Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое тяга двигателя вертолета

ВЕРТОЛЕТ

ВЕРТОЛЕТ, винтокрылый летательный аппарат, называемый также винтокрылом, – летательный аппарат, у которого подъемная сила создается вращающимися винтами. Хотя полеты винтокрылых летательных аппаратов были осуществлены только в 20 в., сама концепция винтокрыла имеет намного более раннее происхождение. В рукописи Леонардо да Винчи (1452–1519) имеется рисунок машины с винтом на вертикальной оси, приводимым в движение мускульной силой летящего на ней человека. Это, несомненно, прообраз вертолета.

В настоящее время существуют как небольшие двухместные учебные вертолеты, так и гигантские транспортные винтокрылые машины, способные поднимать в воздух более 22 т груза и перевозить, например, гусеничные транспортные средства. Вертолеты – это высокоманевренные и универсальные летательные аппараты, предназначенные для выполнения разнообразных функций и не требующие больших и ровных площадок для взлета и посадки.

Самолеты могут лететь быстрее, чем вертолеты, но только в одном направлении. Вертолеты редко развивают скорости выше 320 км/ч, однако могут перемещаться в любую сторону и при необходимости зависать в воздухе.

Практика применения авторотации, в т.ч. — осевой

  • Перейти на страницу:

Практика применения авторотации, в т.ч. — осевой

#1 Сообщение Jan » 27 сен 2008, 10:38

Пытался осознать — что это и зачем это. По факту — это обычная авторотация с нулевой поступательной скоростью. Есть некоторые уточнения, т.к. велико разночтение — сам столкнулся.

Вариант 1.
— Мы тут осевую авторотацию выполняли с высоты в 300 метров!
— Как?
— Скорость почти ноль, коррекция на ноль, шагом подбираем обороты НВ, РАЗГОНЯЕМСЯ до 70 узлов, далее — как при обычной авторотации!

Вариант 2.
— Висим на 30-40 метрах. Убираем коррекцию и с приличной вертикальной скоростью летим вертикально вниз. У земли на высоте метров 5 тянем шаг «под мышку». Если начать тянуть раньше — можно сначала остановиться, а потом уж рухнуть с метров 5-10. Так что раньше, чем нужно, тянуть нельзя. Помогает выжить при отказе двигателя на небольшой высоте и околонулевой скорости.

Разница в этих двух вариантах только в том, что с высоты, большей, чем 50 метров, можно успеть набрать поступательную скорость (ручку ЦШ вперед) и далее классическая авторотация. А на высоте до 50 метров поступательную скорость набрать не удастся, так что вниз и ловить момент для взятия шага в весьма активном темпе.

Т.е. «осевой авторотации» с высоты большей, чем 50 метров, фактически не существует. . Вернее, можно, конечно, и с 500 метров исполнить, но уверен, что вертикальная скорость будет такова, что притормозить вертолет для более-менее мягкой посадки уже не удастся.

Естественно, что все данные эмпирические, упоминания о данном упражнении пока нигде не нашел. Все для R-44.

Может, откомментирует кто?

#2 Сообщение челавиа » 27 сен 2008, 15:00

При переучивании на МД-520 выполняли авторотацию со 150 м и V=0, шаг вниз, почти отвесное пикирование для разгона до 60 узлов и с 20 м начало выравнивания.

Авторотация с 8-10 м, шаг вниз и с 2-3 м начало выравнивания шагом соразмерно с приближением к земле (выполнение только с инструктором).

Авторотация с 2-4 м, выравнивание шагом соразмерно с приближением к земле.

Это перечислены безопасные упражнения. При выполнении авторотации выше 10 м и ниже 100 м уже все зависит от опыта и уже возможно разрушение матчасти.

#3 Сообщение Jan » 27 сен 2008, 15:57

Вот и я о том же.. Просто тут в клубе услыхал фразу из толпы инструкторов:
— Ну лечу я, значит, вижу, в ворота не попадаю по высоте и на ОСЕВОЙ авторотации захожу в них..

