สูตรคำนวณการยกของเฮลิคอปเตอร์จากพื้นดิน การคำนวณใบพัด การคำนวณความเร็วทางเศรษฐกิจที่พื้นและบนเพดานแบบไดนามิก

การคำนวณสกรูสามารถแบ่งตามเงื่อนไขออกเป็นสามขั้นตอนต่อเนื่องกัน

จุดประสงค์ของขั้นตอนแรกของการคำนวณคือการกำหนดรัศมีแรงขับและประสิทธิภาพของใบพัดโดยประมาณ

ข้อมูลเริ่มต้นของขั้นตอนแรกคือ:

ขอแนะนำให้ทำการคำนวณโดยใช้ ระบบสากล หน่วย SI

หากความเร็วของโรเตอร์ถูกตั้งค่าเป็นรอบต่อนาทีให้ใช้สูตร

ต้องแปลงเป็นเรเดียนต่อวินาที

ความเร็วในการออกแบบของสกรู V ถูกเลือกขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของ ALS และค่า

โดยที่ K คือคุณภาพอากาศพลศาสตร์สูงสุดที่คำนวณได้ของเครื่องบินน้ำหนักเบา m คือน้ำหนักที่บินขึ้น

ที่ E
ด้วยค่า E ตั้งแต่ 1,000 ถึง 1500 สำหรับความเร็วในการออกแบบของใบพัด V o แนะนำให้ใช้ความเร็วในการล่องเรือ V cr

และด้วยค่า E มากกว่า 1500 สำหรับความเร็วในการออกแบบคุณสามารถใช้ความเร็วที่คำนวณโดยสูตรได้

เมื่อเลือกเกี่ยวกับ V เราควรคำนึงถึงความจริงที่ว่าสำหรับกำลังเครื่องยนต์ที่กำหนดการลดลงของความเร็วในการออกแบบ V ทำให้ลดลง ความเร็วสูงสุด เที่ยวบินและการเพิ่มขึ้น - เป็นการลดลงในลักษณะการบินขึ้นของ ALS

ตามเงื่อนไขของการหลีกเลี่ยงการไหลของทรานโซนิกความเร็วปลายใบมีด u ไม่ควรเกิน 230 ... 250 m / s และในบางกรณีเท่านั้นเมื่อไม่ควรติดตั้งกระปุกเกียร์และใบพัดไม่สามารถดับเครื่องยนต์ได้เต็มที่อนุญาตให้สูงถึง 260 m / s

เป็นไปไม่ได้ที่จะเลือกค่าเริ่มต้นของประสิทธิภาพที่ต้องการที่สูงกว่า 0.8 สำหรับความเร็วสูงและสูงกว่า 0.75 สำหรับ ALS ความเร็วต่ำเนื่องจากในทางปฏิบัติไม่สามารถทำได้ ขั้นตอนของการลดลงในขั้นต้นสามารถทำได้เท่ากับ 0.05 แล้วลดลงเมื่อเข้าใกล้ค่าที่แท้จริงของประสิทธิภาพ

จากข้อมูลเริ่มต้นมีการกำหนดสิ่งต่อไปนี้ตามลำดับ:

หากรัศมีที่ต้องการ R มีค่ามากกว่าขอบเขต R GR นั่นหมายความว่าไม่สามารถรับประสิทธิภาพที่ระบุไว้ในตอนแรกได้ จำเป็นต้องลดลงตามค่าที่เลือกและทำซ้ำรอบโดยเริ่มจากนิยามของค่าใหม่หรือไม่? ...

วงจรจะถูกทำซ้ำจนกว่าเงื่อนไข RR ГРจะสำเร็จ หากตรงตามเงื่อนไขนี้ให้ทำการตรวจสอบเพิ่มเติมว่าความเร็วรอบปลายใบมีด u K ไม่เกินค่าที่อนุญาต u K.GR

ถ้า u K u K GR ค่าใหม่จะถูกกำหนดโดยจำนวนที่น้อยกว่าค่าก่อนหน้าและวงจรจะถูกทำซ้ำ

หลังจากกำหนดค่าของรัศมี R แล้วให้กด P และประสิทธิภาพของใบพัดคุณสามารถดำเนินการขั้นตอนที่สองของการคำนวณได้

ขั้นตอนที่สองของการคำนวณใบพัด

วัตถุประสงค์ของขั้นตอนที่สองของการคำนวณคือการกำหนดแรงผลักการใช้พลังงานและขนาดทางเรขาคณิตของใบพัด

ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับขั้นตอนที่สองของการคำนวณ ได้แก่ :

สำหรับการคำนวณใบพัดใบพัด (รูปที่ 6.7)

รูปที่ 6.7 แรงกระทำของการไหลบนองค์ประกอบของใบพัดใบพัด

มันถูกแบ่งออกเป็นจำนวน จำกัด ของส่วนที่มีขนาด bR .. ในกรณีนี้สันนิษฐานว่าไม่มีการหมุนของใบมีดในแต่ละส่วนที่เลือกและความเร็วและมุมของการไหลตามรัศมีจะไม่เปลี่ยนแปลง ด้วยการลดลงของ R นั่นคือด้วยจำนวนส่วนที่พิจารณาเพิ่มขึ้นข้อผิดพลาดที่เกิดจากสมมติฐานที่ยอมรับจะลดลง การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าหากใช้ความเร็วและมุมในส่วนกลางของแต่ละส่วนข้อผิดพลาดจะไม่มีนัยสำคัญเมื่อใบมีดถูกแบ่งออกเป็น 10 ส่วนด้วย R \u003d 0.1r สามารถสันนิษฐานได้ว่าสามส่วนแรกนับจากแกนสกรู อย่าให้แรงขับในขณะที่ใช้กำลังเครื่องยนต์ 4 ... 5% ดังนั้นขอแนะนำให้ทำการคำนวณเจ็ดส่วนตั้งแต่ \u003d 0.3 ถึง \u003d 1.0

ตั้งค่าเพิ่มเติม:

ในขั้นต้นควรตั้งค่าความกว้างใบมีดสัมพัทธ์สูงสุดสำหรับใบพัดไม้เท่ากับ 0.08

กฎการเปลี่ยนแปลงของความกว้างใบมีดและความหนาสัมพัทธ์สามารถระบุได้ในรูปแบบของสูตรตารางหรือรูปวาดของใบพัด (รูปที่ 6.1)

รูปที่ 6.1 ใบพัดสนามคงที่

มุมของการโจมตีของส่วนที่เลือกถูกกำหนดโดยผู้ออกแบบโดยคำนึงถึงคุณภาพอากาศพลศาสตร์ผกผัน ค่าของสัมประสิทธิ์ Cy และ K \u003d 1 / นำมาจากกราฟในรูปที่ 6.4 และ 6.5 โดยคำนึงถึงโปรไฟล์ที่เลือกและค่าของและ

รูปที่ 6.4 การพึ่งพาค่าสัมประสิทธิ์การยกและคุณภาพอากาศพลศาสตร์ย้อนกลับของมุมการโจมตีและความหนาสัมพัทธ์สำหรับ airfoil ВС-2

รูปที่ 6.5 การพึ่งพาค่าสัมประสิทธิ์การยกและคุณภาพอากาศพลศาสตร์ผกผันกับมุมการโจมตีและความหนาสัมพัทธ์สำหรับรูอากาศ RAF-6

ขั้นตอนแรกในขั้นตอนที่สองของการคำนวณคือการกำหนดความเร็วการไหล V ในระนาบของสกรู ความเร็วนี้กำหนดโดยสูตร

ได้มาจากการแก้ปัญหาร่วมกันของสมการแรงผลักและการไหลของอากาศที่ไหลผ่านบริเวณที่ถูกใบพัดพัด

ค่าที่สันนิษฐานของแรงผลัก P รัศมี R และพื้นที่ S โอห์มนำมาจากขั้นตอนแรกของการคำนวณ

หากผลของการคำนวณปรากฎว่าพลังงานที่ใช้โดยใบพัดแตกต่างจากที่มีอยู่ไม่เกิน 5 ... 10% ดังนั้นขั้นตอนที่สองของการคำนวณจะถือว่าเสร็จสมบูรณ์

หากพลังงานที่ใช้โดยใบพัดแตกต่างจากกำลังที่มีอยู่ 10 ... 20% จำเป็นต้องเพิ่มหรือลดความกว้างของใบมีดโดยคำนึงว่าการใช้พลังงานและแรงขับของใบพัดจะแตกต่างกันโดยประมาณตามสัดส่วนของคอร์ดของใบมีด เส้นผ่านศูนย์กลางความหนาสัมพัทธ์และมุมของการติดตั้งส่วนต่างๆยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

ในบางกรณีอาจพบว่าพลังงานที่ใช้โดยใบพัดและแรงขับของมันแตกต่างจากที่สันนิษฐานไว้มากกว่า 20% จากผลลัพธ์ของการคำนวณขั้นแรก ในกรณีนี้ตามอัตราส่วนของการบริโภคและความสามารถที่มีอยู่

ใช้กราฟ (รูปที่ 6. 10) ค่าของสัมประสิทธิ์ k R และ k P จะถูกกำหนด ค่าสัมประสิทธิ์เหล่านี้แสดงจำนวนครั้งที่จำเป็นในการเปลี่ยนรัศมีที่สันนิษฐานและแรงผลักของสกรูซึ่งเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับขั้นตอนที่สองของการคำนวณ หลังจากนั้นขั้นตอนที่สองของการคำนวณจะถูกทำซ้ำ

รูปที่ 6.10 การพึ่งพาปัจจัยการแก้ไขกับอัตราส่วนของการบริโภคและพลังงานที่มีอยู่

ในตอนท้ายของขั้นตอนที่สองของการคำนวณขนาดทางเรขาคณิตของสกรู (R, r, b, c และ) ที่จำเป็นสำหรับการผลิตในหน่วยที่สะดวกสำหรับการผลิตจะสรุปไว้ในตาราง

ขั้นตอนที่สามของการคำนวณใบพัด

จุดประสงค์ของขั้นตอนที่สามคือการตรวจสอบความแข็งแรงของใบพัด ขั้นตอนของการคำนวณนี้จะลดลงเพื่อพิจารณาโหลดที่ทำหน้าที่ในส่วนต่างๆของใบมีดและเปรียบเทียบกับชิ้นส่วนที่อนุญาตโดยคำนึงถึงรูปทรงเรขาคณิตและวัสดุที่ใช้ทำใบมีด

ในการกำหนดภาระใบมีดจะถูกแบ่งออกเป็นองค์ประกอบแยกกันเช่นเดียวกับในขั้นตอนที่สองของการคำนวณโดยเริ่มต้นด้วยส่วน \u003d 0.3 โดยมีขั้นตอน 0.1 ถึง \u003d 1

องค์ประกอบที่ไฮไลต์ของใบมีดที่มีมวล m ที่รัศมี r (รูปที่ 6.11) ถูกกระทำโดยแรงเฉื่อย

รูปที่ 6.11 แรงกระทำของแรงอากาศพลศาสตร์บนชิ้นส่วนใบพัดของใบพัด

และแรงอากาศพลศาสตร์พื้นฐาน F. ภายใต้อิทธิพลของแรงเหล่านี้จากส่วนพื้นฐานทั้งหมดใบมีดจะยืดและงอ เป็นผลให้เกิดความเค้นแรงดึงในวัสดุใบมีด โหลดมากที่สุด (รูปที่ 6.12)

รูปที่ 6.12 การกระจายของความเค้นในส่วนของใบพัด

ปรากฎว่าเส้นใยของด้านหลังของใบมีดเนื่องจากในเส้นใยเหล่านี้จะมีความเค้นจากแรงเฉื่อยและโมเมนต์ดัดเพิ่มขึ้น เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแรงที่ระบุความเค้นจริงในพื้นที่เหล่านี้ที่ไกลที่สุดจากแกนส่วนใบมีดจะน้อยกว่าค่าที่อนุญาตสำหรับวัสดุที่เลือก

ค่าของรัศมี r ที่จำเป็นสำหรับการคำนวณซึ่งส่วนที่พิจารณาของใบมีดคอร์ด b ความหนาสัมพัทธ์และแรง F นั้นนำมาจากตารางของขั้นตอนที่สองของการคำนวณ จากนั้นสำหรับแต่ละส่วนจะมีการกำหนดสิ่งต่อไปนี้ตามลำดับ:

ปัจจัยเติม k 3 ขึ้นอยู่กับโปรไฟล์ที่ใช้สำหรับสกรู สำหรับโปรไฟล์สกรูที่พบบ่อยที่สุดจะเท่ากับ: Clark-Y- k 3 \u003d 0.73; BC-2- k 3 \u003d 0.7 และ RAF-6- k 3 \u003d 0.74

หลังจากคำนวณค่า P in แล้วในแต่ละส่วนที่แยกจากกันพวกเขาจะสรุปจากปลายใบมีดที่ว่างไปจนถึงส่วนที่พิจารณา ด้วยการหารแรงทั้งหมดที่กระทำในแต่ละส่วนที่พิจารณาตามพื้นที่ของส่วนนี้ทำให้สามารถรับแรงดึงจากแรงเฉื่อยได้

ความเค้นในการดัดของใบมีดภายใต้อิทธิพลของแรงพลศาสตร์ F ถูกกำหนดสำหรับคานคานที่มีน้ำหนักกระจายไม่สม่ำเสมอ

ดังที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ความเค้นสูงสุดจะอยู่ในเส้นใยต่อท้ายของใบมีดและกำหนดเป็นผลรวมของความเค้นจากแรงเฉื่อยและอากาศพลศาสตร์ ขนาดของความเค้นเหล่านี้ไม่ควรเกิน 60 ... 70% ของความแข็งแรงสูงสุดของวัสดุใบมีด

