võlli paindepingete määramiseks lennu ajal vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et lennusuutlikkuse parameetrite olulisuse määramiseks kasutatakse pearootori pingete sõltuvusi. võll valitud parameetritele joonistatakse ning koefitsiendid arvutatakse ja korrelatsioonid hinnatakse.
3. Meetod väändevarda rootori rummuga helikopteri rootori võllile lennu ajal tekkivate paindepingete määramiseks vastavalt nõudluspunktile 2, mis erineb selle poolest, et parameetrite olulisus määratakse korrelatsioonikoefitsiendi väärtusega >0,2.
Sarnased patendid:
Leiutis käsitleb masinaehituse valdkonda, peamiselt lennukimootorite ehitamist, ja eelkõige meetodit kõrgsurveturbiini (HPT) töölabade füüsikalise ja mehaanilise seisundi, eelkõige turbiini pingeseisundi määramiseks. tera.
Leiutis käsitleb iseliikuvate masinate hüdrauliliste jõuülekannete tehnilist diagnostikat. Hüdrauliliste sidurite töökvaliteedi hindamise meetod hüdrauliliste käigukastide käikude vahetamisel viiakse läbi ilma käikude võimsuse voolu katkestamata nende vahetamise ajal.
Leiutis käsitleb mõõtetehnoloogiat ja seda saab kasutada elektrimootorite ja muude laagrisõlmedega seadmete töös, et määrata laagrite hetkeseisukorda ja ennustada kasutusiga teatud aja möödudes alates töö algusest.
Leiutis käsitleb mõõtetehnoloogiat ja seda saab kasutada rootorite kuullaagrite aksiaalkoormuse määramiseks, samuti väikeste mehhanismide ja seadmete rootorite omavõnkesageduste määramiseks ja juhtimiseks.
Leiutised on seotud mõõtetehnoloogiaga, eelkõige vahendite ja meetoditega kolvirõnga valendiku tiheduse mõõtmiseks. Meetodi rakendamisel klammerdatakse avatud kolvirõngas perifeerses suunas maksimaalse ühenduskoha sulgemisega abiseadme abil ning luumeni tihedus määratakse optiliste vahenditega.