Если бы это не инструктор был — я бы ничего, понял, а так..

Re: Осевая авторотация

#4 Сообщение vova_k » 28 сен 2008, 16:02

Речь идет о R44 ? У меня РЛЭ под рукой нет, но насколько помню, в диаграмме height-velocity запретная зона при нулевой поступательной скорости находится от 3 (трех) до ста с лишним (120 или 150, точно забыл) метров. Т.е. висеть на 30-40 метрах согласно РЛЭ НЕЛЬЗЯ.

Кроме того, знаю инструктора, которого другой инструктор (оба с огромным опытом) уболтал составить ему компанию для выполнения осевой авторотации как раз из этой запретной зоны — типа, он секрет знает. Результат — не поддающийся ремонту вертолет, не поддающийся окончательному лечению позвоночник моего знакомого и довольно серьезная травма у зачинщика.

#5 Сообщение Jan » 28 сен 2008, 20:53

Re: Осевая авторотация

#6 Сообщение Misha » 24 июн 2009, 00:03

«Возвращаясь к напечатанному»

Вчера и сегодня пробовал эту самую осевую авторотацию. Практическое применение она нашла как раз в спорте — упражнение на навигацию: когда надо пройти створ ворот на высоте не более 50 метров, а ты приближение этого створа прозевал и идешь высоко — или когда ты увидел мишень с высоты метров 300, а что на ней нарисовано, хрен разглядишь. Итак, на высоте 300 или чуть больше метров вертолет выставляется правым боком к направлению движения (как над землей для быстрой остановки), воздушная скорость падает до 0, шаг вниз, коррекция убирается. Обороты НВ регулируются шагом, естественно. Сыпется вниз довольно быстро. Метрах на 70 или больше — перевод в пикирование и вывод со скоростью узлов 40-50, с восстановлением оборотов двигателя. Эмпирическим путем установлено, что такой способ снизиться существенно быстрее нарезания спиралей на той же авторотации.

Ну и, естественно, такая авторотация нужна для точного попадания на площадку, которая оказалась под тобой в момент отказа. При вертикальном снижении можно даже сдать чуть назад — также не нарезая спирали.

Сегодня замерили вертикальную скорость на осевой авторотации: набрал 500 метров, пошел вертикально вниз. На высоте 400 метров включили секундомер. На высоте 100 метров остановили секундомер и начали выводить вертолет в горизонтальный полет.

300 метров преодолели за 27.8 секунд — т.е. вертикальная примерно 11 м/сек. Не слишком быстро, если учесть, что вертикальная на авторотации с поступательной скоростью 50 узлов составляет около 7 м/сек (как парашютист) и гасится шагом достаточно легко. Думаю, при 11 м/сек железо пострадает, а люди выживут (хоть и не без повреждений).

Вопрос этот возник на случай посадки на авторотации в «колодец» — на поляну, например. Т.е. гасишь поступательную скорость над поляной на высоте 30-40 метров — и пошел вертикально вниз. Скорость будет явно меньше 11 м/сек. Этот случай, кстати, за пределами РЛЭ — но мне применение осевой авторотации показалось более предпочтительным, чем приземление на кроны деревьев или в стены строений.

Предвидя вопросы: на борту я был не один, конечно же — продолжаю учиться

Что такое тяга двигателя вертолета

Новая рубрика — Эксперименты. Мне давно было любопытно узнать некоторые параметры различных моделей вертолетов и в конце концов я решил попробовать их измерить. К сожалению дело оказалось совсем непростым. Вернее, измерить-то просто, но точность полученных измерений получилась чуть больше чем никакая, поэтому все на что они годны — лишь сделать несколько забавных выводов.

Измеряем тяговооруженность

Какой вес может потянуть игрушечный микровертолет? Насколько сильно отличается развиваемая тяга у различных моделей? Эти вопросы наверное интересуют многих. К сожалению, как выяснилось, данные параметры напрямую зависят от аккумулятора — его емкости, состояния, внутреннего сопротивления. Конечно, я старался нивелировать эту разницу и измерять все вертолеты с одним и тем же конкретным аккумулятором, но все же точность замеров получилась очень приблизительной.