หากมั่นใจในความแข็งแรงของใบมีดการคำนวณใบพัดจะถือว่าสมบูรณ์

หากไม่มั่นใจในความแข็งแรงของใบมีดจำเป็นต้องเลือกวัสดุอื่นที่ทนทานกว่าหรือโดยการเพิ่มความกว้างสัมพัทธ์ของใบมีดให้ทำซ้ำทั้งสามขั้นตอนของการคำนวณ

หากความกว้างสัมพัทธ์ของใบมีดเกิน 0.075 สำหรับสกรูที่ทำจากไม้เนื้อแข็งและ 0.09 สำหรับสกรูที่ทำจากไม้เนื้ออ่อนการคำนวณขั้นตอนที่สามนั้นไม่จำเป็นเนื่องจากจะต้องมั่นใจในความแข็งแรงที่ต้องการอย่างแน่นอน

ขึ้นอยู่กับวัสดุ: PI \u200b\u200bChumak, VF Krivokrysenko "การคำนวณและออกแบบ ALS"

บทบัญญัติทั่วไป

ใบพัดหลักของเฮลิคอปเตอร์ (HB) ถูกออกแบบมาเพื่อสร้าง ยก, แรงขับ (แรงขับ) และแรงบิดควบคุม

โรเตอร์หลักประกอบด้วยฮับใบมีดซึ่งยึดกับฮับด้วยบานพับหรือองค์ประกอบยืดหยุ่น

ใบพัดหลักเนื่องจากมีบานพับสามตัวบนดุม (แนวนอนแนวตั้งและแนวแกน) ทำให้มีการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนในการบิน: - หมุนรอบแกน HB เคลื่อนที่ไปพร้อมกับเฮลิคอปเตอร์ในอวกาศเปลี่ยนตำแหน่งเชิงมุมหมุนบานพับที่ระบุดังนั้นอากาศพลศาสตร์ของใบมีด โรเตอร์หลักมีความซับซ้อนมากกว่าอากาศพลศาสตร์ของปีกเครื่องบิน

ลักษณะของการไหลรอบ NV ขึ้นอยู่กับโหมดการบิน

พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตหลักของโรเตอร์หลัก (HB)

พารามิเตอร์หลักของ HB คือเส้นผ่านศูนย์กลางพื้นที่กวาดจำนวนใบมีดปัจจัยเติมระยะห่างของบานพับแนวนอนและแนวตั้งภาระเฉพาะบนพื้นที่กวาด

เส้นผ่าศูนย์กลาง D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมตามที่ปลายใบพัดเคลื่อนที่เมื่อ NV เข้าที่ เฮลิคอปเตอร์สมัยใหม่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 14-35 ม.

กวาดพื้นที่ Fom คือพื้นที่ของวงกลมที่อธิบายโดยปลายของใบมีด HB เมื่อทำงานเข้าที่

เติมปัจจัย σเท่ากับ:

σ \u003d (Z l F l) / F โอห์ม (12.1);

โดยที่ Z l คือจำนวนใบมีด

F l - พื้นที่ใบมีด;

F โอห์ม - กวาดพื้นที่ HB

ลักษณะระดับของการเติมด้วยใบมีดของพื้นที่กวาดแตกต่างกันไปในช่วง s \u003d 0.04¸0.12

ด้วยการเพิ่มขึ้นของปัจจัยการเติมแรงผลัก HB จะเพิ่มขึ้นเป็นค่าหนึ่งเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของพื้นที่จริงของพื้นผิวแบริ่งจากนั้นจะลดลง แรงขับที่ลดลงเกิดจากอิทธิพลของการเอียงการไหลและกระแสน้ำวนปลุกจากใบมีดไปข้างหน้า ด้วยการเพิ่ม s จำเป็นต้องเพิ่มกำลังไฟที่จ่ายให้กับ NV เนื่องจากการลากใบมีดเพิ่มขึ้น เมื่อเพิ่มขึ้นขั้นตอนที่จำเป็นในการรับแรงขับที่กำหนดจะลดลงซึ่งจะลบ NI ออกจากโหมดแผงลอย ลักษณะของโหมดแผงลอยและสาเหตุของการเกิดขึ้นจะได้รับการพิจารณาด้านล่าง

ระยะห่างของแนวนอน l g และแนวตั้ง l ในบานพับคือระยะห่างจากแกนบานพับถึงแกน HB ของการหมุน สามารถดูในรูปแบบสัมพัทธ์ (12.2.)

อยู่ภายใน. ระยะห่างของข้อต่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการควบคุมตามยาว - ด้านข้าง

ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของน้ำหนักของเฮลิคอปเตอร์ต่อพื้นที่ของ NV แบบกวาด

(12.3.)

พารามิเตอร์จลนศาสตร์พื้นฐานของ NV

พารามิเตอร์จลนศาสตร์หลักของ NV ได้แก่ ความถี่หรือความเร็วเชิงมุมของการหมุนมุมของการโจมตีของ NV มุมของขั้นตอนทั้งหมดหรือรอบ

ความถี่ในการหมุน n s - จำนวนรอบของการหมุน HB ต่อวินาที ความเร็วเชิงมุมของการหมุนของ HB - กำหนดความเร็วอุปกรณ์ต่อพ่วง w R

ค่า w R ของเฮลิคอปเตอร์สมัยใหม่คือ 180 - 220 m / s

มุมของการโจมตีНВ (А) วัดระหว่างเวกเตอร์ความเร็วกระแสอิสระและс
รูปที่. 12.1 มุมโจมตีของโรเตอร์หลักและโหมดการทำงาน

ระนาบการหมุนของ HB (รูปที่ 12.1) มุม A ถือเป็นค่าบวกถ้าการไหลของอากาศไหลเข้าสู่ HB จากด้านล่าง ในโหมดของการบินในแนวนอนและการไต่ระดับ A เป็นค่าลบในขณะที่ลงมา A เป็นค่าบวกการทำงานของ NV มีสองโหมดคือโหมดการไหลตามแนวแกนเมื่อ A \u003d ± 90 0 (การลอยตัวการไต่ขึ้นในแนวตั้งหรือการลดระดับลง) และโหมดการเป่าเฉียงเมื่อA¹± 90 0.

มุมพิทช์ทั่วไป - มุมของการติดตั้งใบมีด HB ทั้งหมดในส่วนที่รัศมี 0.7R

มุมของขั้นตอนแบบวนรอบของ HB ขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานของ HB ประเด็นนี้ได้รับการพิจารณาโดยละเอียดเมื่อวิเคราะห์การเป่าเฉียงของ HB

พารามิเตอร์พื้นฐานของใบมีด HB

พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตหลักของใบมีด ได้แก่ รัศมีคอร์ดมุมของการติดตั้งรูปร่างของส่วนกำหนดค่าการบิดทางเรขาคณิตและรูปร่างของใบมีดในแผน

รัศมีปัจจุบันของส่วนของใบมีด r กำหนดระยะห่างจากแกนการหมุนของ HB กำหนดรัศมีสัมพัทธ์

(12.4);

คอร์ดโปรไฟล์ - เส้นตรงที่เชื่อมต่อกับจุดที่อยู่ไกลที่สุดของโปรไฟล์ส่วนแสดงด้วย b (รูปที่ 12.2)

รูปที่. 12.2 พารามิเตอร์โปรไฟล์ใบมีด มุมใบมีด j คือมุมระหว่างคอร์ดของส่วนใบมีดและระนาบการหมุนของ HB

มุมการติดตั้ง j ที่ `r \u003d 0.7 ด้วยตำแหน่งกลางของตัวควบคุมและการไม่มีการเคลื่อนที่ของการกระพือปีกถือเป็นมุมของการติดตั้งใบมีดทั้งหมดและระยะห่างทั้งหมดของ HB

รูปทรงของใบมีดคือรูปร่างของส่วนโดยระนาบตั้งฉากกับแกนตามยาวของใบมีดโดยมีลักษณะความหนาสูงสุดกับสูงสุดความหนาสัมพัทธ์ ความเว้า f และความโค้ง ... บนโรเตอร์หลักตามกฎแล้วจะใช้ไบคอนเว็กซ์โปรไฟล์อสมมาตรที่มีความโค้งเล็กน้อย

การบิดทางเรขาคณิตทำได้โดยการลดมุมของส่วนต่างๆจากก้นไปยังปลายใบมีดและทำหน้าที่ปรับปรุงลักษณะทางอากาศพลศาสตร์ของใบมีด .. ใบพัดของเฮลิคอปเตอร์มีรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าตามแผนซึ่งไม่เหมาะสมในแง่อากาศพลศาสตร์ แต่จะง่ายกว่าในแง่ของเทคโนโลยี

พารามิเตอร์จลนศาสตร์ของใบมีดถูกกำหนดโดยมุมของตำแหน่งราบวงสวิงวงสวิงและมุมโจมตี

มุม Azimuth y ถูกกำหนดโดยทิศทางการหมุนของ HB ระหว่างแกนตามยาวของใบมีดในเวลาที่กำหนดและแกนตามยาวของตำแหน่งศูนย์ของใบมีด เส้นของตำแหน่งศูนย์ในการบินแนวนอนแทบจะเกิดขึ้นพร้อมกับแกนตามยาวของบูมหางของเฮลิคอปเตอร์

มุมสวิง b กำหนดการเคลื่อนที่เชิงมุมของใบมีดในรอยต่อแนวนอนที่สัมพันธ์กับระนาบการหมุน ถือว่าเป็นบวกเมื่อใบมีดเบี่ยงขึ้น

มุมสวิง x แสดงลักษณะการเคลื่อนที่เชิงมุมของใบมีดในบานพับแนวตั้งในระนาบการหมุน (รูปที่ 12. ) ถือว่าเป็นผลบวกเมื่อใบมีดหักเหไปตามทิศทางการหมุน

มุมของการโจมตีขององค์ประกอบใบมีด a ถูกกำหนดโดยมุมระหว่างคอร์ดขององค์ประกอบและการไหลของเหตุการณ์

ลากใบมีด

การลากด้านหน้าของใบมีดคือแรงพลศาสตร์ที่กระทำในระนาบการหมุนของปลอกและพุ่งไปที่การหมุนของ HB

ความต้านทานด้านหน้าของใบมีดประกอบด้วยส่วนกำหนดค่าความต้านทานอุปนัยและคลื่น

ความต้านทานของโปรไฟล์เกิดจากสองสาเหตุ: ความแตกต่างของแรงดันที่ด้านหน้าของใบมีดและด้านหลัง (ความต้านทานแรงกด) และแรงเสียดทานของอนุภาคในชั้นขอบเขต (ความต้านทานแรงเสียดทาน)

ความต้านทานแรงกดขึ้นอยู่กับรูปร่างของใบมีดเช่น จากความหนาสัมพัทธ์ () และความโค้งสัมพัทธ์ () ของโปรไฟล์ ยิ่งต่อต้านมากขึ้นเรื่อย ๆ ความต้านทานแรงกดไม่ได้ขึ้นอยู่กับมุมของการโจมตีในสภาพการใช้งาน แต่จะเพิ่มขึ้นที่ระดับวิกฤต

ความต้านทานแรงเสียดทานขึ้นอยู่กับความถี่ของการหมุนของ HB และสถานะของพื้นผิวของใบมีด การลากแบบอุปนัยคือการลากที่เกิดจากความชันของลิฟท์ที่แท้จริงเนื่องจากการเอียง ความต้านทานอุปนัยของใบมีดขึ้นอยู่กับมุมของการโจมตีαและเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้น ความต้านทานของคลื่นเกิดขึ้นบนใบมีดที่เคลื่อนที่ไปมาเมื่อความเร็วในการบินสูงกว่าค่าที่คำนวณได้และคลื่นกระแทกจะปรากฏบนใบมีด

การลากด้านหน้าเช่นแรงดึงขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของอากาศ

ทฤษฎีแรงกระตุ้นของการสร้างแรงขับของโรเตอร์

สาระสำคัญทางกายภาพของทฤษฎีแรงกระตุ้นมีดังนี้ ใบพัดในอุดมคติที่ใช้งานได้จะพ่นอากาศออกไปโดยให้ความเร็วระดับหนึ่งกับอนุภาคของมัน โซนดูดจะถูกสร้างขึ้นที่ด้านหน้าของใบพัดมีการสร้างโซน Kickback ด้านหลังใบพัดและมีการสร้างการไหลของอากาศผ่านใบพัด พารามิเตอร์หลักของการไหลของอากาศนี้: ความเร็วอุปนัยและการเพิ่มขึ้นของความดันอากาศในระนาบการหมุนของสกรู

ในโหมดการไหลตามแนวแกนอากาศจะเข้าใกล้ HB จากทุกด้านและจะมีการสร้างเจ็ทอากาศที่แคบลงด้านหลังใบพัด ในรูป 12.4 แสดงทรงกลมขนาดใหญ่พอสมควรที่อยู่ตรงกลางของบูช HB ที่มีลักษณะสามส่วนคือส่วนที่ 0 ซึ่งอยู่ด้านหน้าของสกรูในระนาบการหมุนของสกรูส่วนที่ 1 ด้วยอัตราการไหล V 1 (ความเร็วในการดูด) และส่วนที่ 2 ที่มีอัตราการไหล V 2 (ความเร็วในการขว้างปา)

การไหลของอากาศจะถูกส่งออกโดย HB ด้วยแรง T แต่อากาศก็กดลงบนใบพัดด้วยแรงเดียวกัน แรงนี้จะเป็นแรงผลักของโรเตอร์หลัก แรงเท่ากับผลคูณของน้ำหนักตัวโดย
รูปที่. 12.3 เพื่ออธิบายทฤษฎีแรงกระตุ้นของการสร้างแรงผลัก

ความเร่งที่ร่างกายได้รับภายใต้อิทธิพลของแรงนี้ ดังนั้นแรงผลัก HB จะเท่ากับ

(12.5.)