Читать еще:  Гул двигателя на пежо причина

Тяга вертолета у земли и в воздухе различается. У земли вступает в действие эффект «воздушной подушки» и тяга немного больше чем в воздухе. Вначале я пытался измерить также и тягу в воздухе (привязывая вертолет ниткой), но делать это было очень уж неудобно, поэтому такое измерения я провел не со всеми моделями. Получившийся результат говорит о том, что для данного класса вертолетов разница тяги у земли и в воздухе отличается примерно на 2-3 грамма.

Методика измерений

Первое измерение — на подъемную силу и тяговооруженность. Мерил с помощью китайских электронных весов с точностью до 0,01 гр.

  • Замер №1: полный вес вертолета с аккумулятором;
  • Замер №2: тяга у земли. Измерялась приклеиванием вертолета к весам, на весы клался дополнительный вес чтобы снизить погрешность, весы калибровались при этом на 0, кратковременно включался газ на полную;
  • Замер №3: более объективный замер подъемной силы. Вертолет привязывал к весам метровой ниткой, измерял тягу двигателей в полете при полностью заряженных аккумуляторах.

Тяговооруженность считал как отношение тяги двигателей у земли к собственному весу, поэтому можно сказать что реальная тяговооруженность даже в начале полета будет немного ниже, а уж после полминуты полета после первоначальной разрядки аккумулятора — значительно ниже.

Результаты:

MCXS300MCX2SoloBravo IIIMSRSolo Pro
Собственный вес, г.26,526,529,52835,52828,5
Тяга у земли, г.4244,555-35*4255,55048
Вес который может оторвать от земли, г.15,51814192219,5
Поднимаемый вес в воздухе, г.1315*12
Тяговооруженность1,581,68*1,51,561.781.68

Любопытная особенность была замечена при измерении тяги у MCX2. При включении газа на полную первоначальная тяга была весьма приличной, однако сразу же плавно снижалась до достаточно низких значений. Такое ощущение что это сделано специально. Вертолет комнатный и обычно летает в помещениях с низкими потолками, в этом случае постоянная большая тяга и не требуется, только кратковременная, поэтому такой «хак» оправдан, чтобы не перегрузить ключи и моторы. Конечно, я могу ошибаться в этом, ведь все это лишь мои догадки и наблюдения.

В остальном, ничего особо увлекательного. Заметно, что у S300 тяга чуть больше чем у MCX, в связи с более обтекаемой канопой. Тяговооруженность у Blade MSR чуть получше чем у Solo Pro.

Измеряем потребляемый ток

Методика измерений

Ну тут все еще проще — включаем мультиметр в цепь питания и меряем ток в различных режимах — ток покоя (питание приемника и электроники), ток потребляемый сервами, ток потребляемый внешней иллюминацией. Самое большое разочарование ждало меня когда я попытался измерить ток потребляемый двигателями на полном газу — мой мультиметр не позволил это сделать, при столь маленьком напряжении питания его внутреннее сопротивление оказалось слишком большим.

Результаты:

MCXMCX2SoloBravo IIIMSRSolo Pro
Ток потребления платы электроники, мА35352636,53629,5
Ток потребления одной сервы в движении, мА6542,570606462
Ток потребления двигателей на полном газу, мА
Ток потребления внешней иллюминации, мА74

Какие любопытные выводы можно сделать отсюда?

«Иллюминация» что на MCX2, что на Bravo III не потребляет хоть сколько-нибудь значительной мощности, поэтому единственный минус от нее — дополнительный вес. Сервоприводы MCX2 потребляют заметно меньший ток чем у остальных вертолетов. Причина ясна — они гораздо медленнее движутся (умышленное ограничение скорости в прошивке платы). В остальном, ничего особо интересного. 🙂

Подытоживая все вышенаписанное, можно сказать, что тяга развиваемая микровертолетами лишь чуть больше их собственного веса, поэтому каждый лишний грамм для них критичен. Тяговооруженность микромоделей классической схемы чуть выше, чем у соосников. В целом, характеристики сравнимых моделей у двух производителей — Eflite и Nine Eagles примерно одинаковы.

Режим вихревого кольца

Не менее опасное явление, когда под винтом сталкиваются два потока: набегающий снизу и индуктивный сверху. Так происходит при посадке, когда двигатель работает на небольшой поступательной скорости и высокой вертикальной. Вертолет начинает беспорядочно колебаться, и это требует моментальной реакции от пилота.

  • если горизонтальная скорость снижается до 40 км в час и меньше, а вертикальная превышает 2 метра в секунду.;
  • попутный ветер при посадке;
  • необходимость зайти на небольшую площадку, вокруг которой высокие ограничения;
  • выход из авторотации на низкой скорости, если предварительно не увеличить поступательную;
  • большая высота и высокая температура воздуха;
  • загруженность, близкая к максимальной.

Признаками становятся не только колебания, но и самопроизвольный рост вертикальной скорости на посадке, изменения в частоте вращения винта, снижение эффективности управления. Пилот плавно увеличивает общий шаг винта, чтобы скинуть вертикальную скорость. Если сделать так не получается, то он будет повышать горизонтальную скорость, чтобы она стала более 40 км в час, достигнет этой величины и перестанет снижать вертолет увеличением шага. Если при посадке произошел перелет, то оптимальным решением станет пойти на второй круг и начать снижаться вовремя.

Заводской брак или неумение управлять? Почему вертолёты Ми-8 начали падать по всей стране

Фото © ТАСС / Сергей Карпухин

Как и почему падают вертолёты?

Если одна из жизненно важных систем вертолёта выходит из строя, то лётчикам, даже в боевой машине, есть чего бояться. В этом можно убедиться на примере аварии боевого вертолёта Ми-28 из состава пилотажной группы «Беркуты» в Рязани. Пять лет назад во время выступления у боевого вертолёта отказал рулевой винт — машина, повинуясь третьему закону механики Ньютона, начала вращаться вокруг вала ротора и терять высоту. Одной из возможных причин аварии — неофициально, между собой — тогда называли редуктор ВР-29, который устанавливается на вертолёты Ми-28Н «Ночной охотник».

Фото © ТАСС / Сергей Савостьянов

Его главной проблемой, по словам источников Лайфа в ОПК, близких к вертолётостроительным заводам, могла стать фактическая работа на пиковой мощности. Чтобы не засорять голову терминологией, важно понимать, что редуктор вертолёта работает на износ только в трёх случаях: во время взлёта, во время посадки и во время агрессивных манёвров, если лётчики сажают машину или просто «хулиганят» во время плановых полётов. В случае неисправности редуктора из-за заводского брака (дефект изготовления или неправильная установка) деталь начинает существенно нагреваться. Металл расширяется, и движущиеся части может просто заклинить. Приведёт это ровно к тому, что можно наблюдать на видео — остановке хвостового (рулевого) винта и началу вращения машины.

Армия. Главное по теме

Почему упал Ми-8 под Клином? Лётчики и инженеры раскрыли возможные причины гибели военных

19 мая 2020, 22:53

Подготовка к войне или шутка военных? Зачем японцам понадобился план по борьбе с пришельцами

10 мая 2020, 08:00

Минобороны сообщило о 2,6 тысячи заболевших коронавирусом в армии и военных учебных заведениях

29 апреля 2020, 20:09

Здесь сразу стоит сказать, что достоверно установить сам факт неисправности в данный момент невозможно. В первую очередь потому, что не известно состояние машины. Во-вторых, редукторов в конструкции Ми-8 целых три — какой из них «пошёл вразнос» (если версия о технической неисправности подтвердится), может установить только специальная экспертиза. Инженер-разработчик бортового радиоэлектронного оборудования Борис Константиновский поясняет, что в тот момент, когда один из редукторов начинает выходить из строя, машины начинает «швырять из стороны в сторону».