โดยที่ m s คือมวลอากาศตัวที่สองที่ผ่านพื้นที่ HB เท่ากับ

(12.6.)

ความหนาแน่นของอากาศอยู่ที่ไหน

F คือพื้นที่ที่สกรูกวาดออกไป

V 1 - อัตราการไหลอุปนัย (ความเร็วในการดูด);

a - การเร่งความเร็วในการไหล

สูตร (12.5.) สามารถแสดงในรูปแบบอื่นได้

(12.7.)

เนื่องจากตามทฤษฎีของสกรูในอุดมคติความเร็วของอากาศที่ขว้าง V ด้วยสกรูจึงเป็นสองเท่าของความเร็วในการดูด V 1 ในระนาบการหมุนของ HB

(12.8.)

เกือบสองเท่าของความเร็วอุปนัยเกิดขึ้นที่ระยะทางเท่ากับรัศมีของ NV ความเร็วในการดูด V 1 สำหรับเฮลิคอปเตอร์ Mi-8 คือ 12 m / s สำหรับ Mi-2 - 10 m / s

สรุป: แรงผลักของโรเตอร์หลักเป็นสัดส่วนกับความหนาแน่นของอากาศพื้นที่กวาดของ HB และความเร็วอุปนัย (ความถี่ในการหมุนของ HB)

ความดันลดลงในส่วนที่ 1-2 ที่เกี่ยวข้องกับ ความดันบรรยากาศ ไม่ถูกรบกวน สภาพแวดล้อมทางอากาศ เท่ากับสามหัวความเร็วสูงของความเร็วอุปนัย

(12.9.)

ซึ่งทำให้ความต้านทานขององค์ประกอบของโครงสร้างเฮลิคอปเตอร์ที่อยู่ด้านหลัง NV เพิ่มขึ้น

ทฤษฎีองค์ประกอบใบมีด

สาระสำคัญของทฤษฎีองค์ประกอบใบมีดมีดังนี้ การไหลรอบส่วนเล็ก ๆ แต่ละส่วนของชิ้นส่วนใบมีดจะถูกพิจารณาและกำหนดแรงอากาศพลศาสตร์เบื้องต้นที่กระทำต่อใบมีด แรงยกของใบมีด Y l และความต้านทานของใบมีด X l ถูกกำหนดเนื่องจากการเพิ่มของแรงพื้นฐานดังกล่าวที่กระทำตลอดความยาวทั้งหมดของใบมีดจากส่วนก้น (r k) ไปยังส่วนท้าย (R):

แรงแอโรไดนามิกที่กระทำกับโรเตอร์หมายถึงผลรวมของแรงที่กระทำต่อใบพัดทั้งหมด

ในการตรวจสอบแรงผลักของโรเตอร์หลักให้ใช้สูตรที่คล้ายกับสูตรสำหรับการยกปีก

(12.10.)

ตามทฤษฎีขององค์ประกอบใบมีดแรงผลักที่พัฒนาโดยโรเตอร์เป็นสัดส่วนกับสัมประสิทธิ์แรงขับพื้นที่กวาดของ HB ความหนาแน่นของอากาศและกำลังสองของความเร็วรอบปลายของปลายใบมีด

ข้อสรุปที่เกิดขึ้นกับทฤษฎีแรงกระตุ้นและทฤษฎีขององค์ประกอบใบมีดเสริมซึ่งกันและกัน

จากข้อสรุปเหล่านี้แรงผลักดัน NV ในโหมดการไหลตามแนวแกนจะขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของอากาศ (อุณหภูมิ) มุมการตั้งค่าของใบพัด (pitch NV) และความเร็วของโรเตอร์

โหมดการทำงาน NV

โหมดการทำงานของโรเตอร์หลักถูกกำหนดโดยตำแหน่งของ HB ในกระแสอากาศ (รูปที่ 12.1) โหมดการทำงานหลักสองโหมดจะถูกกำหนดโดยขึ้นอยู่กับสิ่งนี้: โหมดของการไหลตามแนวแกนและแนวเฉียง โหมดการไหลตามแนวแกนมีลักษณะเฉพาะคือการไหลเข้าที่ไม่ถูกรบกวนจะเคลื่อนที่ขนานกับแกนของปลอก HB (ตั้งฉากกับระนาบการหมุนของปลอก HB) ในโหมดนี้โรเตอร์หลักจะทำงานในโหมดการบินแนวตั้ง: การโฉบการไต่แนวตั้งและการลงจากเฮลิคอปเตอร์ คุณสมบัติหลักของโหมดนี้คือตำแหน่งของใบมีดที่สัมพันธ์กับเหตุการณ์การไหลบนใบพัดจะไม่เปลี่ยนแปลงดังนั้นแรงอากาศพลศาสตร์จะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อใบมีดเคลื่อนที่ในแนวราบ โหมดการไหลแบบเฉียงมีลักษณะเฉพาะคือการไหลของอากาศไหลเข้าสู่ HB ที่มุมกับแกน (รูปที่ 12.4) อากาศเข้าใกล้ใบพัดด้วยความเร็ว V และเบี่ยงเบนลงเนื่องจากความเร็วในการดูดอุปนัย Vi อัตราการไหลที่ได้จาก NV จะเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของอัตราการไหลที่ไม่ถูกรบกวนและความเร็วอุปนัย

V1 \u003d V + Vi (12.11.)

ด้วยเหตุนี้อัตราการไหลของอากาศที่สองที่ไหลผ่าน NV จึงเพิ่มขึ้นและส่งผลให้แรงขับของโรเตอร์หลักซึ่งเพิ่มขึ้นตามความเร็วในการบินที่เพิ่มขึ้น ในทางปฏิบัติพบการเพิ่มขึ้นของแรงขับ NV ที่ความเร็วมากกว่า 40 กม. / ชม.

รูปที่. 12.4 การทำงานของโรเตอร์หลักในโหมดเป่าเฉียง

พัดเฉียง ความเร็วที่แท้จริงของการไหลรอบองค์ประกอบใบมีดในระนาบการหมุนของ NV และการเปลี่ยนแปลงตามพื้นผิวที่กวาดของ NV

ในโหมดการไหลตามแนวแกนแต่ละองค์ประกอบของใบมีดจะอยู่ในการไหลความเร็วซึ่งเท่ากับความเร็วรอบนอกขององค์ประกอบ รัศมีขององค์ประกอบที่กำหนดของใบมีดอยู่ที่ไหน (รูปที่ 12.6)

ในระบบการไหลแบบเฉียงที่มุมการโจมตีของ HB ไม่เท่ากับศูนย์ (A \u003d 0) ความเร็วที่เกิดขึ้น W ซึ่งการไหลไหลรอบองค์ประกอบใบมีดขึ้นอยู่กับความเร็วรอบนอกขององค์ประกอบ u ความเร็วในการบิน V1 และมุมราบ

W \u003d u + V1 sinψ (12.12.)

เหล่านั้น ที่ความเร็วในการบินคงที่และความถี่คงที่ของการหมุนของ NV (ωr \u003d const.) ความเร็วในการไหลรอบใบมีดจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับมุมราบ

รูปที่ 12.5. เปลี่ยนความเร็วของการไหลรอบใบมีดในระนาบการหมุนของวัตถุระเบิด

เปลี่ยนความเร็วการไหลที่มีประสิทธิภาพเหนือพื้นผิวที่กวาดของ HB

ในรูป 12.6 เวกเตอร์ของความเร็วของการไหลที่วิ่งไปยังองค์ประกอบใบมีดอันเป็นผลมาจากการเพิ่มความเร็วรอบนอกและความเร็วในการบินจะแสดงขึ้น แผนภาพแสดงให้เห็นว่าความเร็วในการไหลที่ได้ผลเปลี่ยนแปลงไปทั้งตามแนวใบมีดและในแนวราบ ความเร็วรอบนอกเพิ่มขึ้นจากศูนย์ที่แกนของดุมโรเตอร์ไปจนถึงค่าสูงสุดที่ปลายใบพัด ในราบ 90 o ความเร็วขององค์ประกอบใบมีดคือ ที่ azimuth 270 оความเร็วที่ได้คือ ที่ก้นของใบมีดในโซนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง d กระแสไหลจากด้านข้างของซี่โครงไหลนั่นคือ มีการสร้างโซนไหลย้อนขึ้นซึ่งเป็นโซนที่ไม่มีส่วนร่วมในการสร้างแรงผลัก

เส้นผ่านศูนย์กลางของโซนการไหลย้อนกลับยิ่งใหญ่รัศมีของ NV ยิ่งใหญ่และความเร็วในการบินยิ่งมากขึ้นที่ความถี่การหมุนคงที่ของ NV

ที่ azimuths y \u003d 0 และ y \u003d 180 0 ความเร็วที่ได้ขององค์ประกอบเบลดคือ

รูปที่ 12.6. เปลี่ยนความเร็วการไหลที่มีประสิทธิภาพเหนือพื้นผิวที่ถูกกวาดของวัตถุระเบิด

พัดเฉียง แรงพลศาสตร์ขององค์ประกอบใบมีด

เมื่อองค์ประกอบใบมีดอยู่ในการไหลแรงอากาศพลศาสตร์ทั้งหมดขององค์ประกอบใบมีดจะเกิดขึ้นซึ่งสามารถสลายตัวในระบบพิกัดความเร็วสูงเป็นแรงยกและแรงลาก

ค่าของแรงอากาศพลศาสตร์เบื้องต้นถูกกำหนดโดยสูตร:

Rr \u003d CR (ρW²r / 2) Sr (12.13.)

เมื่อสรุปแรงฉุดเบื้องต้นและแรงต้านทานต่อการหมุนทำให้สามารถกำหนดขนาดของแรงผลักและความต้านทานต่อการหมุนของใบมีดทั้งหมดได้

จุดของการใช้แรงแอโรไดนามิกของใบมีดคือจุดศูนย์กลางของแรงกดซึ่งอยู่ที่จุดตัดของแรงแอโรไดนามิกทั้งหมดกับคอร์ดของใบมีด

ขนาดของแรงอากาศพลศาสตร์ถูกกำหนดโดยมุมของการโจมตีขององค์ประกอบใบมีดซึ่งเป็นมุมระหว่างคอร์ดขององค์ประกอบใบมีดและการไหลของเหตุการณ์ (รูปที่ 12.7)

มุมของการติดตั้งองค์ประกอบใบมีดφคือมุมระหว่างระนาบออกแบบของโรเตอร์หลักกับคอร์ดขององค์ประกอบใบมีด

มุมไหลเข้าคือมุมระหว่างความเร็วและ (รูปที่ 12.7)

รูปที่ 12.7 แรงแอโรไดนามิกของชิ้นส่วนใบมีดระหว่างการเป่าเฉียง

ช่วงเวลาการพลิกคว่ำเกิดขึ้นเมื่อใบมีดติดแน่น แรงผลักถูกสร้างขึ้นโดยองค์ประกอบทั้งหมดของใบมีด แต่องค์ประกอบที่อยู่ที่¾ของรัศมีใบมีดจะมีกองกำลังพื้นฐานที่ยิ่งใหญ่ที่สุด T l ค่าของผลลัพธ์ T l ในโหมดการไหลเฉียงรอบแรงผลักของใบมีดขึ้นอยู่กับแนวราบ ที่ψ \u003d 90 เป็นค่าสูงสุดที่ψ \u003d 270 เป็นค่าต่ำสุด การกระจายของแรงดึงเบื้องต้นและการจัดเรียงของแรงที่เกิดขึ้นนำไปสู่การก่อตัวของโมเมนต์ดัดแปรผันขนาดใหญ่ที่รากของใบมีด M ออก

ช่วงเวลานี้ทำให้เกิดภาระขนาดใหญ่ที่จุดยึดของใบมีดซึ่งอาจนำไปสู่การทำลายล้างได้ อันเป็นผลมาจากความไม่เท่าเทียมกันของแรงผลัก T l1 และ T l2 ช่วงเวลาที่เฮลิคอปเตอร์พลิกคว่ำจึงเกิดขึ้น

ม x \u003d T l1 ร 1 -T l2 ร 2, (12.14.)

ซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วที่เพิ่มขึ้นของเฮลิคอปเตอร์

ใบพัดแบบใบพัดคงมีข้อเสียดังต่อไปนี้ (รูปที่ 12.8):

การปรากฏตัวของช่วงเวลาที่พลิกคว่ำในระบบการไหลแบบเฉียง

การปรากฏตัวของโมเมนต์ดัดขนาดใหญ่ที่จุดยึดใบมีด

การเปลี่ยนโมเมนต์แรงขับของใบมีดในแนวราบ

ข้อเสียเหล่านี้ถูกกำจัดโดยการติดใบมีดเข้ากับฮับโดยใช้ข้อต่อแนวนอน

รูปที่ 12.8 เกิดช่วงเวลาพลิกคว่ำเมื่อติดใบพัดอย่างแน่นหนา

การปรับสมดุลของแรงผลักในตำแหน่งราบที่แตกต่างกันของใบมีด

ต่อหน้าบานพับแนวนอนแรงผลักใบมีดจะก่อตัวขึ้นช่วงเวลาหนึ่งเมื่อเทียบกับบานพับที่หมุนใบมีด (รูปที่ 12 9) โมเมนต์แรงขับ T l1 (T l2) ทำให้ใบมีดหมุนเมื่อเทียบกับบานพับนี้

หรือ (12.15.)