Читать еще:  Что такое двигатель без гбц

Провалы по передаче момента от двигателя на несущий винт сопровождаются гулкими ударами и хрустом трущихся деталей. По кривой на графике в таком случае хорошо заметно, как вертолёт «проваливается» в воздух синхронно отказам узлов. Редуктор сам по себе в большинстве случаев не разрушается, это совокупность факторов — тут и качество изделия, и испытательный цикл, и сертификация, и лётные испытания, и отзывы лётчиков-испытателей, много чего

Инженер-разработчик бортового радиоэлектронного оборудования

Кроме того, как отметил эксперт, упавший борт — новейший в серии и не похож на обычный Ми-8. Это так называемая арктическая версия машины — Ми-8АМТШ-ВА, которую производит Улан-Удэнский авиационный завод, а некоторые вертолёты этой серии были сданы заказчику — ВКС РФ — в 2017 году с опережением графика. Минобороны сочло машину удачной и в 2019 году сообщило, что будет приобретать дополнительные.

  • СПРАВКА. Изготовитель машин — Улан-Удэнский авиационный завод — был загружен заказами для военного ведомства аккурат до 2020 года. Общая сумма заказов на вертолёты разных типов составила 54 млрд рублей. Контракт между Минобороны РФ и холдингом «Вертолёты России» на поставку 40 модернизированных вертолётов Ми-8АМТШ заключили ещё в 2013 году в ходе визита на предприятие замминистра обороны Юрия Борисова. Сумма контракта, подписанного на заводе в субботу, 2 августа, составила 12,6 миллиарда рублей.

Не подтверждая и не опровергая версию неисправности, эксперты добавляют, что почти все аварии вертолётов Ми-8 в Подмосковье, на Чукотке и в Рязани объединяет одна общая черта — режим полёта и работы двигателя. Во время планового учебного полёта очевидцы сообщали о резких манёврах машины, которые в непосредственной близости от земли всегда выполняют на предельных режимах работы. В случае с аварией вертолёта Ми-28 под Рязанью рулевой винт боевого вертолёта отказал в момент выполнения фигуры высшего пилотажа, которая тоже — по совпадению — совершается на предельно возможных оборотах.

Эксперты отмечают, что при отказе трансмиссии и «обрыве» хвостового винта у отечественных вертолётов, несущий винт которых вращается по часовой стрелке вправо, обычно идёт «левое» вращение — это хорошо заметно на кадрах с аварией Ми-28Н, да и вообще с любой аварией отечественного вертолёта. А вот если вращение — в правую сторону, то здесь возникают вопросы.

Такое может произойти, например, если заклинила педаль управления рулевым винтом и случилась потеря путевого управления. На Ми-8 эти педали — как в машине, слева и справа. На каждой из них находятся концевики, которые замыкают контуры управления. Если один из них заклинит, то машина может «свалиться» во вращение как в левое, так и в правое. Другая версия — рассинхрон действий или попытка «погонять» двигатели своими силами. Раньше, ещё в СССР, аварии с техниками в авиаполках по такой причине случались

Инженер-разработчик бортового радиоэлектронного оборудования

В случае с аварией вертолёта Ми-8 на Чукотке присутствует едва уловимое ощущение неисправности машины — борт буквально уводит в сторону сразу после отрыва от площадки. Если внимательно изучить кадры с аварией Ми-28Н пятилетней давности, а потом посмотреть на недавние аварии военных бортов, то на кадрах хорошо видно, что вертолёты перед крушением ведут себя так, словно у них действительно отказывают рулевые винты: машины начинают вращаться вокруг собственной оси, а лётчики пытаются выровнять машину и погасить вращение, чтобы посадить неуправляемый вертолёт обратно на площадку.

Почему упал Ми-8 под Клином? Лётчики и инженеры раскрыли возможные причины гибели военных

Заместитель командира авиационного полка Вячеслав Казаков, подполковник ВВС СССР в запасе и ветеран войны в Афганистане, поясняет, что неисправность редуктора для вертолёта — это гарантированная гибель экипажа и шанс выжить крайне мал.

Ну представьте себе. У вас полёт на высоте 1200–1300 метров. Вдруг — отказ редуктора, винт «встаёт». Есть призрачный шанс посадить машину на авторотации, но машина относительно контролируется до высоты примерно метров 400–500. Дальше техника просто «валится» под действием гравитации и на перезапуск нет времени. То же самое происходит, если поломка на взлёте — высоты мало, двигатель выведен на максимальные обороты. Времени на реакцию практически нет, и как повезёт — либо просто на брюхо сядешь, поломав стойки шасси, либо завалишься на бок. У меня была аварийная посадка после обстрела вертолёта два раза — и оба раза машина спасала, потому что уцелели ключевые узлы

Лётчик, заместитель командира авиационного полка

«Машина не терпит дилетантов»

В предыдущем материале мы подробно объясняли, почему российские вертолёты Ми-8 охотно покупают как отечественные компании, так и зарубежные. Их надёжность по сравнению с другими машинами иностранного производства феноменальна, и ремонтировать их можно буквально на коленке, лишь бы соблюдалась технология. Это привело к тому, что большинство зарубежных эксплуатантов машины умудряются менять редуктор (это такая огромная деталь, которую ставят вместе с автоматом перекоса на «горб» вертолёта сверху) прямо в полевых условиях. Для этого нужно несколько крепких техников, лётная погода и ещё один вертолёт.

Ми-8, упавший в Анадыре, согласно последним данным, был технически исправен. И если допустить, что с машиной было всё в порядке, всё равно возникают вопросы.

Крушение вертолёта Ми-8 в Анадыре попало на видео

Каждая авария должна изучаться отдельно, однако другие происшествия тоже влияют на общую картину. В этом смысле нужно вспомнить недавнюю аварию Ми-35 в Джанкое. Происшествие, если верить источникам в Минобороны, могло произойти по вине молодого лётчика, отключившего не тот двигатель по команде инструктора во время обучения посадке с одним двигателем. В Анадыре, по словам источников в Минобороны, вообще мог произойти отказ КАУ — комбинированного агрегата управления, который похож на гидроусилитель руля в машине и служит для уменьшения усилий на ручках и педалях управления, но версию с отказом редуктора или гидравлической системы, из-за которой машина и оказалась неуправляемой уже на взлёте, тоже не стоит сбрасывать со счетов.

Кто ответит за аварию?

Источник Лайфа в ОПК пояснил, что, если следует череда аварий, проверяется вся партия вертолётов, поставленных заказчикам. В ней ищут производственный брак или дефект сборки, если его найдут, вся вина ляжет на производителя вертолётов, систем и подсистем — изготовителей двигателя, трансмиссии, электрических и гидравлических систем. Однако версию с ошибкой и халатностью тоже исключать не стоит: если КАУ (тот самый гидроусилитель) не был подключён, а двигатели (случайно или по недосмотру) вышли на взлётный режим, то машина оказалась неуправляемой уже на взлёте.

Ещё один вопрос, который может прояснить обстоятельства аварии, — количество людей на борту. Заместитель командира авиационного полка Вячеслав Казаков, подполковник ВВС СССР в запасе, отмечает, что логическое объяснение может быть одно.

Вероятно, машина недавно проходила плановый ремонт или обслуживание серьёзное. Четыре человека на борту — это сам экипаж (три человека) плюс представитель ТЭЧ (технико-эксплуатационной части). Грубо говоря, руководитель команды механиков, который следит за исправностью техники и отвечает за неё при сдаче экипажу, расписываясь в соответствующем протоколе, что всё, борт сдан, проблем не обнаружено. Как мне это видится, происшествие случилось в момент проверки борта, скорее всего, после длительной стоянки проводили «гонку» двигателей

Читать еще:  Что такое двигатель адп

Лётчик, заместитель командира авиационного полка

Такое, по мнению лётчиков, тоже вполне может случиться, если процедуры проверки машины перед взлётом были нарушены. Теперь следственным органам и военным предстоит проверить не только машину, заводы-изготовители — в данном случае это Улан-Удэнский авиационный завод, но и весь авиационный полк в Анадыре, и все технические службы, чтобы докопаться до истины.