ดังนั้นแรงบิดจะไม่ถูกส่งไปยังฮับนั่นคือ ช่วงเวลาการพลิกคว่ำของเฮลิคอปเตอร์จะถูกตัดออก โมเมนต์ดัด Muzg. ที่รากของใบมีดจะมีค่าเท่ากับศูนย์ส่วนของรากของมันจะถูกขนถ่ายออกการงอของใบมีดจะลดลงด้วยเหตุนี้ความเครียดเมื่อยล้าจึงลดลง การสั่นสะเทือนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงแรงผลักของแนวราบจะลดลง ดังนั้นข้อต่อแนวนอน (HS) จึงทำหน้าที่ดังต่อไปนี้:

ขจัดช่วงเวลาการพลิกคว่ำในโหมดเป่าเฉียง

ปลดส่วนรากของใบมีดออกจากผลพลอยได้ M

ลดความซับซ้อนของการควบคุมโรเตอร์หลัก

ปรับปรุงเสถียรภาพคงที่ของเฮลิคอปเตอร์

ลดจำนวนการเปลี่ยนแปลงในการแทงใบมีดในแนวราบ

ลดความเครียดเมื่อยล้าของใบมีดและลดการสั่นสะเทือนเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของแรงผลักในแนวราบ

เปลี่ยนมุมการโจมตีขององค์ประกอบใบมีดโดยการกระพือปีก

เมื่อใบมีดเคลื่อนที่ในโหมดเป่าเฉียงในแนวราบψจาก 0 ถึง 90 оความเร็วของการไหลรอบใบมีดจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากส่วนประกอบของความเร็วในการบินแนวนอน (ที่มุมเล็ก ๆ ของการโจมตี NV ) (รูปที่ 12.10)

เหล่านั้น . (12.16.)

ดังนั้นแรงผลักของใบมีดจึงเพิ่มขึ้นซึ่งเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความเร็วการไหลที่เข้ามาและโมเมนต์แรงผลักของใบมีดนี้เมื่อเทียบกับบานพับแนวนอน ใบมีดหมุนขึ้น
รูปที่ 12.9 การปรับสมดุลของแรงผลักในตำแหน่งราบที่แตกต่างกันของใบมีด

ส่วนของใบมีดถูกเป่าจากด้านบนเพิ่มเติม (รูปที่ 12.10) และทำให้มุมที่แท้จริงของการโจมตีลดลงและแรงยกของใบมีดลดลงซึ่งนำไปสู่การชดเชยอากาศพลศาสตร์ของวงสวิง เมื่อเคลื่อนที่จากψ 90 เป็นψ 180 ความเร็วของการไหลรอบใบพัดจะลดลงมุมของการโจมตีจะเพิ่มขึ้น ที่มุมราบψ \u003d 180 оและที่ψ \u003d 0оความเร็วการไหลรอบใบมีดจะเท่ากันและเท่ากับωr

ไปที่มุมราบψ \u003d 270 оใบมีดเริ่มลดระดับลงเนื่องจากความเร็วในการไหลลดลงและ T l ลดลงในขณะที่ใบมีดถูกเป่าจากด้านล่างซึ่งจะทำให้มุมการโจมตีขององค์ประกอบใบมีดเพิ่มขึ้นและด้วยเหตุนี้การเพิ่มขึ้นของการยก

ที่ψ \u003d 270 ความเร็วของการไหลรอบใบมีดจะน้อยที่สุดการแกว่ง Vy ของใบมีดลงสูงสุดและมุมของการโจมตีที่ปลายใบมีดใกล้เคียงกับวิกฤต เนื่องจากความแตกต่างของความเร็วของการไหลรอบใบมีดที่มุมราบที่แตกต่างกันมุมของการโจมตีที่ψ \u003d 270 °จึงเพิ่มขึ้นมากกว่าการลดลงหลายเท่าที่ψ \u003d 90 ° ดังนั้นด้วยการเพิ่มความเร็วในการบินของเฮลิคอปเตอร์ในพื้นที่ราบψ \u003d 270 оมุมของการโจมตีอาจเกินค่าวิกฤตซึ่งทำให้การไหลไปหยุดจากองค์ประกอบของใบมีด

การไหลแบบเฉียงนำไปสู่ความจริงที่ว่ามุมกระพือปีกของใบมีดในส่วนหน้าของดิสก์ HB ในพื้นที่ราบ 180 0 มีค่ามากกว่าในส่วนหลังของดิสก์ในพื้นที่ราบ 0 0 อย่างมีนัยสำคัญ ความเอียงของแผ่นดิสก์นี้เรียกว่า HB cone dip การเปลี่ยนแปลงมุมของใบมีดแกว่งในแนวราบที่ HB อิสระเมื่อไม่มีตัวควบคุมการแกว่งให้เปลี่ยนดังนี้:

ราบตั้งแต่ 0 ถึง 90 0:

ความเร็วที่เกิดขึ้นของการไหลรอบใบมีดเพิ่มขึ้นแรงยกและโมเมนต์เพิ่มขึ้น

มุมแกว่ง b และความเร็วแนวตั้ง V ของคุณเพิ่มขึ้น

ราบ 90 0:

ความเร็วสวิงขึ้นไป V สูงสุด;

ราบ 90 0 - 180 0:

แรงยกของใบมีดจะลดลงโดยการลดความเร็วในการไหลที่เกิดขึ้น

ความเร็วในการสวิงขึ้น V y จะลดลง แต่มุมการแกว่งของใบมีดยังคงเพิ่มขึ้น

ราบ 200 0-210 0:

ความเร็วในการแกว่งในแนวตั้งเท่ากับศูนย์ V у \u003d 0 มุมแกว่งของใบมีด b คือค่าสูงสุดใบมีดอันเป็นผลมาจากการลดลงของแรงยกลง

ราบ 270 0:

ความเร็วของการไหลรอบใบมีดน้อยที่สุดแรงยกและโมเมนต์ลดลง

ความเร็วในการสวิงลง V y - สูงสุด;

มุมแกว่ง b ลดลง

ราบ 20 0 - 30 0:

ความเร็วของการไหลรอบใบมีดเริ่มเพิ่มขึ้น

V y \u003d 0 มุมสวิงลงสูงสุด

ดังนั้นสำหรับ HB อิสระของการหมุนไปทางขวาด้วยการเป่าแบบเฉียงกรวยจะเอียงกลับไปทางซ้าย ด้วยความเร็วในการบินที่เพิ่มขึ้นการอุดตันของกรวยจะเพิ่มขึ้น

รูปที่ 12.10 การเปลี่ยนมุมการโจมตีขององค์ประกอบใบมีดเนื่องจากการแกว่ง

ตัวควบคุมวงสวิง (PB) การเคลื่อนที่ของมู่เล่นำไปสู่การเพิ่มขึ้นของโหลดแบบไดนามิกบนโครงสร้างใบมีดและการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เอื้ออำนวยในมุมการโจมตีของใบพัดตามดิสก์โรเตอร์ การลดความกว้างของวงสวิงและการเปลี่ยนความเอียงตามธรรมชาติของกรวย NV จากซ้ายไปขวานั้นดำเนินการโดยตัวควบคุมวงสวิง ตัวควบคุมวงสวิง (รูปที่ 12.11) เป็นการเชื่อมต่อแบบจลนศาสตร์ระหว่างบานพับตามแนวแกนและวงแหวน swashplate ที่หมุนได้ซึ่งจะทำให้มุมของใบมีดลดลง j โดยการลดลงของมุมสวิง b และในทางกลับกันการเพิ่มขึ้นของมุมของใบมีดโดยการเพิ่มขึ้นของมุมสวิง การเชื่อมต่อนี้ประกอบด้วยการขยับจุดยึดของแกนจากสว็อชเพลทไปยังสายจูงของบานพับแกน (จุด A) (รูปที่ 12.12) จากแกนของบานพับแนวนอน สำหรับเฮลิคอปเตอร์แบบ Mi ตัวควบคุมวงสวิงจะหมุนกรวย HB ไปทางด้านหลังและไปทางขวา ในกรณีนี้ส่วนประกอบด้านข้างตามแนวแกน Z จากแรง HB ที่เกิดขึ้นจะถูกส่งไปทางขวาเทียบกับทิศทางของแรงขับของใบพัดส่วนหางซึ่งจะช่วยปรับปรุงเงื่อนไขในการปรับสมดุลด้านข้างของเฮลิคอปเตอร์

รูปที่ 12.11 ตัวควบคุมวงสวิงแผนภาพ Kinematic ... ... สมดุลของใบมีดเทียบกับรอยต่อแนวนอน

ระหว่างการเคลื่อนที่แบบแกว่งของใบมีด (รูปที่ 12.12) ในระนาบของแรงผลักแรงและช่วงเวลาต่อไปนี้จะกระทำกับมัน:

แทง T l ใช้กับ¾ของความยาวใบมีดสร้างช่วงเวลา M t \u003d T · a หมุนใบมีดเพื่อเพิ่มวงสวิง

แรงเหวี่ยง F cb ที่ทำหน้าที่ตั้งฉากกับแกนโครงสร้างของการหมุนของ HB ไปด้านนอก แรงเฉื่อยจากการแกว่งของใบมีดที่ตั้งฉากกับแกนของใบมีดและตรงข้ามกับความเร่งของการแกว่ง

แรงโน้มถ่วง G l ถูกนำไปใช้กับจุดศูนย์ถ่วงของใบมีดและก่อตัวเป็นโมเมนต์ M G \u003d G ·ในใบมีดเพื่อลดการแกว่ง

ใบมีดครอบครองตำแหน่งในอวกาศตามแรงที่เกิด Rl เงื่อนไขสมดุลของใบมีดที่สัมพันธ์กับบานพับแนวนอนจะถูกกำหนดโดยนิพจน์

(12.17.)

รูปที่ 12.12. แรงและช่วงเวลาที่กระทำต่อใบมีดในระนาบสวิง

ใบมีด HB เคลื่อนที่ไปตามแนวกำเนิดของกรวยซึ่งด้านบนจะอยู่ตรงกลางปลอกและแกนตั้งฉากกับระนาบของปลายใบมีด

ใบมีดแต่ละใบใช้พื้นที่ราบบางตำแหน่งΨตำแหน่งเชิงมุมเดียวกันβ l เทียบกับระนาบการหมุนของ HB

การกระพือปีกของใบมีดเป็นวัฏจักรโดยทำซ้ำอย่างเคร่งครัดโดยมีช่วงเวลาเท่ากับเวลาของการปฏิวัติหนึ่งครั้งของ HB

ช่วงเวลาของบูชแนวนอน HB (M gsh)

ในโหมดการไหลตามแนวแกนรอบ HB ผลของแรงใบมีด R n จะถูกส่งไปตามแกน HB และถูกนำไปใช้ที่กึ่งกลางของปลอก ในโหมดเป่าเฉียงแรง R n จะเบี่ยงเบนไปทางสิ่งกีดขวางของกรวย เนื่องจากการแยกบานพับแนวนอนแรงอากาศพลศาสตร์ R n จะไม่ผ่านตรงกลางของแขนเสื้อและไหล่จะเกิดขึ้นระหว่างเวกเตอร์แรง R n กับศูนย์กลางของปลอก มีโมเมนต์ M gsh เรียกว่าโมเมนต์เฉื่อยของรอยต่อแนวนอนของบูช HB ขึ้นอยู่กับระยะห่าง l r ของข้อต่อแนวนอน ช่วงเวลาของบานพับแนวนอนของบูช HB M gsh จะเพิ่มขึ้นตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น l r และพุ่งไปที่สิ่งกีดขวางกรวย HB

ระยะห่างของข้อต่อแนวนอนช่วยเพิ่มคุณสมบัติในการลดการสั่นสะเทือนของ NV เช่น ปรับปรุงเสถียรภาพแบบไดนามิกของเฮลิคอปเตอร์

ความสมดุลของใบมีดเทียบกับบานพับแนวตั้ง (VH)

ในระหว่างการหมุนของ HB ใบมีดจะเบี่ยงเบนมุม x มุมการแกว่ง x วัดระหว่างเส้นเรเดียลและแกนตามยาวของใบมีดในระนาบการหมุน HB และจะเป็นบวกถ้าใบมีดหมุนย้อนกลับเมื่อเทียบกับเส้นเรเดียล (ล้าหลัง) (รูปที่ 12.13)

โดยเฉลี่ยแล้วมุมสวิงจะอยู่ที่ 5-10 °และในโหมดหมุนตัวเองจะเป็นลบและเท่ากับ 8-12 °ในระนาบการหมุนของ HB แรงต่อไปนี้กระทำกับใบมีด:

แรงลาก X l นำไปใช้ที่ศูนย์กลางของแรงกด

แรงเหวี่ยงที่พุ่งไปตามเส้นตรงที่เชื่อมต่อศูนย์กลางมวลของใบมีดและแกนหมุนของ HB

แรงเฉื่อย F ในตั้งฉากกับแกนใบมีดและตรงข้ามกับความเร่งจะถูกนำไปใช้ที่จุดศูนย์กลางมวลของใบมีด

กองกำลัง Coriolis สลับกันใช้ F k ที่จุดศูนย์กลางมวลของใบมีด

การปรากฏตัวของแรง Coriolis อธิบายได้จากกฎการอนุรักษ์พลังงาน

พลังงานในการหมุนขึ้นอยู่กับรัศมีถ้ารัศมีลดลงพลังงานส่วนหนึ่งจะถูกใช้เพื่อเพิ่มความเร็วเชิงมุมของการหมุน

ดังนั้นเมื่อใบมีดพลิกขึ้นรัศมี r c2 ของจุดศูนย์กลางมวลของใบมีดและความเร็วรอบข้างลดลงการเร่งความเร็วของ Coriolis จะปรากฏขึ้นมีแนวโน้มที่จะเร่งการหมุนและด้วยเหตุนี้แรง - แรง Coriolis ซึ่งจะหมุนใบมีดไปข้างหน้าเมื่อเทียบกับบานพับแนวตั้ง เมื่อมุมการแกว่งลดลงการเร่งความเร็วของ Coriolis ซึ่งหมายความว่าแรงจะพุ่งไปที่การหมุน แรงโคริโอลิสเป็นสัดส่วนโดยตรงกับน้ำหนักของใบมีดความถี่ของการหมุนของ HB ความเร็วเชิงมุมของวงสวิงและมุมของการแกว่ง

แรงข้างต้นก่อให้เกิดช่วงเวลาที่ต้องสมดุลในแต่ละแนวราบของใบมีด

. (12.15.)

มะเดื่อ 12.13 .. สมดุลของใบมีดเทียบกับบานพับแนวตั้ง (WS)

การเกิดช่วงเวลาใน HB

ในระหว่างการทำงานของ NV จะเกิดประเด็นต่อไปนี้:

แรงบิด M ถึงที่สร้างขึ้นโดยแรงลากตามหลักอากาศพลศาสตร์ของใบพัดถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ของ HB

โมเมนต์ปฏิกิริยา M p ถูกนำไปใช้กับกระปุกเกียร์หลักและผ่านกรอบกระปุกบนลำตัว;

แรงบิดของมอเตอร์ที่ส่งผ่านกระปุกเกียร์หลักไปยังเพลา HB ถูกกำหนดโดยแรงบิดของมอเตอร์

แรงบิดของมอเตอร์ถูกส่งไปตามการหมุนของ HB และปฏิกิริยาและแรงบิดของ HB จะถูกส่งไปยังการหมุน แรงบิดของเครื่องยนต์ถูกกำหนดโดยปริมาณการใช้เชื้อเพลิงโปรแกรมควบคุมอัตโนมัติสภาพบรรยากาศภายนอก

ในสภาวะการบินที่คงที่ M k \u003d M p \u003d - M dv.

แรงบิด NV บางครั้งระบุด้วยแรงบิดรีแอคทีฟ NV หรือแรงบิดของเครื่องยนต์ แต่ดังที่เห็นได้จากข้างต้นสาระสำคัญทางกายภาพของช่วงเวลาเหล่านี้แตกต่างกัน

โซนวิกฤตของการไหลรอบ NV

ด้วยการเป่าเฉียงบน HB โซนวิกฤตต่อไปนี้จะเกิดขึ้น (รูปที่ 12.14):

พื้นที่ไหลย้อน;

โซนแผงลอย;

เขตวิกฤตคลื่น

โซนไหลย้อน... ในพื้นที่ราบ 270 0 ในการบินแนวนอนโซนจะถูกสร้างขึ้นซึ่งส่วนก้นของใบพัดไม่ได้ไหลจากด้านหน้า แต่มาจากขอบด้านท้ายของใบมีด ส่วนของใบมีดที่อยู่ในโซนนี้ไม่ได้มีส่วนร่วมในการสร้างแรงยกของใบมีด โซนนี้ขึ้นอยู่กับความเร็วในการบินความเร็วในการบินที่สูงขึ้นโซนการไหลย้อนกลับจะใหญ่ขึ้น

โซนแผงลอย. ในการบินที่มุมราบ 270 0-300 0 ที่ปลายใบมีดเนื่องจากการแกว่งลงของใบมีดทำให้มุมการโจมตีของส่วนใบมีดเพิ่มขึ้น ผลกระทบนี้จะทวีความรุนแรงขึ้นเมื่อเพิ่มความเร็วในการบินของเฮลิคอปเตอร์เนื่องจาก ในกรณีนี้ความเร็วและความกว้างของการกระพือปีกของใบมีดจะเพิ่มขึ้น ด้วยการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในขั้นตอน HB หรือความเร็วในการบินที่เพิ่มขึ้นในโซนนี้แผงลอยไหล (รูปที่ 12.14) เนื่องจากใบพัดไปถึงมุมการโจมตีที่วิกฤตยิ่งยวดซึ่งนำไปสู่การลดลงของการยกและการลากใบมีดที่อยู่ในโซนนี้เพิ่มขึ้น แรงขับของโรเตอร์หลักในภาคนี้จะลดลงและด้วยความเร็วในการบินที่มากเกินไปช่วงเวลาที่ดีขึ้นจะปรากฏขึ้นบน NV

เขตวิกฤตคลื่น. คลื่นลากบนใบมีดเกิดขึ้นในพื้นที่ราบ 90 0 ที่ความเร็วในการบินสูงเมื่อความเร็วของการไหลรอบใบมีดถึงความเร็วเสียงในพื้นที่และคลื่นกระแทกในพื้นที่จะเกิดขึ้นซึ่งทำให้ค่าสัมประสิทธิ์ C xo เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการเกิดการลากของคลื่น

C xo \u003d C xtr + C xv (12.18).

ความต้านทานคลื่นอาจสูงกว่าความต้านทานแรงเสียดทานหลายเท่าและตั้งแต่นั้นมา คลื่นกระแทกบนใบมีดแต่ละใบจะปรากฏเป็นวงจรและในช่วงเวลาสั้น ๆ ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของใบมีดซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วในการบินที่เพิ่มขึ้น บริเวณที่สำคัญของการไหลของโรเตอร์หลักรอบ ๆ โรเตอร์หลักจะลดพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพของโรเตอร์หลักและด้วยเหตุนี้แรงขับ HB จึงทำให้อากาศพลศาสตร์และลักษณะการทำงานของเฮลิคอปเตอร์โดยรวมแย่ลงดังนั้นข้อ จำกัด ด้านความเร็วของเฮลิคอปเตอร์จึงเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ที่พิจารณา

. "วงแหวนน้ำวน".

โหมดวงแหวนของกระแสน้ำวนเกิดขึ้นที่ความเร็วแนวนอนต่ำและความเร็วในแนวดิ่งที่สูงจากการลงมาของเฮลิคอปเตอร์โดยที่เครื่องยนต์ของเฮลิคอปเตอร์ทำงาน

เมื่อเฮลิคอปเตอร์ลงในโหมดนี้ในระยะที่กำหนดภายใต้ NV พื้นผิว a-aโดยที่อัตราการปฏิเสธอุปนัยจะเท่ากับอัตราการปฏิเสธ V y (รูปที่ 12.15) เมื่อถึงพื้นผิวนี้ฟลักซ์อุปนัยจะหันไปทาง NV ถูกจับบางส่วนและโยนลงไปอีกครั้ง ด้วยการเพิ่มขึ้นของ V y พื้นผิว a-a จะเข้าใกล้ HB และในอัตราการลดระดับวิกฤตอากาศเกือบทั้งหมดที่ถูกโยนออกไปจะถูกดูดเข้ามาอีกครั้งโดยโรเตอร์หลักทำให้เกิดกระแสน้ำวนรอบโรเตอร์ ระบอบการปกครองของวงแหวนกระแสน้ำวนเข้ามา

รูปที่ 12.14. โซนวิกฤตของการไหลรอบ NV

ในกรณีนี้แรงขับรวม HB จะลดลงความเร็วในแนวตั้งของการสืบเชื้อสาย V y จะเพิ่มขึ้น พื้นผิว ส่วน a-a การหยุดพักเป็นระยะ ๆ กระแสน้ำวนของพรูเปลี่ยนการกระจายของภาระอากาศพลศาสตร์และลักษณะของการเคลื่อนที่ของใบมีดอย่างรวดเร็ว เป็นผลให้แรงขับ HB กลายเป็นจังหวะเฮลิคอปเตอร์กระตุกและกระตุกประสิทธิภาพในการควบคุมลดลงตัวบ่งชี้ความเร็วและเครื่องวัดค่าตัวแปรให้การอ่านที่ไม่เสถียร

ยิ่งมุมการตั้งค่าของใบพัดและความเร็วของการบินในแนวนอนมีขนาดเล็กลงความเร็วในการดิ่งลงในแนวตั้งก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ลดความเร็วในการบิน 40 กม. / ชม. และน้อยกว่า

เพื่อป้องกันไม่ให้เฮลิคอปเตอร์ตกลงไปในโหมด "แหวนวน" จำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดคู่มือการบินเครื่องบินเพื่อ จำกัด ความเร็วในแนวตั้ง

เฮลิคอปเตอร์เป็นโรเตอร์คราฟต์ที่สร้างแรงผลักและแรงผลักโดยใบพัด โรเตอร์หลักใช้เพื่อรองรับและเคลื่อนย้ายเฮลิคอปเตอร์ไปในอากาศ เมื่อหมุนในระนาบแนวนอนโรเตอร์หลักจะสร้างแรงผลัก (T) พุ่งขึ้นทำหน้าที่เป็นแรงยก (Y) เมื่อแรงขับของใบพัดหลักมากกว่าน้ำหนักของเฮลิคอปเตอร์ (G) เฮลิคอปเตอร์จะบินขึ้นจากพื้นโดยไม่ต้องวิ่งและเริ่มไต่ขึ้นในแนวดิ่ง หากน้ำหนักของเฮลิคอปเตอร์และแรงขับของใบพัดหลักเท่ากันเฮลิคอปเตอร์จะค้างอยู่ในอากาศ สำหรับการลงมาในแนวดิ่งก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้ใบพัดหลักออกแรงขับน้อยกว่าน้ำหนักของเฮลิคอปเตอร์เล็กน้อย การเคลื่อนที่แบบแปลของเฮลิคอปเตอร์ (P) จัดทำโดยความเอียงของระนาบการหมุนของโรเตอร์หลักโดยใช้ระบบควบคุมโรเตอร์ ความเอียงของระนาบการหมุนของใบพัดทำให้เกิดความเอียงที่สอดคล้องกันของแรงแอโรไดนามิกทั้งหมดในขณะที่ส่วนประกอบแนวตั้งจะทำให้เฮลิคอปเตอร์อยู่ในอากาศและแนวนอนจะทำให้เฮลิคอปเตอร์เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ตรงกัน

รูปที่ 1. แผนภาพการกระจายของกองกำลัง

การออกแบบเฮลิคอปเตอร์

ลำตัวเป็นส่วนหลักของโครงสร้างของเฮลิคอปเตอร์ซึ่งทำหน้าที่เชื่อมต่อชิ้นส่วนทั้งหมดให้เป็นชิ้นเดียวกันรวมทั้งรองรับลูกเรือผู้โดยสารสินค้าและอุปกรณ์ มันมีบูมหางและปลายสำหรับวางโรเตอร์หางนอกเขตการหมุนของโรเตอร์และปีก (บนเฮลิคอปเตอร์บางรุ่นมีการติดตั้งปีกเพื่อเพิ่มความเร็วในการบินสูงสุดโดยการขนบางส่วนของโรเตอร์หลัก (MI-24))เป็นแหล่งพลังงานกลเพื่อขับเคลื่อนโรเตอร์หลักและส่วนหางในการหมุน ประกอบด้วยเครื่องยนต์และระบบที่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงาน (เชื้อเพลิงน้ำมันระบบระบายความร้อนระบบสตาร์ทเครื่องยนต์ ฯลฯ ) ใบพัดหลัก (HB) ใช้ในการบำรุงรักษาและเคลื่อนย้ายเฮลิคอปเตอร์ในอากาศประกอบด้วยใบพัดและดุมล้อ ใบพัดหางทำหน้าที่ปรับสมดุลของช่วงเวลาปฏิกิริยาที่เกิดจากการหมุนของโรเตอร์หลักและสำหรับการควบคุมทิศทางของเฮลิคอปเตอร์ แรงขับของใบพัดส่วนหางจะสร้างช่วงเวลาที่สัมพันธ์กับจุดศูนย์ถ่วงของเฮลิคอปเตอร์ซึ่งจะสร้างสมดุลระหว่างช่วงเวลาปฏิกิริยาของโรเตอร์หลัก ในการหมุนเฮลิคอปเตอร์ก็เพียงพอที่จะเปลี่ยนค่าของแรงขับของใบพัดหาง ใบพัดหางยังประกอบด้วยใบพัดและดุม โรเตอร์หลักถูกควบคุมโดยอุปกรณ์พิเศษที่เรียกว่า swashplate ใบพัดหางถูกควบคุมจากแป้นเหยียบ อุปกรณ์ขึ้น - ลงและลงจอดทำหน้าที่เป็นตัวรองรับเฮลิคอปเตอร์เมื่อจอดและตรวจสอบการเคลื่อนที่ของเฮลิคอปเตอร์บนพื้นสนามบินขึ้นและลงจอด พวกเขาติดตั้งโช้คอัพเพื่อรองรับแรงกระแทกและแรงกระแทก อุปกรณ์บินขึ้นและลงจอดสามารถดำเนินการได้ในรูปแบบของโครงล้อแบบลอยตัวและสกี

รูปที่ 2 ส่วนหลักของเฮลิคอปเตอร์:

1 - ลำตัว; 2 - เครื่องยนต์อากาศยาน 3 - โรเตอร์ (ระบบแบริ่ง); 4 - เกียร์; 5 - ใบพัดหาง; 6 - คานท้าย; 7 - โคลง; 8 - บูมหาง; 9 - แชสซี

หลักการยกใบพัดและระบบควบคุมใบพัด

ในการบินแนวตั้ง nแรงอากาศพลศาสตร์ทั้งหมดของโรเตอร์หลักจะแสดงเป็นผลคูณของมวลอากาศที่ไหลผ่านพื้นผิวที่โรเตอร์หลักกวาดออกไปในหนึ่งวินาทีโดยความเร็วของเจ็ทขาออก:

ที่ไหน πD 2/ 4 - พื้นที่ผิวถูกกวาดโดยโรเตอร์V-ความเร็วในการบิน นางสาว; ρ - ความหนาแน่นของอากาศยู -ความเร็วเจ็ตขาออกใน เมตร / วินาที

ในความเป็นจริงแรงผลักดันของใบพัดจะเท่ากับแรงปฏิกิริยาเมื่อการไหลของอากาศถูกเร่ง

เพื่อให้เฮลิคอปเตอร์เคลื่อนที่ไปข้างหน้าจำเป็นต้องมีการเอียงของระนาบการหมุนของใบพัดและการเปลี่ยนระนาบการหมุนไม่ได้เกิดจากการเอียงดุมโรเตอร์หลัก (แม้ว่าเอฟเฟกต์ภาพอาจเป็นเพียงแค่นั้น) แต่โดยการเปลี่ยนตำแหน่งของใบมีดในส่วนต่างๆของเส้นรอบวงของเส้นรอบวง

ใบพัดหลักซึ่งอธิบายถึงวงกลมเต็มรอบแกนในระหว่างการหมุนจะบินไปรอบ ๆ โดยการไหลของอากาศในรูปแบบต่างๆ วงกลมเต็มคือ360º จากนั้นให้เราหาตำแหน่งด้านหลังของใบมีดเป็น0ºจากนั้นทุก ๆ 90ºการปฏิวัติเต็มรูปแบบ ดังนั้นใบมีดที่อยู่ในช่วง0ºถึง180ºจึงเป็นใบมีดที่ก้าวหน้าและจาก 180 from ถึง360ºเป็นใบมีดถอย ฉันคิดว่าหลักการของชื่อดังกล่าวชัดเจน ใบมีดเคลื่อนที่ไปตามกระแสอากาศที่เข้ามาและความเร็วรวมของการเคลื่อนที่เมื่อเทียบกับการไหลนี้จะเพิ่มขึ้นเนื่องจากในทางกลับกันการไหลจะเคลื่อนที่เข้าหามัน หลังจากนั้นเฮลิคอปเตอร์ก็บินไปข้างหน้า แรงยกก็เพิ่มขึ้นตาม

มะเดื่อ 3 การเปลี่ยนแปลงความเร็วการไหลของเหตุการณ์ระหว่างการหมุนของใบพัดสำหรับเฮลิคอปเตอร์ MI-1 (ความเร็วในการบินโดยเฉลี่ย)

สถานการณ์ตรงข้ามกับใบมีดถอย ความเร็วของใบมีดนี้เหมือนเดิม "วิ่งหนี" จะหักออกจากความเร็วของกระแสที่เข้ามา เป็นผลให้เรามีแรงยกน้อยลง ปรากฎความแตกต่างอย่างรุนแรงของกองกำลังที่ด้านขวาและด้านซ้ายของสกรูและด้วยเหตุนี้จึงชัดเจน ช่วงเวลาพลิก... ในสถานการณ์เช่นนี้เฮลิคอปเตอร์จะพลิกคว่ำเมื่อพยายามเคลื่อนไปข้างหน้า สิ่งดังกล่าวเกิดขึ้นในช่วงแรกของการสร้างยานยนต์ปีกหมุน

เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้นผู้ออกแบบใช้เคล็ดลับอย่างหนึ่ง ความจริงก็คือใบพัดได้รับการแก้ไขในฮับ (นี่คือหน่วยขนาดใหญ่ที่ติดตั้งบนเพลาขาออก) แต่ไม่แข็ง พวกเขาเชื่อมต่อกับบานพับโดยใช้บานพับพิเศษ (หรืออุปกรณ์ที่คล้ายกัน) บานพับมีสามประเภท: แนวนอนแนวตั้งและแนวแกน

ตอนนี้เรามาดูกันว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับใบมีดซึ่งบานพับอยู่กับแกนหมุน ดังนั้นใบมีดของเราจึงหมุนด้วยความเร็วคงที่โดยไม่มีการควบคุมจากภายนอก.

รูปที่. 4 กองกำลังที่กระทำต่อใบมีดที่ห้อยลงมาจากดุมใบพัดแบบบานพับ

จาก 0ºถึง90ºความเร็วของการไหลรอบใบมีดเพิ่มขึ้นซึ่งหมายความว่าแรงยกจะเพิ่มขึ้นด้วย แต่! ตอนนี้ใบมีดแขวนอยู่บนบานพับแนวนอน อันเป็นผลมาจากแรงยกที่มากเกินไปการหมุนบานพับในแนวนอนจะเริ่มลุกขึ้น (ผู้เชี่ยวชาญบอกว่า "กวาด") ในขณะเดียวกันเนื่องจากการลากที่เพิ่มขึ้น (หลังจากนั้นความเร็วในการไหลก็เพิ่มขึ้น) ใบมีดเบี่ยงเบนไปข้างหลังล้าหลังการหมุนของแกนโรเตอร์ นี่คือสิ่งที่ ball-nir แนวตั้งมีไว้สำหรับ

อย่างไรก็ตามในระหว่างการแกว่งปรากฎว่าอากาศที่สัมพันธ์กับใบมีดยังได้รับการเคลื่อนที่ลงบางส่วนดังนั้นมุมของการโจมตีที่สัมพันธ์กับการไหลเข้าจะลดลง นั่นคือการเติบโตของลิฟท์ส่วนเกินช้าลง การชะลอตัวนี้ได้รับอิทธิพลเพิ่มเติมจากการไม่มีการควบคุม ซึ่งหมายความว่าแกนดาบที่ติดอยู่กับใบมีดจะคงตำแหน่งไว้ไม่เปลี่ยนแปลงและใบมีดที่แกว่งจะถูกบังคับให้หมุนตามแนวแกนซึ่งถือโดยแรงผลักและด้วยเหตุนี้จึงช่วยลดมุมในการตั้งค่าหรือมุมของการโจมตีตามกระแสที่เข้ามา (ภาพของสิ่งที่เกิดขึ้นในรูปที่นี่ Y คือแรงยก X คือแรงต้าน Vy คือการเคลื่อนที่ของอากาศในแนวตั้งαคือมุมของการโจมตี)

รูปที่ 5 ภาพการเปลี่ยนแปลงความเร็วและมุมการโจมตีของกระแสที่เข้ามาระหว่างการหมุนของใบพัดหลัก

ตรงประเด็น การยกส่วนเกิน90ºจะยังคงเพิ่มขึ้น แต่เนื่องจากข้างต้นมีการชะลอตัวที่เพิ่มขึ้น หลังจาก90ºแรงนี้จะลดลง แต่เนื่องจากการมีอยู่ของมันทำให้ใบมีดยังคงเคลื่อนที่ขึ้นไปแม้ว่าจะช้าลงเรื่อย ๆ มันจะถึงความสูงสูงสุดของวงสวิงสองสามครั้งที่ผ่านจุด180º เนื่องจากใบมีดมีน้ำหนักที่แน่นอนและแรงเฉื่อยก็กระทำกับใบมีด

เมื่อหมุนต่อไปใบมีดจะลดลงและกระบวนการเดียวกันทั้งหมดจะทำงานกับมัน แต่ในทิศทางตรงกันข้าม ขนาดของแรงยกจะลดลงและแรงเหวี่ยงร่วมกับแรงของน้ำหนักจะเริ่มลดลง อย่างไรก็ตามในขณะเดียวกันมุมของการโจมตีสำหรับการไหลที่กำลังจะมาถึงก็เพิ่มขึ้น (ตอนนี้อากาศเคลื่อนที่ขึ้นแล้วเมื่อเทียบกับใบมีด) และมุมการตั้งค่าของใบมีดจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ของแท่ง จานปัดเฮลิคอปเตอร์ ... ทุกสิ่งที่เกิดขึ้นจะรักษาระดับการยกของใบมีดถอยให้อยู่ในระดับที่กำหนด ใบมีดยังคงลดระดับลงและถึงระดับความสูงต่ำสุดของวงสวิงหลังจากจุด0ºอีกครั้งเนื่องจากแรงเฉื่อย

ดังนั้นเมื่อใบพัดหลักหมุนใบพัดของเฮลิคอปเตอร์ดูเหมือนจะ "เป็นคลื่น" หรือแม้แต่พูดว่า "กระพือปีก" อย่างไรก็ตามคุณไม่น่าจะสังเกตเห็นความกระพือปีกนี้พูดได้ด้วยตาเปล่า การเพิ่มขึ้นของใบมีดขึ้น (เช่นเดียวกับการโก่งตัวไปด้านหลังในบานพับแนวตั้ง) นั้นไม่มีนัยสำคัญมาก ความจริงก็คือแรงเหวี่ยงมีผลต่อการคงตัวของใบพัดอย่างมาก ยกตัวอย่างเช่นแรงยกมากกว่าน้ำหนักของใบมีด 10 เท่าและแรงเหวี่ยง 100 เท่า เป็นแรงเหวี่ยงที่เปลี่ยนใบมีด "อ่อน" ที่ดูเหมือนจะงอในตำแหน่งคงที่ให้เป็นองค์ประกอบที่แข็งทนทานและทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบของโรเตอร์หลักของเฮลิคอปเตอร์

อย่างไรก็ตามแม้จะไม่มีความสำคัญ แต่ก็มีการเบี่ยงเบนในแนวตั้งของใบพัดและเมื่อหมุนใบพัดหลักจะอธิบายถึงรูปกรวยแม้ว่ามันจะตื้นมากก็ตาม ฐานของกรวยนี้คือ ระนาบการหมุนของสกรู (ดูรูปที่ 1)

ในการทำให้เฮลิคอปเตอร์เคลื่อนที่ได้ต้องเอียงระนาบนี้เพื่อให้ส่วนประกอบแนวนอนของแรงแอโรไดนามิกทั้งหมดปรากฏขึ้นนั่นคือแรงขับในแนวนอนของใบพัด กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณต้องเอียงกรวยในจินตนาการทั้งหมดของการหมุนของสกรู หากเฮลิคอปเตอร์จำเป็นต้องเคลื่อนที่ไปข้างหน้ากรวยจะต้องเอียงไปข้างหน้า

จากคำอธิบายการเคลื่อนที่ของใบมีดระหว่างการหมุนของใบพัดนั่นหมายความว่าใบมีดในตำแหน่ง180ºควรต่ำลงและในตำแหน่ง0º (360º) ควรสูงขึ้น นั่นคือที่จุด180ºลิฟท์ควรลดลงและที่จุด0º (360º) ควรเพิ่มขึ้น และในทางกลับกันสามารถทำได้โดยการลดมุมการตั้งค่าของใบมีดที่180ºและเพิ่มขึ้นที่0º (360º) สิ่งที่คล้ายกันควรเกิดขึ้นเมื่อเฮลิคอปเตอร์เคลื่อนที่ไปในทิศทางอื่น เฉพาะในกรณีนี้โดยธรรมชาติแล้วการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันในตำแหน่งของใบมีดจะเกิดขึ้นที่จุดเชิงมุมอื่น ๆ

เป็นที่ชัดเจนว่าในมุมกลางของการหมุนของใบพัดระหว่างจุดที่ระบุมุมการตั้งค่าของใบมีดควรอยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางนั่นคือมุมของการติดตั้งใบมีดจะเปลี่ยนไปเมื่อมันเคลื่อนที่เป็นวงกลมทีละน้อยเป็นวัฏจักรนี่คือสิ่งที่เรียกว่ามุมวนของการติดตั้งใบมีด ( สนามสกรูแบบวงกลม) ฉันเน้นชื่อนี้เพราะยังมีระยะห่างของใบพัดทั่วไป (มุมใบมีดทั่วไป) มันเปลี่ยนไปพร้อมกันบนใบมีดทั้งหมดในปริมาณเท่ากัน โดยปกติจะทำเพื่อเพิ่มการยกโดยรวมของโรเตอร์หลัก

การดำเนินการดังกล่าวดำเนินการ เฮลิคอปเตอร์ swashplate ... มันเปลี่ยนมุมของใบพัดหลัก (ระยะห่างของใบพัด) โดยการหมุนในบานพับแกนโดยใช้แท่งที่ติดอยู่ โดยปกติจะมีช่องควบคุมสองช่องเสมอคือ pitch และ roll ตลอดจนช่องสำหรับเปลี่ยนระดับเสียงทั่วไปของโรเตอร์หลัก

ขว้าง หมายถึงตำแหน่งเชิงมุม อากาศยาน เทียบกับแกนขวาง (จมูกขึ้นและลง) เอเคอร์ตามลำดับสัมพันธ์กับแกนตามยาว (เอียงซ้าย - ขวา)

การก่อสร้าง เฮลิคอปเตอร์ swashplate มันค่อนข้างยาก แต่ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะอธิบายโครงสร้างของมันโดยใช้ตัวอย่างของโมเดลเฮลิคอปเตอร์ที่คล้ายกัน แน่นอนว่าเครื่องรุ่นนั้นเรียบง่ายกว่าของพี่ชาย แต่หลักการก็เหมือนกันทุกประการ

รูปที่. 6 Swash plate สำหรับเฮลิคอปเตอร์รุ่น

นี่คือเฮลิคอปเตอร์สองใบมีด ตำแหน่งเชิงมุมของใบมีดแต่ละอันถูกควบคุมผ่านแท่ง 6. แท่งเหล่านี้เชื่อมต่อกับสิ่งที่เรียกว่าแผ่นด้านใน 2 (โลหะสีขาว) มันหมุนพร้อมกับสกรูและอยู่ในสถานะคงที่ขนานกับระนาบการหมุนของสกรู แต่มันสามารถเปลี่ยนตำแหน่งเชิงมุม (เอียง) ได้เนื่องจากยึดกับแกนสกรูผ่านลูกหมาก 3. เมื่อความเอียง (ตำแหน่งเชิงมุม) เปลี่ยนไปมันจะทำหน้าที่กับแท่ง 6 ซึ่งในทางกลับกันจะทำหน้าที่กับใบมีดหมุนในบานพับตามแนวแกนและด้วยเหตุนี้การเปลี่ยนระยะห่างของสกรูแบบวนรอบ

แผ่นด้านใน ในเวลาเดียวกันคือการแข่งขันด้านในของแบริ่งการแข่งขันด้านนอกซึ่งเป็นแผ่นด้านนอกของสกรู 1 มันไม่หมุน แต่สามารถเปลี่ยนการเอียง (ตำแหน่งเชิงมุม) ภายใต้อิทธิพลของการควบคุมตามช่องพิทช์ 4 และช่องม้วน 5 ด้วยการเปลี่ยนความเอียงภายใต้อิทธิพลของการควบคุมจานรองด้านนอกจะเปลี่ยนความเอียงของจานรองด้านในและส่งผลให้ความเอียงของระนาบการหมุนของโรเตอร์หลัก ส่งผลให้เฮลิคอปเตอร์บินไปในทิศทางที่ถูกต้อง

ระยะห่างทั้งหมดของสกรูจะเปลี่ยนไปโดยการเลื่อนแผ่นด้านใน 2 ไปตามแกนสกรูโดยใช้กลไก 7. ในกรณีนี้มุมของการติดตั้งจะเปลี่ยนไปพร้อมกันทั้งสองใบ

เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้นต่อไปนี้เป็นภาพประกอบเพิ่มเติมบางส่วนของดุมสกรูพร้อมจานปัด

รูปที่. 7 บูชสกรูพร้อมแผ่นซัด (แผนภาพ)

รูปที่. 8 การหมุนใบมีดในบานพับแนวตั้งของดุมโรเตอร์หลัก

รูปที่. 9 ศูนย์กลางโรเตอร์หลักของเฮลิคอปเตอร์ MI-8

บทนำ

การออกแบบเฮลิคอปเตอร์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและพัฒนาตามเวลาซึ่งแบ่งออกเป็นขั้นตอนและขั้นตอนการออกแบบที่สัมพันธ์กัน เครื่องบินที่สร้างขึ้นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิคและเป็นไปตามลักษณะทางเทคนิคและทางเศรษฐกิจที่ระบุไว้ใน เงื่อนไขการอ้างอิง สำหรับการออกแบบ ข้อกำหนดในการอ้างอิงประกอบด้วยคำอธิบายเบื้องต้นของเฮลิคอปเตอร์และประสิทธิภาพการบินทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจที่สูงและความสามารถในการแข่งขันของเครื่องที่ออกแบบ ได้แก่ น้ำหนักบรรทุกความเร็วในการบินพิสัยเพดานแบบคงที่และไดนามิกทรัพยากรความทนทานและค่าใช้จ่าย

ข้อกำหนดในการอ้างอิงจะระบุไว้ในขั้นตอนของการศึกษาก่อนการออกแบบซึ่งระหว่างการค้นหาสิทธิบัตรการวิเคราะห์โซลูชันทางเทคนิคที่มีอยู่งานวิจัยและพัฒนาจะดำเนินการ งานหลักของการวิจัยก่อนการออกแบบคือการค้นหาและทดลองตรวจสอบหลักการใหม่ในการทำงานของวัตถุที่ออกแบบและองค์ประกอบต่างๆ

ในขั้นตอนของการออกแบบเบื้องต้นจะมีการเลือกโครงร่างอากาศพลศาสตร์รูปลักษณ์ของเฮลิคอปเตอร์จะถูกสร้างขึ้นและมีการคำนวณพารามิเตอร์หลักเพื่อให้แน่ใจว่าได้บรรลุคุณสมบัติการบินที่ระบุไว้ พารามิเตอร์เหล่านี้ ได้แก่ มวลของเฮลิคอปเตอร์พลังของระบบขับเคลื่อนขนาดของโรเตอร์หลักและส่วนหางมวลของเชื้อเพลิงมวลของเครื่องมือวัดและอุปกรณ์พิเศษ ผลการคำนวณใช้ในการพัฒนาโครงร่างของเฮลิคอปเตอร์และการรวบรวมแผ่นการจัดตำแหน่งเพื่อกำหนดตำแหน่งของจุดศูนย์กลางมวล

การออกแบบแต่ละหน่วยและส่วนประกอบของเฮลิคอปเตอร์โดยคำนึงถึงโซลูชันทางเทคนิคที่เลือกจะดำเนินการในขั้นตอนของการพัฒนาโครงการด้านเทคนิค ในกรณีนี้พารามิเตอร์ของหน่วยที่ออกแบบต้องเป็นไปตามค่าที่สอดคล้องกับการออกแบบแบบร่าง พารามิเตอร์บางตัวสามารถปรับแต่งเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ ในระหว่างการออกแบบทางเทคนิคจะทำการคำนวณความแข็งแรงของอากาศพลศาสตร์และการคำนวณทางจลศาสตร์การเลือกวัสดุโครงสร้างและโครงร่างโครงสร้าง

ในขั้นตอนของการออกแบบรายละเอียดการออกแบบรูปแบบการทำงานและการประกอบของเฮลิคอปเตอร์ข้อมูลจำเพาะรายการเบิกสินค้าและเอกสารทางเทคนิคอื่น ๆ จะดำเนินการตามมาตรฐานที่ยอมรับ

บทความนี้นำเสนอวิธีการคำนวณพารามิเตอร์ของเฮลิคอปเตอร์ในขั้นตอนของการออกแบบเบื้องต้นซึ่งใช้ในการทำโครงการหลักสูตรในสาขา "การออกแบบเฮลิคอปเตอร์"

1. การคำนวณน้ำหนักเครื่องโดยประมาณครั้งแรกของเฮลิคอปเตอร์

มวลของน้ำหนักบรรทุกอยู่ที่ไหนกก.

น้ำหนักลูกเรือกก

ช่วงการบิน

กิโลกรัม.

2. การคำนวณพารามิเตอร์ของใบพัดหลักของเฮลิคอปเตอร์

2.1 รัศมี R, m, โรเตอร์หลักของเฮลิคอปเตอร์แบบใบพัดเดี่ยว คำนวณโดยสูตร:

น้ำหนักเครื่องขึ้นของเฮลิคอปเตอร์อยู่ที่ไหนกก.

ก. - อัตราเร่งการตกฟรีเท่ากับ 9.81 เมตร / วินาที 2 ;

พี - ภาระเฉพาะบนพื้นที่ที่กวาดโดยโรเตอร์

 =3,14.

ค่าโหลดเฉพาะพี บนพื้นที่ที่กวาดไปโดยสกรูจะถูกเลือกตามคำแนะนำที่นำเสนอในงาน / 1 /: ที่ไหนพี= 280

ม.

เราใช้รัศมีของโรเตอร์เท่ากับR= 7.9

ความเร็วเชิงมุม จาก -1 การหมุนของโรเตอร์จะถูก จำกัด โดยค่าความเร็วรอบนอก R ปลายใบพัดซึ่งขึ้นอยู่กับน้ำหนักเครื่องขึ้นลงของเฮลิคอปเตอร์และเป็น R= 232 ม. / วินาที

จาก -1 .

รอบต่อนาที

2.2 ความหนาแน่นของอากาศสัมพัทธ์บนเพดานแบบคงที่และแบบไดนามิก

2.3 การคำนวณความเร็วทางเศรษฐกิจที่พื้นและที่เพดานแบบไดนามิก

กำหนดพื้นที่สัมพัทธ์ของแผ่นอันตรายที่เทียบเท่า:

ที่ไหนS เอ๊ะ = 2.5

คำนวณมูลค่าของความเร็วทางเศรษฐกิจที่พื้นดิน V s , กม. / ชม.:

ที่ไหนผม = 1,09…1,10 คือค่าสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำ

กม. / ชม.

คำนวณมูลค่าของความเร็วทางเศรษฐกิจที่เพดานแบบไดนามิก V คณบดี , กม. / ชม.:

ที่ไหนผม = 1,09…1,10 คือค่าสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำ

กม. / ชม.

2.4 มีการคำนวณค่าสัมพัทธ์ของค่าสูงสุดและค่าประหยัดบนเพดานแบบไดนามิก ความเร็วในการบินในแนวนอน:

ที่ไหนV สูงสุด \u003d 250 กม. / ชม. และV คณบดี \u003d 182.298 กม. / ชม. - ความเร็วในการบิน;

 R\u003d 232 m / s - ความเร็วรอบนอกของใบพัด

2.5 การคำนวณอัตราส่วนที่อนุญาตของแรงผลักดันต่อการเติมโรเตอร์สำหรับความเร็วสูงสุดที่พื้นและสำหรับความเร็วทางเศรษฐกิจที่เพดานไดนามิก:

2.6 สัมประสิทธิ์แรงขับของโรเตอร์หลักที่พื้นและที่เพดานไดนามิก:

2.7 การคำนวณการเติมโรเตอร์:

การเติมโรเตอร์หลัก  คำนวณสำหรับกรณีของเที่ยวบินที่ความเร็วสูงสุดและประหยัด:

;

เป็นค่าการเติมที่คำนวณได้  โรเตอร์หลักเป็นค่าที่ใหญ่ที่สุดของ  Vmax และ  V คณบดี :

พวกเรายอมรับ

ความยาวคอร์ด ข และการยืดตัว  ใบพัดจะเท่ากัน:

ที่ไหน z ล. - จำนวนใบพัด ( z ล. =3)

เมตร

2.8 แรงขับของโรเตอร์ที่เพิ่มขึ้นสัมพัทธ์เพื่อชดเชยการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์ของลำตัวและหางแนวนอน:

ที่ไหนS ฉ - พื้นที่ของการฉายแนวนอนของลำตัว

S tH - พื้นที่ของหางแนวนอน

S ฉ \u003d 10 ม 2 ;

S tH \u003d 1.5 ม 2 .

3. การคำนวณกำลังของระบบขับเคลื่อนของเฮลิคอปเตอร์

3.1 การคำนวณกำลังเมื่อแขวนบนเพดานคงที่:

กำลังเฉพาะที่จำเป็นในการขับเคลื่อนโรเตอร์หลักในโหมดโฮเวอร์บนเพดานทางสถิติคำนวณโดยสูตร:

ที่ไหน ยังไม่มีข้อความ H เซนต์ - กำลังที่ต้องการ W;

ม. 0 - น้ำหนักเครื่องขึ้นเครื่องกก.

ก. - การเร่งความเร็วในการตกฟรี m / s 2 ;

พี - ภาระเฉพาะบนพื้นที่ถูกใบพัดพัดออกไป, N / m 2 ;

 เซนต์ - ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของอากาศที่ความสูงของเพดานคงที่

 0 - ประสิทธิภาพสัมพัทธ์ โรเตอร์หลักในโหมดโฮเวอร์ (  0 =0.75);

แรงขับของโรเตอร์ที่เพิ่มขึ้นสัมพัทธ์เพื่อความสมดุลของการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์ของลำตัวและหางแนวนอน:

3.2 การคำนวณความหนาแน่นของกำลังในการบินระดับด้วยความเร็วสูงสุด

กำลังเฉพาะที่จำเป็นในการขับเคลื่อนโรเตอร์ในระดับการบินด้วยความเร็วสูงสุดคำนวณโดยสูตร:

ความเร็วรอบปลายของใบมีดอยู่ที่ไหน

- แผ่นอันตรายเทียบเท่าญาติ

ผม เอ๊ะ - ค่าสัมประสิทธิ์ของการเหนี่ยวนำกำหนดขึ้นอยู่กับความเร็วในการบินตามสูตรต่อไปนี้:

, ที่กม. / ชม.

3.3 การคำนวณความหนาแน่นของกำลังในการบินบนเพดานไดนามิกด้วยความเร็วทางเศรษฐกิจ

กำลังเฉพาะสำหรับไดรฟ์โรเตอร์หลักบนเพดานไดนามิกเท่ากับ:

ที่ไหน  คณบดี - ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของอากาศบนเพดานแบบไดนามิก

V คณบดี - ความเร็วทางเศรษฐกิจของเฮลิคอปเตอร์บนเพดานแบบไดนามิก

3.4 การคำนวณความหนาแน่นของกำลังในเที่ยวบินใกล้พื้นด้วยความเร็วทางเศรษฐกิจในกรณีที่เครื่องยนต์หนึ่งเครื่องขัดข้องระหว่างการบินขึ้น

ความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าที่ต้องใช้ในการบินขึ้นต่อไปด้วยความเร็วทางเศรษฐกิจในกรณีที่เครื่องยนต์ขัดข้องเพียงครั้งเดียวคำนวณโดยสูตร:

ความเร็วทางเศรษฐกิจอยู่ที่ใด

3.5 การคำนวณกำลังที่ลดลงเฉพาะสำหรับกรณีการบินที่แตกต่างกัน

3.5.1 กำลังไฟฟ้าที่ลดลงเฉพาะเมื่อแขวนบนเพดานคงเท่ากับ:

ลักษณะเค้นเฉพาะอยู่ที่ไหนซึ่งขึ้นอยู่กับความสูงของเพดานคงที่ H เซนต์ และคำนวณโดยสูตร:

 0 - ปัจจัยการใช้พลังงานของระบบขับเคลื่อนในโหมดเลื่อนซึ่งค่าขึ้นอยู่กับน้ำหนักเครื่องขึ้นลงของเฮลิคอปเตอร์ม. 0 :

ที่ ม. 0 < 10 тонн

ที่ 10 25 ตัน

ที่ ม. 0 \u003e 25 ตัน

3.5.2 กำลังที่ลดลงเฉพาะในระดับการบินด้วยความเร็วสูงสุดเท่ากับ:

ที่ไหน - ปัจจัยการใช้พลังงานที่ความเร็วในการบินสูงสุด

- ลักษณะคันเร่งของเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับความเร็วในการบิน V สูงสุด :

;

3.5.3 กำลังลดลงเฉพาะในการบินบนเพดานแบบไดนามิกด้วยความเร็วทางเศรษฐกิจ V คณบดี เท่ากับ:

และ - ระดับของการควบคุมมอเตอร์ขึ้นอยู่กับความสูงของเพดานแบบไดนามิก H และความเร็วในการบิน V คณบดี ตามลักษณะการควบคุมต่อไปนี้:

;

3.5.4 กำลังที่ลดลงเฉพาะในเที่ยวบินใกล้พื้นด้วยความเร็วทางเศรษฐกิจในกรณีที่เครื่องยนต์หนึ่งเครื่องขัดข้องขณะบินขึ้นจะเท่ากับ:

ปัจจัยการใช้พลังงานที่ความเร็วในการบินทางเศรษฐกิจอยู่ที่ไหน

- ระดับการควบคุมเครื่องยนต์ในการทำงานฉุกเฉิน

n = 2 - จำนวนเครื่องยนต์เฮลิคอปเตอร์

3.5.5 การคำนวณกำลังที่ต้องการของระบบขับเคลื่อน

ในการคำนวณกำลังที่ต้องการของระบบขับเคลื่อนจะเลือกค่าสูงสุดของกำลังที่ลดลงเฉพาะ:

ความต้องการพลังงาน ยังไม่มีข้อความ ระบบขับเคลื่อนของเฮลิคอปเตอร์จะเท่ากับ:

ที่ไหน ม. 01 - น้ำหนักเครื่องขึ้นของเฮลิคอปเตอร์

ก. \u003d 9.81 ม 2 / s - ความเร่งของแรงโน้มถ่วง

Tue,

3.6 การเลือกเครื่องยนต์

ใช้เวลาสอง เครื่องยนต์ turboshaft VK-2500 (TV3-117VMA-SB3) กำลังไฟทั้งหมดของแต่ละตัว ยังไม่มีข้อความ =1,405∙10 6 W

เครื่องยนต์VK-2500 (TV3-117VMA-SB3) ได้รับการออกแบบมาเพื่อติดตั้งบนเฮลิคอปเตอร์รุ่นใหม่ตลอดจนใช้แทนเครื่องยนต์บนเฮลิคอปเตอร์ที่มีอยู่เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการบิน มันถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของเครื่องยนต์ TV3-117VMA ที่ได้รับการรับรองแบบอนุกรมและผลิตที่ V.Ya. Klimov ".

4. การคำนวณมวลเชื้อเพลิง

ในการคำนวณมวลของน้ำมันเชื้อเพลิงที่ระบุช่วงการบินที่กำหนดจำเป็นต้องกำหนดความเร็วในการล่องเรือV cR ... ความเร็วในการล่องเรือคำนวณโดยวิธีการประมาณต่อเนื่องตามลำดับต่อไปนี้:

a) ใช้ค่าความเร็วในการล่องเรือของการประมาณครั้งแรก:

กม. / ชม.;

b) คำนวณค่าสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำ ผม เอ๊ะ :

ที่กม. / ชม

c) กำลังเฉพาะที่ต้องใช้ในการขับเคลื่อนโรเตอร์หลักในการบินที่โหมดล่องเรือจะถูกกำหนด:

ค่าสูงสุดของกำลังลดลงเฉพาะของระบบขับเคลื่อนอยู่ที่ไหน

- ค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับความเร็วในการบิน V cR 1 คำนวณโดยสูตร:

d) คำนวณความเร็วในการแล่นของแนวทางที่สอง:

จ) กำหนดค่าเบี่ยงเบนสัมพัทธ์ของความเร็วของการประมาณครั้งแรกและครั้งที่สอง:

เมื่อระบุความเร็วในการแล่นของค่าประมาณแรก V cR 1 มันจะเท่ากับความเร็วที่คำนวณได้ของการประมาณครั้งที่สอง จากนั้นการคำนวณจะทำซ้ำจากจุด b) และสิ้นสุดตามเงื่อนไข

การใช้เชื้อเพลิงเฉพาะคำนวณโดยสูตร:

ค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงของปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะอยู่ที่ไหนขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานของเครื่องยนต์

- ค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงในการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเฉพาะขึ้นอยู่กับความเร็วในการบิน

- ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะในโหมดการบินขึ้น

ในกรณีของเที่ยวบินล่องเรือเป็นที่ยอมรับ:

;

ที่กิโลวัตต์;

ที่กิโลวัตต์

กก. / W ∙ชั่วโมง

มวลของเชื้อเพลิงที่ใช้ในเที่ยวบิน ม. เสื้อ จะเท่ากับ:

พลังงานเฉพาะที่ใช้ที่ความเร็วล่องเรืออยู่ที่ไหน

- ความเร็วในการล่องเรือ

L - ช่วงของเที่ยวบิน

กิโลกรัม.

5. การกำหนดมวลของส่วนประกอบและส่วนประกอบของเฮลิคอปเตอร์

5.1 มวลของใบพัดถูกกำหนดโดยสูตร:

ที่ไหน R - รัศมีของโรเตอร์หลัก

 - เติมโรเตอร์

กิโลกรัม,

5.2 มวลของฮับโรเตอร์หลักคำนวณโดยสูตร:

ที่ไหน k อังคาร - ค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักของบูชสมัยใหม่

k ล. - ค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพลของจำนวนใบมีดต่อมวลของแขนเสื้อ

ในการคำนวณคุณสามารถใช้:

กก. / kN,

ดังนั้นจากการเปลี่ยนแปลงเราจึงได้รับ:

ในการกำหนดมวลของฮับโรเตอร์หลักจำเป็นต้องคำนวณแรงเหวี่ยงที่กระทำกับใบพัดยังไม่มีข้อความ ธนาคารกลาง (เป็น kN):

กิโลนิวตัน,

กิโลกรัม.

5.3 น้ำหนักของระบบควบคุมบูสเตอร์, ซึ่งรวมถึง swashplate บูสเตอร์ไฮดรอลิกระบบควบคุมไฮดรอลิกของโรเตอร์หลักคำนวณโดยสูตร:

ที่ไหน ข - คอร์ดใบมีด

k หุยฮา - ค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักของระบบควบคุมบูสเตอร์ซึ่งสามารถรับได้เท่ากับ 13.2 กก. / ม 3 .

กิโลกรัม.

5.4 น้ำหนักของระบบควบคุมด้วยตนเอง:

ที่ไหน k rU - ค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักของระบบควบคุมด้วยมือสำหรับเฮลิคอปเตอร์แบบใบพัดเดี่ยวเท่ากับ 25 กก. / ม.

กิโลกรัม.

5.5 มวลของกระปุกเกียร์หลักขึ้นอยู่กับแรงบิดของเพลาโรเตอร์หลักและคำนวณโดยสูตร:

ที่ไหน k เอ็ด - ค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักซึ่งเป็นค่าเฉลี่ย 0.0748 kg / (Nm) 0,8 .

แรงบิดสูงสุดบนเพลาโรเตอร์จะพิจารณาจากกำลังที่ลดลงของระบบขับเคลื่อนยังไม่มีข้อความ และความเร็วของโรเตอร์  :

ที่ไหน  0 - ปัจจัยการใช้พลังงานของระบบขับเคลื่อนซึ่งค่าที่ถ่ายขึ้นอยู่กับน้ำหนักเครื่องขึ้นลงของเฮลิคอปเตอร์ม. 0 :

ที่ ม. 0 < 10 тонн

ที่ 10 25 ตัน

ที่ ม. 0 \u003e 25 ตัน

N∙เมตร

น้ำหนักกระปุกหลัก:

กิโลกรัม.

5.6 ในการกำหนดมวลของชุดขับเคลื่อนใบพัดหางจะคำนวณแรงขับ T pv :

ที่ไหน M nV - แรงบิดบนเพลาโรเตอร์

L pv - ระยะห่างระหว่างแกนของโรเตอร์หลักและใบพัดหาง

ระยะห่างระหว่างแกนของโรเตอร์หลักและใบพัดท้ายเท่ากับผลรวมของรัศมีและระยะห่าง  ระหว่างปลายใบมีด:

ที่ไหน  - ช่องว่างถ่ายเท่ากับ 0.15 ... 0.2 ม.

- รัศมีของใบพัดส่วนหางซึ่งขึ้นอยู่กับน้ำหนักในการบินขึ้นของเฮลิคอปเตอร์คือ:

ที่ t

ที่ t.

เมตร

อำนาจ ยังไม่มีข้อความ pv ซึ่งใช้ในการหมุนของใบพัดหางคำนวณโดยสูตร:

ที่ไหน  0 - ประสิทธิภาพสัมพัทธ์ของโรเตอร์หางซึ่งสามารถรับได้เท่ากับ 0.6 ... 0.65

Tue,

แรงบิด M pv ส่งโดยเพลาพวงมาลัยคือ:

N∙เมตร

ความเร็วของเพลาพวงมาลัยอยู่ที่ไหน

จาก -1 ,

แรงบิดที่ส่งโดยเพลาส่งกำลัง N ∙ m ที่ความเร็ว n ใน = 3000 รอบต่อนาที เท่ากับ:

N∙เมตร

น้ำหนัก ม. ใน เพลาส่ง:

ที่ไหน k ใน - ค่าน้ำหนักของเพลาส่งกำลังซึ่งเท่ากับ 0.0318 kg / (Nm) 0,67 . กิโลกรัม

ค่าแรงเหวี่ยง ยังไม่มีข้อความ ย่านศูนย์กลางธุรกิจ ทำหน้าที่กับใบพัดส่วนหางและดูดซับโดยบานพับดุม

น้ำหนักของปลอกใบพัดหาง ม. อังคาร คำนวณโดยใช้สูตรเดียวกับโรเตอร์หลัก:

ที่ไหน ยังไม่มีข้อความ ธนาคารกลาง - แรงเหวี่ยงที่กระทำต่อใบมีด

k อังคาร - ค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักของปลอกรับเท่ากับ 0.0527 กก. / กิโลนิวตัน 1,35

k z - ค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนักขึ้นอยู่กับจำนวนใบมีดและคำนวณโดยสูตร: กิโลกรัม,

มวลของอุปกรณ์ไฟฟ้าของเฮลิคอปเตอร์คำนวณโดยสูตร:

ที่ไหน L pv - ระยะห่างระหว่างแกนของโรเตอร์หลักและใบพัดหาง

z ล. - จำนวนใบพัด

R - รัศมีของโรเตอร์หลัก

 ล. - การยืดตัวของใบพัดแบบสัมพัทธ์

k ฯลฯ และ k อีเมล - ปัจจัยถ่วงน้ำหนักสำหรับสายไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ซึ่งมีค่าเท่ากัน:

การคำนวณและการสร้างเสาลงจอด 3.4 การคำนวณ และการก่อสร้าง ... / S 0.15 10. ข้อมูลทั่วไป 10.1 บินขึ้น น้ำหนัก เครื่องบินกก. m0 880 10 ...

การคำนวณ ประสิทธิภาพการบินของเครื่องบิน An-124

แนวข้อสอบ \u003e\u003e ขนส่ง

รายวิชาอากาศพลศาสตร์ " การคำนวณ ลักษณะทางอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบิน An ... และประเภทของเครื่องยนต์ บินขึ้น แรงขับของเครื่องยนต์เดียว บินขึ้น พลังของเครื่องยนต์เดียว ... เครื่องยนต์ turbojet 23450 - บินขึ้น น้ำหนัก อากาศยาน น้ำหนัก โหลดเครื่องบินเปล่าจ่ายภาระ ...

การคำนวณ กฎการควบคุมการเคลื่อนที่ตามยาวของเครื่องบิน

งานหลักสูตร \u003e\u003e การขนส่ง

ย้ายตำแหน่งเปลี่ยน ฝูง มาตรความเร่งได้รับการแก้ไขโดยระบบควบคุมโพเทนชิโอเมตริกหรือ ... เป็นเครื่องมือ การคำนวณ ขอแนะนำให้ใช้แพ็คเกจ MATLAB, ... เที่ยวบิน; b) เมื่อจอดรถ สนามบิน ตัด; c) ในฤดูใบไม้ร่วงฟรี ...

การเตรียมตัวก่อนบิน

ข้อสอบ \u003e\u003e การบินและอวกาศ

ที่เกิดขึ้นจริง สนามบิน มวล ความเร็วในการตัดสินใจ V1 ถูกกำหนด การคำนวณ น้ำหนักบรรทุกสูงสุดไม่เปลี่ยนแปลง น้ำหนัก = น้ำหนัก ...

ความเป็นมาของภาพยนตร์เรื่องนี้หากมีสงครามในวันพรุ่งนี้

บทคัดย่อ \u003e\u003e วัฒนธรรมและศิลปะ

...) น้ำหนัก ว่าง: 1,348 กก. ปกติ สนามบิน น้ำหนัก: สูงสุด 1,765 กก สนามบิน น้ำหนัก: 1 859 กก น้ำหนัก เชื้อเพลิง ... ลักษณะ: ลำกล้องมม. 152.4 การคำนวณ, คน สิบ น้ำหนัก ในตำแหน่งที่เก็บกก. 4550 ...