Похожие патенты RU2157977C2

Изобретение относится к области измерения сил. Способ характеризуется тем, что вертолет загружают до веса, величина которого несколько меньше величины предполагаемой тяги винта, и измеряют среднюю скорость вертикального набора высоты на высотах выше зоны влияния близости Земли при работе двигателя на взлетном режиме, а также скорость ветра. Свободную тягу несущего винта определяют по формуле, коэффициенты в которой определены по импульсной теории несущего винта. Изобретение направлено на упрощение процесса выполнения измерений.

Расчет ротора с нуля — обучалка для чайников

syryl

Вертолёты =)

Приветствую всех Гуру вертолётостроения!

Решил создать эту ветку, во первых — чтобы восполнить пробел в своих знаниях, а во вторых — надеюсь что эта ветка в дальнейшем будет служить обучалкой для новичков, которые мучаются подобными вопросами.

Занимаюсь проектированием одноместного вертолёта, но специализированного образования кроме машиностроительного не имею, и поэтому возникает затык во всех вопросах касающихся ротора. Изначально, чтобы убедиться в том что «по расчетам» вертушка должна полететь, просил посчитать ротор авиационного конструктора, получил подтверждение что всё хорошо, но осталось дикое желание разобраться в этом самому — чтобы не было потом, на кого «сваливать» свою неудачу

Прошу помощи и участия в подтягивании по «теории роторов», призом для терпеливого сенсея будет вот такой бутыль:

Если сенсеев будет несколько, то сделаем голосование, т.к. всех одарить к сожалению не смогу. :-[ Задача:

Доступным и человеческим языком на примере моего проекта, научить чайника в аэродинамике расчитывать ротор и потребную мощность для его привода.

Исходные данные:

1. Взлётный вес вертолёта — 245 кг.
2. Мощность СУ — 42 л.с. при 5800 об/мин.
3. Желаемый диаметр ротора — не больше 5,6. 5,8 м.

Рассматриваемые профили лопастей и их характеристики:

Расшифровка таблиц (для меня и остальных чайников):

Alfa — угол установки лопасти
Cl — коэфф. подъемной силы
Cd — коэфф. лобового сопротивления лопасти
Cl/Cd — коэфф. качества профиля (на угле установки)
Cm — коэфф. момента, определяющий точку приложения подъемной силы

*pdf-ки со сравнительными графиками профилей прикрепил к сообщению.

Вложения

syryl

Вертолёты =)

[highlight]Сразу возникает первый вопрос — можно ли по этим таблицам определить, какой из трех профилей является оптимальным?[/highlight]

Из таблиц становится видно, что наибольшим качеством обладает 8Н12 на углу установки 8 градусов, но в то же время, у VR7 более впечатляющие характеристики на малых углах установки, а 23012 обладает самой «ровной» кривой.

ingar

Старейший участник

syryl

Вертолёты =)

Прикрепил к сообщению поляры этих профилей, а вот их таблицы (637 впечатляет!):

Вложения

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи.

Первый шаг для расчета несущего винта это прикидочная оценка выбранных параметров.
Это может начинаться от диаметра несущего винта, или от взлетного веса, или от мощности двигателя.
Для этого воспользуемся номограммой.
Результат будет не совсем точным, но какие то отправные данные для дальнейшего расчета можно из этой номограммы почерпнуть.
Это номограмма только для одного несущего винта на режиме висения, без компенсации реактивного момента, на небольшой высоте и без набора высоты.
Для конкретного случая при взлетном весе 245 кг и диаметре несущего винта 5,8 метра потребуется примерно 30 — 32 л.с.

Затем добавляем (опять очень грубо и не совсем точно) мощность которая будет расходоваться для набора высоты с определенной скороподъемностью.
Скажем пусть эта вертикальная скорость будет равна 3 м/с (можно больше, можно меньше).
Тогда чистая мощность (100% КПД) для подъема вертолета вверх составит:
N=m*g*V[sub]верт[/sub].

В данном случае это будет N= 245(кг)*9,8*3(м/с)= 7203 Вт Или 9,8 л.с.

Следовательно мощность на несущем винте будет уже равняться примерно 31+9,8 = 40,8 л.с.

Затем к этой, приблизительно полученной потребной мощности для несущего винта следует добавить порядка 8 — 15 % мощности на рулевой винт. Возьмем примерно 10%.
Тогда потребуется потратить на рулевой винт примерно 40,8*0,1= 4,08 л.с.
Итого получим мощность на несущем винте и рулевом винте равную 40,8+4,08= 44,88 л.с.

Но эту мощность надо подвести от двигателя через редукторы со своими потерями.
Добавьте мощность потерь и тогда получится (опять таки примерная) потребная мощность двигателя.

Так что в данном случае мощности двигателя в 42 л.с. может и не хватить.

Таким образом уже не заморачиваясь на наиточнейшем расчете несущего винта можно приблизительно оценить результат и пути достижения заложенный параметров самого вертолета.

Прикрепляю номограмму для прикидочного выбора параметров несущего винта.

Вложения

syryl

Вертолёты =)

Спасибо, но как я уже сказал, расчет ротора под 42 л.с. уже проводился конструктором, и все получилось в порядке, речь не об этом, а о том, что:

Давайте последовательно научим меня (и любого другого читателя ветки) самостоятельно считать НВ с выбранным профилем. Вот в итоге у нас обрисовалось 5 профилей — давайте начнем определяться, какой является наиболее подходящим, и произведем точный расчет именно под данный профиль, с разбивкой лопати на сегменты, чтобы всё было по фэнь шую.

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи.

Теперь относительно надежд на самый эффективный профиль лопасти.
Как его выбрать и стоит ли возлагать на это особые надежды?

Дело в том, что параметры профиля не очень сильно сказываются на потребной мощности несущего винта.

Причина в том, что лопасть с неким профилем, обладающим даже самым наименьшим коэффициентом сопротивления в мире, при создании подъемной силы будет оказывать значительно большее сопротивление для её вращения, чем собственное профильное сопротивление.
А все дело в том, что при создании подъемной силы несущий винт прогоняет через свою плоскость вращения определенную секундную массу воздуха. При этом скорость воздуха через плоскость вращения составляет порядка 15 — 25 м/с. Если взять скорость конца лопасти, скажем, 200 м/с, то на радиусе 0,7R радиальная скорость будет равна уже 140 м/с
Теперь если рассмотреть треугольник скоростей (радиальная скорость 140 м/с, а вертикальная к примеру 20 м/с) получим угол обдува лопасти равный:
arctg(20/140)=8,13 градуса.
И причем этот угол положительный.
Казалось бы эта величина не слишком страшна, но беда в том, что и вектор аэродинамической подъемной силы также отклонится от вертикали назад на этот угол. Это приведет к тому, что проекция той подъемной силы на плоскость вращения будет равна синусу того угла обдува лопасти.
Что это означает?
Это означает, что появляется тормозящая сила на лопасти. Следовательно коэффициент сопротивления лопасти подрастет на величину равную:
C[sub]d[/sub]=C[sub]l[/sub]*sin(«угла обдува»)
В рассматриваемом примере C[sub]d[/sub]=C[sub]l[/sub]*sin(8,13)=0,1414*C[sub]l[/sub]
Много это или мало?
Давайте разделим «C[sub]l[/sub]» на «C[sub]d[/sub]». Получим 7,07. Это получилось то эквивалентное аэродинамическое качество идеальной лопасти с идеальным профилем, обладающим аэродинамическим качеством равным бесконечности на режиме создания подъемной силы.
Вот поэтому собственное аэродинамическое качество выбираемого профиля мало сказывается на потери реальной лопасти в режиме создания подъемной силы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector