BEVEZETÉS

A helikopter tervezés egy összetett folyamat, amely idővel fejlődik, és összefüggő tervezési szakaszokra és fázisokra oszlik. A készülő repülőgépnek meg kell felelnie a műszaki követelményeknek, és meg kell felelnie a tervezési előírásokban meghatározott műszaki és gazdasági jellemzőknek. A feladatmeghatározás tartalmazza a helikopter kezdeti leírását és repülési teljesítményjellemzőit, amelyek biztosítják a tervezett gép magas gazdasági hatékonyságát és versenyképességét, nevezetesen: teherbírás, repülési sebesség, hatótáv, statikus és dinamikus mennyezet, élettartam, tartósság és költség.

A feladatkör tisztázása a tervezés előtti kutatás szakaszában történik, melynek során szabadalmi kutatás, meglévő műszaki megoldások elemzése, kutatás-fejlesztési munka folyik. A tervezés előtti kutatások fő feladata a tervezett objektum és elemei működésére vonatkozó új elvek felkutatása és kísérleti igazolása.

Az előzetes tervezési szakaszban kiválasztják az aerodinamikai kialakítást, kialakítják a helikopter megjelenését, és kiszámítják a fő paramétereket, hogy biztosítsák a megadott repülési teljesítményjellemzők elérését. Ezek a paraméterek a következők: a helikopter tömege, a meghajtórendszer teljesítménye, a fő- és farokrotor méretei, az üzemanyag tömege, a műszerek és a speciális felszerelések súlya. A számítási eredményeket felhasználjuk a helikopter elrendezésének kidolgozásához és a tömegközéppont helyzetének meghatározására szolgáló központosító lap elkészítéséhez.

Az egyes helikopter egységek és alkatrészek tervezése a kiválasztott műszaki megoldások figyelembevételével a műszaki terv kidolgozásának szakaszában történik. Ebben az esetben a tervezett egységek paramétereinek meg kell felelniük az előzetes tervezésnek megfelelő értékeknek. Néhány paraméter finomítható a tervezés optimalizálása érdekében. A műszaki tervezés során az alkatrészek aerodinamikai szilárdsági és kinematikai számításait, a szerkezeti anyagok kiválasztását és a tervezési sémákat végzik.

A részletes tervezési szakaszban az elfogadott szabványoknak megfelelően elkészítik a helikopter munka- és összeszerelési rajzait, specifikációit, komissiózási listákat és egyéb műszaki dokumentációkat.

Ez a cikk bemutat egy módszertant a helikopterek paramétereinek kiszámításához az előzetes tervezési szakaszban, amelyet a „helikoptertervezés” tudományterület kurzusprojektjének befejezéséhez használnak.

1. A helikopter felszálló tömegének első közelítő számítása

hol a hasznos teher tömege, kg;

A személyzet súlya, kg.

Repülési tartomány

2. A helikopter rotor paramétereinek kiszámítása

2.1 Sugár R, m, egyrotoros helikopter főrotor képlettel számolva:

hol a helikopter felszálló tömege, kg;

g - 9,81 m/s 2 szabadesési gyorsulás;

p - fajlagos terhelés a főrotor által söpört területre,

=3,14.

Fajlagos terhelési érték p a csavar által söpört területet a /1/ műben bemutatott ajánlások szerint választjuk ki: hol p= 280

A forgórész sugarát egyenlőnek vesszük R= 7.9

Szögsebesség , s -1, a főrotor forgását a kerületi fordulatszám értéke korlátozza R a lapátok végei, ami a helikopter felszálló tömegétől függ, és összege R= 232 m/s.

C -1.

FORDULAT

2.2 Relatív levegősűrűség statikus és dinamikus mennyezeteken

2.3 Gazdasági sebesség számítása talajon és dinamikus mennyezeten

Az egyenértékű káros lemez relatív területét meghatározzuk:

Ahol S uh= 2.5

Kiszámítjuk a talajközeli gazdasági sebesség értékét V h, km/h:

Ahol én = 1,09…1,10 - indukciós együttható.

Km/óra.

A dinamikus plafonon a gazdasági sebesség értéke kiszámításra kerül V ding, km/h:

Ahol én = 1,09…1,10 - indukciós együttható.

Km/óra.

2.4 A dinamikus mennyezet maximális és gazdaságosságának relatív értékeit kiszámítják vízszintes repülési sebességek:

Ahol V max=250 km/h és V ding=182,298 km/h - repülési sebesség;

R=232 m/s - a lapátok kerületi sebessége.

2.5 A tolóerő együttható és a rotor töltet megengedett arányának kiszámítása a legnagyobb talajsebességhez és a gazdaságos sebességhez a dinamikus mennyezetnél:

nál nél

2.6 A főrotor tolóerő együtthatói a talajon és a dinamikus mennyezeten:

2.7 A rotor töltésének kiszámítása:

Főrotor töltés maximális és gazdaságos repülési esetekre számítva:

Számított kitöltési értékként főrotort a legnagyobb értéknek tekintjük Vmax És V ding:

Elfogadjuk

Akkord hossza b és relatív nyúlás a rotorlapátok egyenlőek lesznek:

ahol zl a fő rotorlapátok száma (zl = 3)

2.8 A rotor tolóerejének relatív növekedése a törzs és a vízszintes farok aerodinamikai ellenállásának kompenzálására:

ahol Sф a törzs vízszintes vetületének területe;

S th - a vízszintes farok területe.

S f = 10 m2;

S th =1,5 m2.

3. A helikopter meghajtó rendszerének teljesítményének kiszámítása.

3.1 A teljesítmény kiszámítása statikus mennyezetre való felfüggesztéskor:

A főrotor lebegő üzemmódban történő meghajtásához szükséges fajlagos teljesítményt statisztikai mennyezeten a következő képlettel számítjuk ki:

Ahol N H utca- szükséges teljesítmény, W;

m 0 - felszálló tömeg, kg;

g - szabadesés gyorsulás, m/s 2;

p - a főrotor által söpört terület fajlagos terhelése, N/m 2;

utca - relatív levegősűrűség a statikus mennyezet magasságában;

0 - relatív hatékonyság főrotor lebegő üzemmódban ( 0 =0.75);

A főrotor tolóerejének relatív növekedése a törzs és a vízszintes farok aerodinamikai ellenállásának kiegyensúlyozása érdekében:

3.2 Teljesítménysűrűség számítása vízszintes repülésnél maximális sebességnél

A főrotor vízszintes repülésben maximális sebességgel történő meghajtásához szükséges fajlagos teljesítményt a következő képlettel számítjuk ki:

ahol a lapátok végeinek kerületi sebessége;

Relatív egyenértékű káros lemez;

én uh- indukciós együttható, a repülési sebességtől függően, a következő képletek szerint:

km/h sebességgel,

km/h sebességgel.

3.3 A teljesítménysűrűség számítása repülés közben dinamikus mennyezeten gazdaságos sebesség mellett

A fő rotor dinamikus mennyezeten történő meghajtásának fajlagos teljesítménye:

Ahol ding- relatív levegősűrűség a dinamikus mennyezeten,

V ding- a helikopter gazdaságos sebessége dinamikus mennyezeten,

3.4 A fajlagos teljesítmény számítása repülés közben a talaj közelében gazdaságos sebesség mellett, felszállás közbeni hajtóműhiba esetén

A gazdaságos fordulatszámon történő felszállás folytatásához szükséges fajlagos teljesítményt egy motor meghibásodása esetén a következő képlettel számítjuk ki:

hol a gazdasági sebesség a földön,

3.5 Különféle csökkentett teljesítmények kiszámítása különböző repülési esetekre

3.5.1 A fajlagos csökkentett teljesítmény statikus mennyezetre akasztva egyenlő:

ahol a fajlagos fojtókarakterisztika, amely a statikus mennyezet magasságától függ H utcaés a következő képlettel számítják ki:

0 - a hajtórendszer teljesítmény kihasználási tényezője lebegő üzemmódban, melynek értéke a helikopter felszálló tömegétől függ m 0 :

Nál nél m 0 < 10 тонн

10 25 tonnánál

Nál nél m 0 > 25 tonna

3.5.2 A fajlagos csökkentett teljesítmény vízszintes repülés során maximális sebességnél egyenlő:

hol a teljesítmény-felhasználási tényező a maximális repülési sebességnél,

A hajtóművek fojtószelep-karakterisztikája a repülési sebességtől függően V max :

3.5.3 Fajlagos csökkentett teljesítmény repülés közben dinamikus mennyezeten gazdaságos sebesség mellett V ding egyenlő:

hol az energiafelhasználási tényező gazdaságos repülési sebesség mellett,

és - a motor fojtásának fokozatai, a dinamikus mennyezet magasságától függően Hés a repülési sebesség V ding a következő fojtószelep-jellemzőknek megfelelően:

3.5.4 A fajlagos csökkentett teljesítmény a talaj közelében gazdaságos sebesség mellett, egy hajtómű felszállás közbeni meghibásodásával egyenlő:

hol az energiafelhasználási tényező gazdaságos repülési sebesség mellett,

a motor fojtásának mértéke vészhelyzetben,

n =2 - helikopter hajtóművek száma.

3.5.5 A meghajtórendszer szükséges teljesítményének kiszámítása

A meghajtórendszer szükséges teljesítményének kiszámításához a fajlagos csökkentett teljesítmény maximális értékét kell kiválasztani:

Szükséges teljesítmény N A helikopter meghajtó rendszere egyenlő lesz:

Ahol m 0 1 - helikopter felszálló tömege,

g = 9,81 m 2/s - szabadesési gyorsulás.

W,

3.6 A motorok kiválasztása

Két VK-2500 turbótengelyes motort (TV3-117VMA-SB3) fogadunk el mindegyikből N=1,405 106 W

A VK-2500 hajtómű (TV3-117VMA-SB3) új generációs helikopterekre való beépítésre, valamint a meglévő helikopterek hajtóműveinek cseréjére szolgál, hogy javítsák repülési teljesítményüket. A sorozattanúsítvánnyal rendelkező TV3-117VMA motor alapján készült, és a Szövetségi Állami Egységes Vállalat „V.Ya. Klimov."

4. Az üzemanyag tömegének kiszámítása

Az adott repülési távolságot biztosító üzemanyag tömegének kiszámításához meg kell határozni az utazósebességet V cr. Az utazósebességet az egymást követő közelítések módszerével számítják ki a következő sorrendben:

a) az első megközelítési utazósebesség értékét veszik:

km/óra;

b) kiszámítjuk az indukciós együtthatót én uh:

km/h sebességgel

km/h sebességgel

c) meghatározzák a főrotor meghajtásához szükséges fajlagos teljesítményt repülés közben, utazó üzemmódban:

ahol a meghajtórendszer fajlagos csökkentett teljesítményének maximális értéke,

Teljesítményváltozási együttható a repülési sebességtől függően V cr 1, a következő képlettel számítva:

d) A második megközelítési utazósebesség kiszámítása:

e) Meghatározzuk az első és a második közelítés sebességének relatív eltérését:

Amikor az első közelítés utazósebessége tisztázódik V cr 1, akkor azt feltételezzük, hogy egyenlő a második közelítés számított sebességével. Ezután a számítás megismétlődik a b) ponttól, és a feltétellel zárul.

A fajlagos üzemanyag-fogyasztást a következő képlet segítségével számítják ki:

ahol a fajlagos üzemanyag-fogyasztás változási együtthatója a motorok üzemmódjától függően,

A fajlagos üzemanyag-fogyasztás változási együtthatója a repülési sebességtől függően,

Fajlagos üzemanyag-fogyasztás felszálláskor.

Hajózás üzemmódban történő repülés esetén a következőket fogadjuk el:

kW-nál;

kW-nál.

Kg/W óra,

A repüléshez elfogyasztott üzemanyag tömege m T egyenlő lesz:

hol van az utazósebességnél fogyasztott fajlagos teljesítmény,

Utazósebesség,

L - repülési távolság.

5. Helikopter alkatrészek és szerelvények tömegének meghatározása.

5.1 A főrotorlapátok tömegét a képlet határozza meg:

Ahol R - rotor sugara,

- a főrotor feltöltése,

Kg,

5.2 A főrotor agyának tömegét a képlet segítségével számítjuk ki:

Ahol k kedd- modern kialakítású perselyek súlytényezője,

k l- a lapátok számának az agy tömegére gyakorolt ​​hatásának együtthatója.

A számítás során a következőket veheti fel:

Kg/kN,

ezért az átalakítások eredményeként a következőket kapjuk:

A fő rotor agy tömegének meghatározásához ki kell számítani a lapátokra ható centrifugális erőt N Központi Bank(kN-ban):

KN,

kg.

5.3 A nyomásfokozó vezérlőrendszer súlya, amely magában foglalja a lengéscsillapítót, a hidraulikus nyomásfokozókat és a főrotoros hidraulikus vezérlőrendszert a következő képlettel számítjuk ki:

Ahol b- a penge húrja,

k lehurrogás- a nyomásfokozó vezérlőrendszer súlytényezője, amely 13,2 kg/m3-nek vehető.

Kg.

5.4 A kézi vezérlőrendszer súlya:

Ahol k RU- a kézi vezérlőrendszer súlytényezője egyrotoros helikoptereknél 25 kg/m.

Kg.

5.5 A fő sebességváltó tömege a fő rotor tengelyének nyomatékától függ, és a következő képlettel számítják ki:

Ahol k szerkeszteni- súlytényező, melynek átlagértéke 0,0748 kg/(Nm) 0,8.

A főrotor tengelyének maximális nyomatékát a meghajtórendszer csökkentett teljesítménye határozza meg Nés a propeller sebességét :

Ahol 0 - a meghajtó rendszer teljesítmény-kihasználási tényezője, amelynek értékét a helikopter felszálló tömegétől függően veszik m 0 :

Nál nél m 0 < 10 тонн

10 25 tonnánál

Nál nél m 0 > 25 tonna

N m,

Fő sebességváltó tömege:

Kg.

5.6 A farokrotoros hajtóegységek tömegének meghatározásához ki kell számítani annak tolóerejét T árok :

Ahol M nv- nyomaték a fő rotor tengelyén,

L árok- a fő- és a farokrotor tengelyei közötti távolság.

A fő- és a farokrotor tengelyei közötti távolság megegyezik sugaruk és hézaguk összegével pengéik vége között:

Ahol - 0,15...0,2 m-nek megfelelő rés,

A farokrotor sugara, amely a helikopter felszálló tömegétől függően:

Amikor t,

Amikor t,

A t.

Erő N árok, amelyet a farokrotor forgatására fordítottak, a következő képlettel számítják ki:

Ahol 0 - a farokrotor relatív hatásfoka, amely 0,6...0,65-tel egyenlő.

W,

Nyomaték M árok a kormánytengely által továbbított érték egyenlő:

N m,

hol van a kormánytengely fordulatszáma,

s -1,

A sebességváltó tengely által továbbított nyomaték, N m, forgási sebesség mellett n V= 3000 ford./perc egyenlő:

N m,

Súly m V erőátviteli tengely:

Aholk V- a hajtótengely súlytényezője, amely 0,0318 kg/(Nm) 0,67.

Súly m stb a közbenső sebességváltó egyenlő:

Ahol k stb- súlytényező a közbenső sebességváltóhoz, egyenlő 0,137 kg/(Nm) 0,8.

A farokrotort forgató farokhajtómű tömege:

Ahol k xp- súlytényező a farok sebességváltóhoz, melynek értéke 0,105 kg/(Nm) 0,8

kg.

5.7 A farokrotor tömegét és fő méreteit a tolóerő függvényében számítják ki T árok .

Tolóerő együttható C árok farokrotor egyenlő:

A farokrotor lapátjainak feltöltése árok ugyanúgy számítják ki, mint a főrotor esetében:

ahol a tolóerő és a farokrotor kitöltésének arányának megengedett értéke.

Akkord hossza b árokés relatív nyúlás árok A farokrotor lapátokat a következő képletekkel számítják ki:

Ahol z árok- a farokrotor lapátok száma.

A farokrotor lapátjának súlya m lr empirikus képlet segítségével számítjuk ki:

Centrifugális erő értéke N cbd, amely a farokrotor lapátjaira hat, és az agy csuklópántjai érzékelik,

Farokrotor agy súlya m kedd kiszámítása ugyanazzal a képlettel történik, mint a főrotor esetében:

Ahol N Központi Bank- a pengére ható centrifugális erő,

k kedd- a persely súlytényezője, 0,0527 kg/kN 1,35

k z- súlytényező a pengék számától függően és a következő képlettel számítva:

5.8. A helikopter meghajtó rendszerének tömegének kiszámítása

A helikopter meghajtó rendszerének fajsúlya dv empirikus képlet segítségével számítjuk ki:

Ahol N- a meghajtórendszer teljesítménye.

A meghajtórendszer tömege egyenlő lesz:

kg.

5.9 A törzs és a helikopter felszerelés súlyának kiszámítása

A helikopter törzsének tömegét a következő képlettel számítjuk ki:

Ahol S ohm- a törzs mosott felületének területe, amelyet a következő képlet határoz meg:

M 2,

m 0 - első megközelítési felszállási súly,

k f- együttható: 1,7.

kg,

Az üzemanyagrendszer tömege:

Ahol m T- repülés közben elhasznált üzemanyag tömege,

k ts- a tüzelőanyag-rendszerre 0,09-nek feltételezett súlytényezőt.

Kg,

A helikopter futóműjének tömege:

Ahol k w- súlytényező az alváz kialakításától függően:

Nem behúzható futóműhöz,

Behúzható futóműhöz.

kg,

A helikopter elektromos berendezésének tömegét a következő képlet segítségével számítják ki:

Ahol L árok- a fő- és a farokrotor tengelyei közötti távolság,

z l- a fő rotorlapátok száma,

R - rotor sugara,

l- a fő rotorlapátok relatív nyúlása,

k stbÉs k el- elektromos vezetékek és egyéb elektromos berendezések súlyozási együtthatói, amelyek értéke megegyezik:

kg,

A helikopter egyéb felszereléseinek tömege:

Ahol k stb- súlyozási együttható, melynek értéke 2.

kg.

5.10 A helikopter felszálló tömegének kiszámítása a második közelítés alapján

Egy üres helikopter tömege megegyezik a fő egységek tömegének összegével:

Második megközelítésű helikopter felszálló tömege m 02 egyenlő lesz az összeggel:

Ahol m T - az üzemanyag tömege,

m gr- hasznos teher tömege,

m ek- a legénység súlya.

kg,

6. A helikopter elrendezésének leírása

A tervezett helikopter egyrotoros kivitelben készül, farokrotorral, két gázturbinás motorral és kétlábú sílécekkel. A helikopter törzsének vázszerkezete van, és orr- és középső részekből, farok- és véggerendákból áll. Az orrban egy kétüléses személyzeti kabin található, amely két pilótából áll. Az utastér üvegezése jó kilátást biztosít, a jobb és bal oldali csúszó buborékok vészkioldó mechanizmusokkal vannak felszerelve. A központi részben egy 6,8 x 2,05 x 1,7 m méretű kabin, valamint egy 0,62 x 1,4 m méretű központi tolóajtó található, vészkioldó mechanizmussal. A rakteret legfeljebb 2 tonna súlyú rakomány szállítására tervezték, és 12 utas számára összecsukható ülésekkel, valamint 5 hordágyhoz rögzítési pontokkal van felszerelve. Az utas változatban az utastér 12 ülést tartalmaz, 0,5 m-es dőléssel és 0,25 m-es átjáróval; a hátsó részben pedig egy nyílás van a hátsó bejárati ajtó számára, mely két ajtóból áll.

A farok gém egy szegecselt gerenda-húr típusú szerkezet, munkabőrrel, szabályozott stabilizátor és faroktámasz rögzítésére szolgáló egységekkel felszerelve.

2,2 m méretű és 1,5 m 2 alapterületű stabilizátor NACA 0012 profillal, egyszálas kialakítású, bordakészlettel és duralumínium és szövet burkolattal.

Kettős támasztékú síléc, öntámadó első támasz, mérete 500 x 185 mm, formázott főtartók folyékony-gáz kétkamrás lengéscsillapítókkal, méretek 865 x 280 mm. A faroktámasz két támaszból, egy lengéscsillapítóból és egy támasztósarokból áll; sípálya 2m, síbázis 3,5m.

Főrotor csuklós lapátokkal, hidraulikus lengéscsillapítókkal és lengőcsillapítókkal, 4° 30" előredőléssel szerelve. A teljesen fém lapátok AVT-1 alumíniumötvözetből készült préselt szárból állnak, amelyet munkaedzéssel edzettek acél csuklópántokkal. vibrációs állvány, farokrész, acél hegy és hegy A pengék alaprajzon téglalap alakúak 0,67 m-es húrvonallal és NACA 230 profilokkal, 5%-os geometriai csavarással, a pengehegyek kerületi sebessége 200 m/s, a A pengék vizuális riasztórendszerrel és elektrotermikus jéggátlóval vannak felszerelve.

Az 1,44 m átmérőjű farokrotor háromlapátos, toló, kardán típusú kerékagy és alaprajzilag téglalap alakú, teljesen fém lapátokkal, 0,51 m-es húrvonallal és NACA 230M profillal.

Az erőmű két turbótengelyes gázturbinás motorból áll, amelyek a szentpétervári nonprofit szervezet VK-2500 (TV3-117VMA-SB3) szabad turbinájával rendelkeznek. V.Ya.Klimov minden egyes N=1405 W összteljesítménye, a törzs tetejére szerelve, és egy közös motorháztetővel zárva, nyitható fülekkel. A motor kilencfokozatú axiális kompresszorral, gyűrű alakú égéstérrel és kétfokozatú turbinával rendelkezik.A motorok porvédő berendezéssel vannak felszerelve.

A sebességváltó fő-, közbenső- és hátsó sebességváltóból, féktengelyekből és főrotorból áll. A VR-8A háromfokozatú fő sebességváltó biztosítja az erőátvitelt a motoroktól a főrotorhoz, a farokrotorhoz és a ventilátorhoz a hűtéshez, a motorolaj-hűtőkhöz és a fő sebességváltóhoz; Az olajrendszer teljes kapacitása 60 kg.

A vezérlés megkettőzött, merev és kábeles vezetékekkel, valamint a fő és a tartalék hidraulikus rendszerből hajtott hidraulikus erősítőkkel. Az AP-34B négycsatornás robotpilóta biztosítja a helikopter stabilitását repülés közben gurulásban, irányban, dőlésszögben és magasságban. A fő hidraulikus rendszer az összes hidraulikus egységet, a tartalék rendszer pedig csak a hidraulikus nyomásfokozókat látja el árammal.

A fűtő- és szellőzőrendszer fűtött vagy hideg levegővel látja el a személyzeti és utastereket, a jegesedésgátló rendszer védi a fő- és farokrotor lapátokat, a pilótafülke első ablakait és a motor légbeömlőit a jegesedéstől.

A nehéz időjárási körülmények között éjjel-nappali műszeres repüléshez szükséges berendezések két helyzetjelzőt, két NV sebességjelzőt, egy kombinált GMK-1A irányrendszert, egy automatikus rádióiránytűt és egy RV-3 rádiós magasságmérőt tartalmaznak.

A kommunikációs berendezések közé tartoznak az R-860 és R-828 parancsnoki VHF rádióállomások, az R-842 és a Karat kommunikációs HF rádióállomások, valamint az SPU-7 repülőgép-intercom.

7. Helikopter beállítás számítás

1. táblázat Üres helikopter-beállító lap

Az egység neve	Egységsúly, m én, kg	Koordináta x i egység tömegközéppontja, m	Az egység statikus nyomatéka M xi	Koordináta y én az egység tömegközéppontja, m	Az egység statikus nyomatéka M yi
1 fő rotor
1.1 Pengék
1.2 Persely
2 Vezérlőrendszer
2.1 Booster vezérlőrendszer
2.2 Kézi vezérlőrendszer
3 Sebességváltó
3.1 Fő sebességváltó
3.2 Köztes sebességváltó
3.3 Hátsó sebességváltó
3.4 Erőátviteli tengely
4 Farokrotor
4.1 Pengék
4.2 Persely
5 Propulziós rendszer
6 Üzemanyagrendszer
7 Törzs
7,1 íj (15%)
7,2 Középső rész (50%)
7.3 Farok rész (20%)
7.4 A sebességváltó rögzítése (4%)
7,5 csuklya (11%)
8,1 fő (82%)
8,2 elöl (16%)
8.3 Faroktámasz (2%)
9 Elektromos berendezések
10 Berendezés
10.1 Műszerek a pilótafülkében (25%)
10.2 Rádióberendezések (27%)
10.3 Hidraulikus berendezések (20%)
10.4 Pneumatikus berendezések (6%)

A statikus nyomatékok kiszámítása M cx énÉs M su én koordinátatengelyekhez viszonyítva:

A teljes helikopter tömegközéppontjának koordinátáit a képletek segítségével számítják ki :

2. táblázat: Igazítólap maximális terheléssel

3. táblázat: Beállítási lap 5% maradék üzemanyaggal és teljes kereskedelmi töltettel

Tömegkoordináták középpontjaüres helikopter: x0 =-0,003; y0 =-1,4524;

A tömegközéppont koordinátái maximális terhelés mellett: x0 =0,0293; y0 =-2,0135;

A tömegközéppont koordinátái 5% maradék üzemanyaggal és teljes kereskedelmi töltettel viszkózus: x 0 = -0,0678; y 0 = -1,7709.

Következtetés

Ebben a kurzusprojektben számításokat végeztünk a helikopter felszálló tömegére, alkatrészeinek és szerelvényeinek tömegére, valamint a helikopter elrendezésére. Az összeszerelés során tisztázták a helikopter beállítását, melynek számítását a blokkok és az erőmű tömegszámításai alapján tömegjelentés készítése előzi meg, a berendezések, felszerelések, rakomány listák stb. A tervezés célja a helikopter és rendszerei főbb paramétereinek optimális kombinációjának meghatározása, amely biztosítja a meghatározott követelmények teljesítését.

0

Tanfolyam a tervezésről

Könnyű helikopter

1 Taktikai és technikai követelmények kialakítása. 2

2 Helikopter paraméterek számítása. 6

2.1 A hasznos teher tömegének kiszámítása. 6

2.2 A helikopter rotor paramétereinek kiszámítása. 6

2.3 Relatív levegősűrűség statikus és dinamikus mennyezeteken 8

2.4 Gazdasági sebesség számítása a talajon és a dinamikus mennyezeten. 8

2.5 A vízszintes repülés maximális és gazdaságos sebességének relatív értékeinek kiszámítása dinamikus mennyezeten. 10

2.6 A tolóerő együttható és a forgórész töltés megengedett arányának kiszámítása a maximális talajsebességhez és a gazdaságos sebességhez a dinamikus mennyezetnél. 10

2.7 A rotor tolóerő együtthatójának kiszámítása a talajon és a dinamikus mennyezeten 11

2.8 A rotor töltésének számítása. 12

2.9 A főrotor tolóerejének relatív növekedésének meghatározása a törzs és a vízszintes farok aerodinamikai ellenállásának kompenzálására. 13

3 A helikopter meghajtó rendszerének teljesítményének kiszámítása. 13

3.1 Teljesítmény számítása statikus mennyezetre való függesztéskor. 13

3.2 Teljesítménysűrűség számítása vízszintes repülésnél maximális sebességnél. 14

3.3 Fajlagos teljesítmény számítása repülés közben dinamikus mennyezeten gazdaságos sebesség mellett.. 15

3.4 Fajlagos teljesítmény számítása repülés közben a talaj közelében gazdaságos sebesség mellett, egy hajtómű felszállás közbeni meghibásodása esetén. 15

3.5 Különféle csökkentett teljesítmények kiszámítása különböző repülési esetekre 16

3.5.1 A fajlagos csökkentett teljesítmény kiszámítása statikus mennyezetre akasztáskor 16

3.5.2. A fajlagos csökkentett teljesítmény kiszámítása vízszintes repülés során maximális sebesség mellett. 16

3.5.3 Fajlagos csökkentett teljesítmény számítása repülés közben dinamikus mennyezeten gazdaságos sebesség mellett... 17

3.5.4 A fajlagos csökkentett teljesítmény számítása repülés közben a talaj közelében gazdaságos sebesség mellett egy hajtómű meghibásodása esetén. 18

3.5.5 A meghajtórendszer szükséges teljesítményének kiszámítása. 19

3.6 A motorok kiválasztása. 19

4 Az üzemanyag tömegének kiszámítása. 20

4.1. A második közelítés utazósebességének kiszámítása. 20

4.2 A fajlagos üzemanyag-fogyasztás kiszámítása. 22

4.3 Az üzemanyag tömegének kiszámítása. 23

5 Helikopter alkatrészek és szerelvények tömegének meghatározása. 24

5.1 A fő rotorlapátok tömegének kiszámítása. 24

5.2 A főrotor-agy tömegének kiszámítása. 24

5.3 A nyomásfokozó vezérlőrendszer tömegének kiszámítása. 25

5.4 A kézi vezérlőrendszer tömegének kiszámítása. 25

5.5 A fő sebességváltó tömegének kiszámítása. 26

5.6. A farokrotoros hajtóegységek tömegének kiszámítása. 27

5.7 A farokrotor tömegének és fő méreteinek kiszámítása. harminc

5.8. A helikopter meghajtó rendszerének tömegének kiszámítása. 32

5.9 A törzs és a helikopter felszerelés tömegének kiszámítása. 32

5.10 A helikopter felszálló tömegének kiszámítása a második közelítés alapján. 35

6 A helikopter elrendezésének leírása. 36

Hivatkozások.. 39

1 Taktikai és technikai követelmények kialakítása

A vetített objektum egy könnyű, egyrotoros helikopter, amelynek maximális felszálló tömege 3500 kg. 3 prototípust választunk ki úgy, hogy maximális felszálló tömegük 2800-4375 kg tartományba essen. A prototípusok könnyű helikopterek: Mi-2, Eurocopter EC 145, Ansat.

Az 1.1. táblázat a számításhoz szükséges taktikai és műszaki jellemzőket mutatja be.

1.1. táblázat – A prototípusok teljesítményjellemzői

Helikopter
Főrotor átmérő, m
Törzs hossza, m
Üres súly, kg
Repülési hatótáv, km
Statikus mennyezet, m
Dinamikus mennyezet, m
Maximális sebesség, km/h
Utazási sebesség, km/h
Üzemanyag tömeg, kg
Power point	2 db GTD Klimov GTD-350	2 LE Turbomeca	Whitney РW-207K
Motorteljesítmény, kW

Az 1.1., 1.2. és 1.3. ábrán a prototípusok vázlata látható.

1.1. ábra - A Mi-2 helikopter diagramja

1.2. ábra – Az Eurocopter EC 145 helikopter diagramja

1.3. ábra – Az Ansat helikopter diagramja

A taktikai és műszaki jellemzőkből és a prototípus diagramokból meghatározzuk a mennyiségek átlagértékeit, és megkapjuk a helikopter tervezésének kiindulási adatait.

1.2. táblázat – A helikopter tervezésének kezdeti adatai

Maximális felszálló tömeg, kg
Üres súly, kg
Maximális sebesség, km/h
Repülési hatótáv, km
Statikus mennyezet, m
Dinamikus mennyezet, m
Utazási sebesség, km/h
A rotorlapátok száma
A farokrotor lapátjainak száma
Törzs hossza, m
A főrotor által söpört terület terhelése, N/m 2

2 Helikopter paraméterek számítása

2.1 A hasznos teher tömegének kiszámítása

A (2.1.1) képlet a hasznos teher tömegének meghatározására:

Ahol m mg - hasznos teher tömege, kg; m ek - személyzet tömege, kg; L- repülési távolság, km; m 01 - a helikopter maximális felszálló tömege, kg.

Rakomány súlya:

2.2 A helikopter rotor paramétereinek kiszámítása

Sugár R Az egyrotoros helikopter főrotorának , m-ét a (2.2.1) képlet segítségével számítjuk ki:

, (2.2.1)

Ahol m 01 - helikopter felszálló tömege, kg; g- a szabadesés gyorsulása 9,81 m/s 2 ; p- a főrotor által söpört terület fajlagos terhelése, p = 3,14.

A forgórész sugarát egyenlőnek vesszük R= 7,2 m.

Határozza meg a kerületi sebesség értékét! wR a pengék végei a 3. ábrán látható diagramból:

3. ábra - A penge csúcssebességének a repülési sebességtől való függésének diagramja állandó értékek esetén M 90 és μ

Nál nél Vmax= 258 km/h wR = 220 m/s.

A szögsebesség meghatározása w, s -1 és a rotor forgási frekvenciája a (2.2.2) és (2.2.3) képlet szerint:

2.3 Relatív levegősűrűség statikus és dinamikus mennyezeteken

A statikus és dinamikus mennyezetek relatív levegősűrűségét a (2.3.1) és (2.3.2) képlet határozza meg:

2.4 Gazdasági sebesség számítása talajon és dinamikus mennyezeten

Meghatározzák a relatív területet S egyenértékű káros lemez a (2.4.1) képlet szerint:

Ahol S E meghatározása a 4. ábra szerint történik.

4. ábra - Változás a különböző szállítóhelikopterek egyenértékű káros lemezének területén

Elfogadjuk S E = 1,5

Kiszámítjuk a talajközeli gazdasági sebesség értékét V h, km/h:

Ahol én- indukciós együttható:

én =1,02+0,0004Vmax = 1,02+0,0004258=1,1232 ,

A dinamikus plafonon a gazdasági sebesség értéke kiszámításra kerül V din, km/h:

2.5 A vízszintes repülés maximális és gazdaságos sebességének relatív értékeinek kiszámítása dinamikus mennyezeten

A dinamikus mennyezeten a vízszintes repülés maximális és gazdaságos sebességének relatív értékének kiszámítása a (2.5.1) és (2.5.2) képletekkel történik:

; (2.5.1)

. (2.5.2)

2.6 A tolóerő együttható és a rotor töltés megengedett arányának kiszámítása a maximális talajsebességhez és a gazdaságos sebességhez a dinamikus mennyezetnél

Mivel a (2.6.1) képlet a megengedett tolóerő-tényező és a rotor töltés arányára a legnagyobb haladási sebességhez a következő:

A (2.6.2) képlet a megengedett tolóerő-tényező és a rotortöltés arányára a gazdaságos sebességhez dinamikus mennyezeten:

2.7 A rotor tolóerő együtthatójának kiszámítása a talajon és a dinamikus mennyezeten

A talajon és a dinamikus mennyezeten a rotor tolóerő együtthatóit a (2.7.1) és (2.7.2) képletekkel kell kiszámítani:

2.8 A rotor töltésének számítása

Főrotor töltés s maximális és gazdaságos repülési esetekre számítva:

Számított kitöltési értékként s főrotor, a (2.8.3) feltételből vett érték:

elfogadjuk.

Akkord hossza bés relatív nyúlás l a rotorlapátok egyenlőek lesznek:

2.9 A főrotor tolóerő relatív növekedésének meghatározása a törzs és a vízszintes farok aerodinamikai ellenállásának kompenzálására

Elfogadjuk a főrotor tolóerejének relatív növelését a törzs és a vízszintes farok aerodinamikai ellenállásának kompenzálására.

3 Helikopter meghajtó rendszer teljesítményének kiszámítása

3.1 Teljesítmény számítása statikus mennyezetre való függesztéskor

A főrotor lebegő üzemmódban történő meghajtásához szükséges fajlagos teljesítményt statisztikai mennyezeten a (3.1.1) képlet segítségével számítjuk ki.

Ahol NH st - szükséges teljesítmény, W;

Fojtószelep-karakterisztika, amely a statikus mennyezet magasságától függ, és a (3.1.2) képlettel számítható ki

m 0 - felszálló tömeg, kg;

g- szabadesés gyorsulás, m/s 2 ;

p- a főrotor által söpört terület fajlagos terhelése, N/m 2 ;

D st - relatív levegősűrűség a statikus mennyezet magasságában;

h 0 - relatív hatékonyság főrotor lebegő üzemmódban ( h 0 =0.75);

A főrotor tolóerejének relatív növekedése a törzs aerodinamikai ellenállásának kiegyensúlyozása érdekében:

3.2 Teljesítménysűrűség számítása vízszintes repülésnél maximális sebességnél

A főrotor vízszintes repülésben maximális sebességgel történő meghajtásához szükséges fajlagos teljesítményt a (3.2.1) képlet segítségével számítjuk ki.

ahol a lapátok végeinek kerületi sebessége;

Relatív egyenértékű káros lemez;

A (3.2.2) képlettel meghatározott indukciós együttható

3.3 A teljesítménysűrűség számítása repülés közben dinamikus mennyezeten gazdaságos sebesség mellett

A fő rotor dinamikus mennyezeten történő meghajtásának fajlagos teljesítménye:

hol a levegő relatív sűrűsége a dinamikus mennyezeten;

A helikopter gazdaságos sebessége dinamikus mennyezeten;

3.4 A fajlagos teljesítmény számítása repülés közben a talaj közelében gazdaságos sebesség mellett, felszállás közbeni hajtóműhiba esetén

A (3.4.1) képlet segítségével számítják ki azt a fajlagos teljesítményt, amely egy motorhiba esetén gazdaságos sebességgel folytatja a felszállást.

hol van a gazdasági sebesség a talajon;

3.5 Különféle csökkentett teljesítmények kiszámítása különböző repülési esetekre

3.5.1 A fajlagos csökkentett teljesítmény kiszámítása statikus mennyezetre akasztáskor

A statikus mennyezetre akasztott fajlagos csökkentett teljesítmény kiszámítása a (3.5.1.1) képlet szerint történik.

hol van a fojtószelep specifikus karakterisztikája:

x 0 - a hajtórendszer teljesítménykihasználási tényezője lebegő üzemmódban. Mivel a tervezett helikopter tömege 3,5 tonna, ;

3.5.2. A fajlagos csökkentett teljesítmény számítása vízszintes repülésnél maximális sebesség mellett

A fajlagos csökkentett teljesítmény kiszámítása vízszintes repülésben maximális sebesség mellett a (3.5.2.1) képlet szerint történik.

hol a teljesítmény-felhasználási tényező a maximális repülési sebességnél,

A motor fojtószelep jellemzői a repülési sebességtől függően:

3.5.3 A fajlagos csökkentett teljesítmény számítása repülés közben dinamikus mennyezeten gazdaságos sebesség mellett

A dinamikus mennyezeten gazdaságos sebesség melletti repülés közbeni fajlagos csökkentett teljesítmény kiszámítása a (3.5.3.1) képlet szerint történik.

hol az energiafelhasználási tényező gazdaságos repülési sebesség mellett,

és - a motor fojtásának fokozatai, a dinamikus mennyezet magasságától függően Hés a repülési sebesség V din a következő fojtószelep-jellemzőknek megfelelően:

3.5.4 A fajlagos csökkentett teljesítmény kiszámítása repülés közben a talaj közelében gazdaságos sebesség mellett, ha az egyik hajtómű meghibásodik

A fajlagos csökkentett teljesítmény kiszámítása a talaj közelében, gazdaságos sebesség mellett, egy hajtómű meghibásodása esetén a (3.5.4.1) képlet szerint történik.

ahol az energiafelhasználási tényező gazdaságos repülési sebesség mellett;

A motor fojtásának mértéke vészhelyzetben;

helikopter hajtóművek száma;

A motor fojtásának mértéke, ha gazdaságos sebességgel repül a talaj közelében:

3.5.5 A meghajtórendszer szükséges teljesítményének kiszámítása

A meghajtórendszer szükséges teljesítményének kiszámításához a fajlagos csökkentett teljesítmény értékét a (3.5.5.1.) feltételből kell kiválasztani.

Szükséges teljesítmény N A helikopter meghajtó rendszere egyenlő lesz:

hol van a helikopter felszálló tömege;

g= 9,81 m 2 /s - szabadesési gyorsulás;

3.6 A motorok kiválasztása

Két GTD-1000T gázturbinás motort fogadunk el 2×735,51 kW összteljesítménnyel. A feltétel teljesül.

4 Az üzemanyag tömegének kiszámítása

4.1. Második közelítő utazósebesség számítás

Elfogadjuk az első megközelítési utazósebesség értékét.

Mivel az indukciós együtthatót a (4.1.1) képlet segítségével számítjuk ki:

A (4.1.2) képlet segítségével határozzuk meg a főrotor meghajtásához szükséges fajlagos teljesítményt repülés közben, cirkáló üzemmódban:

ahol a meghajtórendszer fajlagos csökkentett teljesítményének maximális értéke,

A repülési sebességtől függő teljesítményváltozási együttható a következő képlettel számítva:

Kiszámoljuk a második megközelítés utazósebességét:

Meghatározzuk az első és második közelítés utazósebességének relatív eltérését:

Mivel az első közelítés utazósebességét finomítjuk, egyenlőnek tekintjük a második közelítés számított sebességével. Ezután megismételjük a számítást a (4.1.1) - (4.1.5) képletekkel:

Elfogadjuk.

4.2 A fajlagos üzemanyag-fogyasztás kiszámítása

A fajlagos üzemanyag-fogyasztást a (4.2.1) képlet segítségével számítják ki:

ahol a fajlagos üzemanyag-fogyasztás változási együtthatója a motorok üzemmódjától függően,

A fajlagos üzemanyag-fogyasztás repülési sebességtől függő változási együtthatója, amelyet a (4.2.2) képlet határoz meg:

Fajlagos üzemanyag-fogyasztás felszálláskor, ;

A fajlagos üzemanyag-fogyasztás változási együtthatója a hőmérséklettől függően,

A fajlagos üzemanyag-fogyasztás változási együtthatója a repülési magasságtól függően, ;

4.3 Az üzemanyag tömegének kiszámítása

A repülés során elköltött üzemanyag tömege egyenlő lesz:

, (4.3.1)

ahol az utazósebesség mellett fogyasztott fajlagos teljesítmény;

Utazósebesség;

Fajlagos üzemanyag-fogyasztás;

L- repülési távolság;

5 Helikopter alkatrészek és szerelvények tömegének meghatározása

5.1 A fő rotorlapátok tömegének kiszámítása

A fő rotorlapátok tömegét az (5.1.1) képlet határozza meg:

Ahol R- a főrotor sugara;

s- a főrotor feltöltése;

5.2 A rotor agy tömegének kiszámítása

A főrotor agyának tömegét az (5.2.1) képlet segítségével számítjuk ki:

hol van a modern kivitelű perselyek súlytényezője, ;

A lapátok számának az agy tömegére gyakorolt ​​hatásának együtthatója, amelyet az (5.2.2) képlettel számítanak ki:

A pengékre ható centrifugális erő, amelyet az (5.2.3) képlettel számítanak ki:

5.3 A nyomásfokozó vezérlőrendszer tömegének kiszámítása

A nyomásfokozó vezérlőrendszer egy lengőlemezt, hidraulikus nyomásfokozókat és egy hidraulikus főrotor vezérlőrendszert tartalmaz. A nyomásfokozó vezérlőrendszer tömegét az (5.3.1) képlet segítségével számítják ki:

Ahol b- a penge húrja;

A nyomásfokozó vezérlőrendszer súlytényezője, amely 13,2 kg/m 3 -nek vehető;

5.4 A kézi vezérlőrendszer tömegének kiszámítása

A kézi vezérlőrendszer tömegének kiszámítása az (5.4.1) képlet szerint történik:

ahol a kézi vezérlőrendszer súlytényezője egyrotoros helikopterek esetén 25 kg/m;

5.5 A fő sebességváltó tömegének kiszámítása

A főhajtómű tömege a főrotor tengelyére ható nyomatéktól függ, és az (5.5.1) képlettel számítják ki:

ahol a súlytényező, amelynek átlagértéke 0,0748 kg/(Nm) 0,8.

A főrotor tengelyének maximális nyomatékát a meghajtórendszer csökkentett teljesítménye határozza meg Nés a propeller sebessége w:

ahol a meghajtási rendszer teljesítmény-kihasználási tényezője, melynek értékét a helikopter felszálló tömegétől függően veszik fel. Azóta;

5.6. A farokrotoros hajtóegységek tömegének kiszámítása

A farokrotor tolóerejét kiszámítjuk:

hol van a fő rotor tengelyének nyomatéka;

A fő- és a farokrotor tengelyei közötti távolság.

Távolság L a fő- és a farokrotor tengelyei között egyenlő sugaruk és hézaguk összegével d pengéik vége között:

hol van a rés, amely 0,15...0,2 m;

A farok rotor sugara. Azóta

A farokrotor forgatásához felhasznált teljesítményt az (5.6.3) képlet segítségével számítjuk ki:

ahol a farokrotor relatív hatásfoka, amely 0,6...0,65-nek vehető.

A kormánytengely által továbbított nyomaték egyenlő:

ahol a kormánytengely forgási sebessége, amelyet az (5.6.5) képlet alapján kapunk meg:

A sebességváltó tengelye által 1/min fordulatszámon továbbított nyomaték egyenlő:

Súly m a sebességváltó tengelyében:

ahol az erőátviteli tengely súlytényezője, amely egyenlő 0,0318 kg/(Nm) 0,67;

A közbenső sebességváltó tömegét az (5.6.9) képlet határozza meg:

ahol a közbenső sebességváltó súlytényezője 0,137 kg/(Nm) 0,8.

A farokrotort forgató farokhajtómű tömege:

ahol a farok hajtómű súlytényezője, amelynek értéke 0,105 kg/(Nm) 0,8;

5.7 A farokrotor tömegének és fő méreteinek kiszámítása

A farokrotor tömegét és fő méreteit a tolóerőtől függően számítják ki.

A farokrotor tolóerő együtthatója:

A farokrotor lapátjainak kitöltését ugyanúgy számítjuk ki, mint a főrotornál:

ahol a tolóerő és a farokrotor töltésének arányának megengedett értéke,

A farokrotor lapátok húrhosszát és relatív nyúlását az (5.7.3) és (5.7.4) képlet segítségével számítják ki:

hol van a fő rotorlapátok száma,

A farokrotor lapátjainak tömegét az (5.7.5) tapasztalati képlet segítségével számítjuk ki:

A farokrotor lapátjaira ható és az agy csuklópántjai által érzékelt centrifugális erő értékét az (5.7.6) képlet segítségével számítjuk ki:

A farokrotor agyának tömegét ugyanazzal a képlettel kell kiszámítani, mint a főrotor esetében:

ahol a farokrotor lapátjára ható centrifugális erő;

A persely súlytényezője, amely egyenlő 0,0527 kg/kN 1,35;

A pengék számától függő súlytényező az (5.7.8) képlet szerint számítva:

5.8. A helikopter meghajtó rendszerének tömegének kiszámítása

A helikopter meghajtórendszerének fajlagos tömegét az (5.8.1) tapasztalati képlet segítségével számítják ki:

, (5.8.1)

Ahol N- a meghajtórendszer teljesítménye;

A meghajtórendszer tömege egyenlő lesz:

5.9 A törzs és a helikopter felszerelés súlyának kiszámítása

A helikopter törzsének tömegét az (5.9.1) képlet segítségével számítják ki:

hol van a törzs mosott felületének területe:

5.8.1. táblázat

Első közelítő felszállási tömeg;

Együttható: 1,1;

Az üzemanyagrendszer tömege:

hol van a repülés során elköltött üzemanyag tömege;

Az üzemanyag-ellátó rendszer feltételezett súlytényezője 0,09;

A helikopter futóműjének tömege:

hol a súlytényező az alváz kialakításától függően. Mivel a tervezett helikopter behúzható futóművel rendelkezik, akkor

A helikopter elektromos berendezésének tömegét az (5.9.5) képlet segítségével számítják ki:

hol van a távolság a fő- és a farokrotor tengelyei között;

A fő rotorlapátok száma;

R- a főrotor sugara;

A fő rotorlapátok relatív megnyúlása;

és - az elektromos vezetékek és egyéb elektromos berendezések súlyozási együtthatói,

A helikopter egyéb felszereléseinek tömege:

ahol egy súlyozási együttható, amelynek értéke 1.

5.10 A helikopter felszálló tömegének kiszámítása a második közelítés alapján

Egy üres helikopter tömege megegyezik a fő egységek tömegének összegével:

Második megközelítésű helikopter felszálló tömege:

Meghatározzuk az első és a második közelítés tömegeinek relatív eltérését:

Az első és a második közelítés tömegeinek relatív eltérése kielégíti a feltételt. Ez azt jelenti, hogy a helikopter paramétereinek kiszámítása helyesen történt.

6 A helikopter elrendezésének leírása

A tervezett helikopter egyrotoros kivitelben készül, farokrotorral, két gázturbinás motorral és csúszófutóművel.

A törzs félig monocoque. A törzs teherhordó erőelemei alumíniumötvözetből készülnek és korróziógátló bevonattal rendelkeznek. A törzs elülső része a pilótafülke tetővel és a motorháztetőkkel üvegszál alapú kompozit anyagból készült. A pilótafülke kétajtós, az ablakokat jéggátló rendszerrel és ablaktörlővel szerelték fel. A rakomány-utaskabin bal és jobb oldali ajtaja, valamint a törzs hátsó részében egy további nyílás biztosítja a betegek és sérültek hordágyra rakásának kényelmét, valamint a nagy méretű rakományokat. A csúszó alváz tömör hajlított fémcsövekből készül. A rugókat védőburkolatok borítják. A faroktámasz megakadályozza, hogy a farokrotor hozzáérjen a leszállófelülethez. A fő- és a farokrotor lapátok üvegszál alapú kompozit anyagokból készülnek, és jéggátló rendszerrel is felszerelhetők. A négylapátos főrotor agy zsanér nélküli, két egymást metsző üvegszálas gerendából áll, amelyekhez mindegyikhez két-két lapát csatlakozik. Kétlapátos farokrotor agy közös vízszintes csatlakozással. A törzspadlóban 850 liter összkapacitású üzemanyagtartályok találhatók. A helikopter vezérlőrendszere mechanikus huzalozás nélküli fly-by-wire, négyszeres digitális redundanciával és kétszer redundáns független elektromos tápellátással rendelkezik. A modern repülési és navigációs berendezések egyszerű és kedvezőtlen időjárási körülmények között, valamint VFR és IFR szabályok szerinti repüléseket biztosítanak. A helikopterrendszerek paramétereinek felügyelete a BISK-A fedélzeti információs megfigyelő rendszerrel történik. A helikopter figyelmeztető és vészjelző rendszerrel van felszerelve.

A helikopter felszerelhető vízi leszálló rendszerrel, valamint tűzoltó és vegyszerszóró rendszerrel.

Az erőmű két GTD-1000T gázturbinás motorból áll, amelyek összteljesítménye 2×735,51 kW. A motorok külön gondolákban vannak a törzsre szerelve. A légbeömlő nyílások oldalsó, porvédő berendezéssel felszereltek. A gondolák oldalsó paneljei zsanérokra csukódnak, így kiszolgáló platformokat képeznek. A motor tengelyei ferdén nyúlnak a központi sebességváltóhoz és a tartozéktérhez. A motorok kipufogófúvókái 24"-os szögben kifelé vannak elhajlítva A homok elleni védelem érdekében szűrőket szereltek fel, amelyek megakadályozzák a 20 mikronnál nagyobb átmérőjű részecskék behatolását a motorba.

A sebességváltó a motor sebességváltóiból, a közbenső sebességváltókból, a szöghajtóművekből, a fő sebességváltóból, a segédhajtómű tengelyéből és a sebességváltóból, a kormánykerék tengelyéből és a szögváltóból áll. Az átviteli rendszer titánötvözeteket használ.

Az elektromos rendszer két elkülönített áramkörből áll, amelyek közül az egyik 115-120 V feszültséget előállító váltóáramú generátor, a második pedig egy 28 V feszültségű DC generátor táplálja. A generátorokat a főrotoros sebességváltó hajtja.

A vezérlés megkettőzött, merev és kábeles vezetékekkel, valamint a fő és a tartalék hidraulikus rendszerből hajtott hidraulikus erősítőkkel. Az AP-34B négycsatornás robotpilóta biztosítja a helikopter stabilitását repülés közben gurulásban, irányban, dőlésszögben és magasságban. A fő hidraulikus rendszer az összes hidraulikus egységet, a tartalék pedig csak a hidraulikus erősítőket látja el energiával.

A fűtő- és szellőzőrendszer fűtött vagy hideg levegővel látja el a személyzeti és utastereket, a jegesedésgátló rendszer védi a fő- és farokrotor lapátokat, a pilótafülke első ablakait és a motor légbeömlőit a jegesedéstől.

A kommunikációs berendezés magában foglalja a HF-sáv - "Yurok" parancsot, az SPU-34 kaputelefont.

Bibliográfia

1. Helikopter tervezés / V.S. Krivcov, L.I. Losev, Ya.S. Karpov. - Tankönyv. - Harkov: Nat. űrrepülés "Khark" egyetem repülés Intézet", 2003. - 344 p.
2. www.wikipedia.ru
3. www.airwar.ru
4. narod.ru
5. http://www.vertolet-media.ru/helicopters/kvz/ansat/

Letöltés: Nincs hozzáférése a fájlok letöltéséhez a szerverünkről.

A ROTOR FIZIKÁJA

Egy csodálatos gép - egy helikopter! Figyelemre méltó tulajdonságai több ezer esetben teszik nélkülözhetetlenné. Csak egy helikopter tud függőlegesen fel- és leszállni, mozdulatlanul lógni a levegőben, oldalra mozogni és akár farokkal is előre.

Honnan jönnek ilyen csodálatos lehetőségek? Mi a repülésének fizikája7 Próbáljunk meg röviden válaszolni ezekre a kérdésekre.

A helikopter rotor emelést hoz létre. A légcsavarlapátok ugyanazok a légcsavarok. A horizonthoz képest bizonyos szögben telepítve szárnyként viselkednek a beáramló levegő áramlásában: a lapátok alsó síkja alatt nyomás keletkezik, felette pedig vákuum. Minél nagyobb ez a különbség, annál nagyobb az emelés. Amikor az emelőerő meghaladja a helikopter súlyát, felszáll, de ha ennek ellenkezője történik, a helikopter leereszkedik.

Ha egy repülőgép szárnyán az emelőerő csak akkor jelenik meg, amikor a repülőgép mozog, akkor a helikopter „szárnyán” akkor is, ha a helikopter áll: a „szárny” mozog. Ez a fő dolog.

De a helikopter emelkedett a magasságba. Most előre kell repülnie. Hogyan kell csinálni? A csavar csak felfelé ható tolóerőt hoz létre! Ebben a pillanatban nézzünk bele a pilótafülkébe. Elfordította magától a vezérlőkart. A helikopter kissé megdőlt az orrán, és előrerepült. Miért?

A vezérlőgomb egy ötletes eszközhöz - egy transzfergéphez - csatlakozik. Ezt a helikopter irányításához rendkívül kényelmes mechanizmust diákéveiben találta fel B. N. Jurjev akadémikus. Kialakítása meglehetősen bonyolult, de célja, hogy a pilóta tetszés szerint módosíthassa a lapátok szögét a horizonthoz képest.

Nem nehéz megérteni, hogy a helikopter vízszintes repülése során a lapátok nyomása a környező levegőhöz képest különböző sebességgel mozog. Az előre haladó lapát a légáramlás irányába, a visszafelé forduló penge pedig az áramlás mentén mozog. Ezért a penge sebessége, és ezzel együtt az emelőerő is nagyobb lesz, amikor a penge előremozdul. A légcsavar hajlamos az oldalára fordítani a helikoptert.

Hogy ez ne forduljon elő, a nonstrunterek mozgathatóan, zsanérokon kötötték a pengéket a tengelyhez. Aztán az elülső penge szárnyalni kezdett és nagyobb emelőerővel csapkodni kezdett. De ezt a mozgást már nem közvetítette a helikopter, nyugodtan repült. A penge csapkodó mozgásának köszönhetően emelőereje a fordulat során állandó maradt.

Ez azonban nem oldotta meg a továbblépés problémáját. Végül is meg kell változtatnia a légcsavar tolóerejének irányát, és kényszerítenie kell a helikoptert vízszintes mozgásra. Ezt a swashplate tette lehetővé. Folyamatosan változtatja az egyes légcsavarlapátok szögét, így a legnagyobb emelés megközelítőleg a forgás hátsó szektorában jelentkezik. A főrotor eredő tolóereje megbillen, és a helikopter – szintén billenve – előrehaladni kezd.

Hosszú időbe telt, mire létrejött egy ilyen megbízható és kényelmes helikoptervezérlő berendezés. A repülési irányt szabályozó készülék nem jelent meg azonnal.

Ön persze tudja, hogy a helikopternek nincs kormánylapátja. Igen, egy forgószárnyasnak nincs rá szüksége. Helyette egy kis propeller, amely a farokra van szerelve. Ha a pilóta megpróbálta kikapcsolni, a helikopter magától is kifordult. Igen, úgy fordult, hogy egyre gyorsabban kezdjen el forogni a főrotor forgásával ellentétes irányba. Ez a főrotor forgásakor fellépő reaktív nyomaték következménye. A farokrotor megakadályozza, hogy a helikopter farka a reakciónyomaték hatására elforduljon, és kiegyensúlyozza azt. És ha szükséges, a pilóta növeli vagy csökkenti a farokrotor tolóerejét. Ekkor a helikopter a megfelelő irányba fordul.

Néha teljesen megteszik a farokrotort, két főrotort szerelnek fel a helikopterekre, amelyek egymás felé forognak. A reaktív pillanatok ebben az esetben természetesen megsemmisülnek.

Így repül a „légi terepjáró” és a fáradhatatlan munkás – a helikopter.

Egyrotoros helikopter főrotorának R, m sugara képlettel számolva:

hol a helikopter felszálló tömege, kg;

g - a szabadesés gyorsulása 9,81 m/s2;

p - a főrotor által söpört terület fajlagos terhelése,

A propeller által söpört területre eső p fajlagos terhelés értékét a /1/ munkában bemutatott ajánlások alapján választjuk ki: ahol p=280

m.

A főrotor sugarát R=7,9-nek vesszük

A főrotor w, s-1 forgási szögsebességét a lapátok végeinek wR kerületi sebességének értéke korlátozza, amely a helikopter felszálló tömegétől függ és wR=232 m. /s.

s-1.

fordulat

Első elektromos ablakok beszerelése
Az autó első ajtóira manuális ablakok vannak. A fogyasztói minőség javítása érdekében elektromos ablakokat szerelünk be. A következő számítások alapján: Egy elektromos ablakszerkezet költsége 2000 rubel. Egy kézi ablakemelő mechanizmus ára 1000 rubel. C = 2 * 1000 = 2000 dörzsölje. C = 2*2000=4000 rubel...

Az osztály területének kiszámítása
Fotd = Sfob × Ko, m2 (2,26), ahol Sfob – berendezések által elfoglalt teljes terület, m2; Ko - együttható figyelembe véve a munkaterületeket, átjárókat, autóbeállókat; Fch = 18.721 × 3 = 56 m 2.6 A világítás számítása A termelő helyiségekben természetes és mesterséges megvilágítás biztosított. ...

A horgonylánc állapota a hajó lehorgonyzásakor
Amikor a hajót a horgony lefektetésének helyére húzzák, a horgonylánc állapota megváltozik, ami az elektromos hajtás terhelésének megváltozásához vezet. A horgonymechanizmus működésének elemzése és a fairlead-re ható erők felmérése érdekében a vizsgált folyamat hagyományosan négy szakaszra oszlik. I. szakasz – a földön fekvő lánc kiválasztása. A rögzítő mechanizmus beépítésével...

1. § A légcsavarok rendeltetése és típusai
A propeller célja, hogy a motorból átvitt nyomatékot aerodinamikai erővé alakítsa. Az aerodinamikai erő kialakulását a mechanika harmadik főtétele magyarázza. Ahogy a légcsavar forog, felfog és kidob egy bizonyos mennyiségű levegőt. Ez a tömeg, ellenállva a kilökődésnek, a légcsavart a repülőgéppel együtt a kilökési iránnyal ellentétes irányba tolja.
A légcsavar aerodinamikai ereje létrejöttének oka a légcsavar által kidobott levegő tömegének reakciója.
A repülőgép propellereit a repülőgép előrehajtásához szükséges tolóerő létrehozására használják.
A helikopter főrotora a helikopter levegőben tartásához szükséges emelőerő és a helikopter előrehajtásához szükséges tolóerő létrehozására szolgál. Mint már említettük, a helikopterek egyik előnye, hogy képes bármilyen irányban mozogni. A helikopter mozgási iránya attól függ, hogy a főrotor tolóereje hol dől el - előre, hátra vagy oldalra (1.32. ábra).
A főrotor biztosítja a helikopter irányíthatóságát és stabilitását minden üzemmódban. Így a főrotor egyszerre szolgál szárnyként, traktorrotorként és fő kezelőszerveként.
A helikopter farokrotorjai a reakciónyomaték és a helikopter irányszabályozásának egyensúlyát szolgálják.

§ 2. A főrotort jellemző alapvető paraméterek
A helikopter főrotorát jellemző fő paraméterek a következők:
A pengék száma. A modern helikopterek három-, négy- és ötlapátú légcsavarokat használnak. A lapátok számának növelése rontja a rotor teljesítményét a lapátok káros kölcsönös befolyása miatt. A lapátok számának csökkentése (háromnál kevesebb) a rotor által létrehozott tolóerő lüktető jellegéhez és a helikopter repülés közbeni rezgésének növekedéséhez vezet. A főrotor D átmérője annak a körnek az átmérője, amelyet a lapátok végei írnak le forgás közben. Ennek a körnek a sugarát R betűvel jelöljük, és a főrotor sugarának nevezzük. A főrotor forgástengelyétől a vizsgált szakaszig mért távolságot g betű jelöli (1.33. ábra).

A számítások azt mutatják, hogy a propeller azonos teljesítmény mellett a tolóereje az átmérő növekedésével növekszik. Így például az átmérő megkétszerezése 1,59-szeresére növeli a tolóerőt, az átmérő ötszörös növelése pedig 2,92-szeresére növeli a tolóerőt.
Az átmérő növekedése azonban a légcsavar súlyának növekedésével, a lapátok szilárdságának biztosításának nagy nehézségeivel, a lapátok gyártási technológiájának bonyolultságával, a farok hosszának növekedésével jár. bumm stb.
Ezért a helikopter fejlesztésekor egy bizonyos optimális átmérőt választanak ki.

Az F0M főrotor által söpört terület annak a körnek a területe, amelyet forgás közben a főrotorlapátok végei írnak le.
A söpört terület fogalmát azért vezették be, mert ez a terület a levegő viszkozitása és tehetetlensége miatt egy repülőgépszárnyhoz hasonló teherbíró felületnek tekinthető, amely a levegő által söpört területen áthaladva egyetlen közös sugársugarat alkot. propeller. A modern helikopterek F0M= 100-:-1000 m2.
A p söpört terület terhelése a G helikopter tömegének és a légcsavar által a forgása során átsöpört területnek az aránya:
FomP=G/Fom(kg/m2).
A p növekedése a maximális repülési magasság csökkenéséhez és a süllyedés sebességének növekedéséhez vezet a főrotor önforgó üzemmódjában.
Modern helikopterekhez P=12-:-45kg/m2 vagy 118-:-440n/m2

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

Penge forma tervben(1.34. ábra). A fő rotorlapát lehet téglalap, trapéz vagy vegyes sík formájú. A trapéz penge szűkülete nem több, mint 2-3.
A penge kúpossága a fenéknél lévő húr és a hegyhúr aránya.
A pengeprofil a keresztmetszete alakja. A repülőgép szárnyaihoz hasonló profilokat használnak a rotorlapátokhoz. Általában ezek aszimmetrikus profilok, amelyek relatív vastagsága c =
7-=-14%”. A profil alakja a hossza mentén változó lehet (a penge aerodinamikai csavarása). Kiválasztáskor a profilformák arra törekszenek, hogy a lehető legjobb aerodinamikai minőséget biztosítsák

A pengeszakasz támadási szöge a a profilhúr és a bejövő légáramlás iránya közötti szög egy adott szakaszon. A támadási szög nagysága határozza meg az aerodinamikai erőtényezők értékeit.

Beépítési szög Ф a profil húrja és a főrotor forgássíkja közötti szögnek nevezzük. A helikopter légcsavarok beépítési szögét a forgórész sugarának 0,7-es távolságában mérjük, ezt a lapátok geometriai csavarodása miatt vezették be, aminek következtében a lapátok minden szakasza eltérő (a vége felé csökkenő) beépítésű. szögek. A geometriai csavarás szükségességét a következőképpen magyarázzuk meg. Először is, a penge vége felé növekvő kerületi sebesség miatt az indukált sebességek, és ennek következtében az aerodinamikai erők egyenetlen eloszlása ​​a lapát hossza mentén. A terhelés egyenletesebb elosztása érdekében a fűrészlap vége felé a beépítési szög csökken. Másodszor, előrerepüléskor a lapátok bizonyos helyzetében a támadási szög növekedése miatt a lapátok végein áramlási leállás lép fel; a geometriai csavarodás jelenléte a végállást nagyobb repülési sebesség felé tolja. Ezt a kérdést az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk.
A főrotorlapát emelkedése megváltozik, ha az axiális csuklópántban elforgatják, pl. a hossztengely körül.
Szerkezetileg a főrotor úgy van kialakítva, hogy az axiális csuklópántban lévő összes lapátja egyidejűleg ugyanabba a szögbe vagy különböző szögekbe tudjon elfordulni.
A rotor támadási szöge. Fentebb elhangzott, hogy a főrotor által söpört terület felfekvési felületnek tekinthető, amelynek területegységére egy bizonyos terhelés esik.
Vezessük be az A főrotor ütési szöge fogalmát, amely alatt a főrotor forgássíkja és a szembejövő légáramlás iránya (repülési irány) közötti szöget értjük. Ha az áramlás alulról közelíti meg a főrotor forgássíkját (1.36. ábra), akkor a támadási szög pozitívnak tekinthető, ha felülről - negatívnak.
Mivel a helikopter bármely irányba mozog a levegőben, a főrotor ütési szöge ±180°-on belül változhat. Függőleges süllyedésnél A = +90°, függőleges emelkedésnél A = -90°.

A penge azimutális helyzetszöge. Amikor egy helikopter repül, a fő rotorlapátok forgó mozgása egyesül a helikopter egészének előrefelé irányuló mozgásával. Emiatt a lapátok működési körülményei nagymértékben függenek a repülési irányhoz viszonyított helyzetüktől. A pengék helyzetétől függő működési jellemzőinek értékeléséhez bevezetjük a penge azimutális helyzetének fogalmát.
A penge azimutális helyzetszöge a repülés iránya és a penge hossztengelye közötti szög (1.37. ábra).

Általánosan elfogadott, hogy φ = 0, ha a lapát hosszanti tengelye egybeesik a bejövő légáramlás irányával. Figyelembe kell venni (mivel a helikopter előre, hátra vagy oldalra tud mozogni), hogy minden esetben a lapát irányából kell mérni az azimutális helyzetszöget, amely egybeesik a szembejövő légáramlás irányával. A számlálást általában a főrotor forgásirányában végzik. Nyilvánvaló, hogy a penge azimutális helyzetének szöge fordulatonként 0-ról 360°-ra (0-ról 2l-re) változik.
A főrotor fordulatszáma. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a helikopterek rotorjai nagy átmérőjű rotorok, sebességük alacsony - 100-600 fordulat / perc.
Amint azt a számítások mutatják, ahhoz, hogy a lehető legnagyobb tolóerővel rendelkezzen (adott teljesítményhez), növelni kell az átmérőjét és csökkenteni kell a sebességet. Tehát például a tolóerő háromszoros növeléséhez a sebességet tizenötször kell csökkenteni (ebben az esetben a propeller átmérője körülbelül ötszörösére nő).
Egy adott propeller esetében a tolóerő a sebesség növekedésével növekszik, de ehhez a bemeneti teljesítmény növelésére van szükség.
A főrotor fordulatszámát korlátozza a hullámválság, amely elsősorban a lapátok felé haladó végein jelentkezik (r = 90° azimut közelében).
A hullámellenállás leküzdése miatti nagy veszteségek elkerülése érdekében a modern helikopterek fő rotorjainak fordulatszámát úgy választják meg, hogy a lapátok végei szubszonikus áramlási sebességgel rendelkezzenek. A modern helikopterekben a pengehegyek kerületi sebessége eléri a 200-250 m/sec-et.
§ 3. Ideális forgórész tolóereje axiális áramlás közben
Ideális csavar az a csavar, amelynek működése nem veszi figyelembe a súrlódási veszteségeket és a sugár csavar mögötti csavarodását. Az axiális áramlási mód olyan üzemmód, amelyben a levegő áramlását a propeller forgástengelye mentén irányítják. Ebben az esetben a főrotor ütési szöge 90°. Axiális áramlási módban a főrotor a helikopter lebegése, függőleges emelkedése és függőleges süllyedése közben működik.
A főrotor U1 sebességgel szívja be a levegőt és U2 sebességgel dobja ki. Az U1 és U2 sebességeket induktív fordulatszámoknak nevezzük (1.38. ábra).

Ha a légcsavar körüli áramlás sebessége V, akkor a légcsavar előtt V + U1, a légcsavar mögött pedig V+U2 lesz.
A légtömeg, miután áthaladt a söpört területen, j gyorsulást kap a propeller által létrehozott F erő hatására. A mechanika harmadik főtétele alapján a levegő azonos nagyságú, de ellentétes irányú T erővel hat a forgórészre. A T erő a propeller tolóereje. A mechanika második főtétele alapján T=mj A söpört területen áthaladó levegő tömege a térfogat és a tömegsűrűség szorzatával határozható meg. N. E. Zsukovszkij elméletileg bebizonyította és kísérletileg megerősítette, hogy az induktív kilökési sebesség kétszerese a szívás induktív sebességének. Más szóval, a légcsavar tárcsájánál indukált sebesség egyenlő a légcsavaron áthaladó levegő által elért teljes sebességnövekmény felével.

Az induktív szívási sebességet kísérletileg határozzuk meg, és 8-15 m/sec.
A kapott tolóerő képletből az következik, hogy a főrotor tolóereje függ a levegő tömegsűrűségétől, a söpört területtől és az induktív szívósebességtől.
A repülési magasság növekedésével vagy a környezeti hőmérséklet emelkedésével a P tömegsűrűség, és így a tolóerő is csökken. A sebesség és a légcsavar dőlésszögének növekedésével az U1 induktív sebesség (propeller tolóerő) nő.
A Fоv főrotor által söpört terület tervezési paraméter, és egy adott rotor esetében állandó.
A rotor tolóereje más módon is elérhető - az egyes lapátok által létrehozott aerodinamikai erők összegeként, mivel a lapátok körüli áramlás hasonló a szárny körüli áramláshoz. A különbség azonban az, hogy a penge nem transzlációs, hanem forgó mozgást végez, ezért minden szakasza (eleme) eltérő sebességgel mozog. Ezért a penge által keltett aerodinamikai erőt a ható aerodinamikai erők összegeként kell kiszámítani.
a pengeelemre (1.39. ábra).

A ΔY pengeelem emelőereje és a ΔX elem ellenállása nagyságrendben eltér a ΔT elem tolóerejétől és a ΔQ elem forgási ellenállási erejétől.
Ez azzal magyarázható, hogy az emelőerő merőleges a szakaszon beeső áramlásra, a húzóerő az áramlás mentén irányul, a vonóerő merőleges az elem forgási síkjára, és az ellenállási erő forgás a forgás síkjában helyezkedik el.
§ 4. A rotor tolóereje ferde áramlás közben
A ferde áramlási rendszer olyan rezsim alatt értendő, amelyben a levegőáramlást egy bizonyos tetszőleges támadási szögben irányítják a fő rotor forgási síkjához (nem egyenlő 90 °-kal). Ezt az üzemmódot a helikopter vízszintes repülése során, valamint ferde pálya mentén történő emelkedés és süllyedés során hajtják végre.

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

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

90° azimutnál + V, 270° azimutnál pedig -V lesz. Így a lapát egy fordulata alatt a körülötte lévő áramlási sebesség 90°-os irányszögnél a maximumot, 270°-os irányszögnél a minimumot éri el.
A képletből látjuk, hogy a penge tolóereje változó mennyiség, és az azimuttól függ. Maximális értékét 90°-os irányszögnél kapja, amikor a repülési sebességhez hozzáadjuk a kerületi sebesség értékét, a legkisebb értéket 270°-os azimutnál, amikor a repülési sebességet levonjuk a kerületi sebességből.
A kétlapátos légcsavar tolóerejének nagysága az azimuttól függ, és változó érték. A kétlapátos rotor tolóerejének változó összetevője a helikopter fokozott rezgését okozza, ezért a kétlapátos rotorok használata korlátozott. Egy háromlapátú légcsavar tolóerejének kiszámításához össze kell adni három, egymástól 120°-ra elhelyezkedő lapát tolóerejét azimutban. Az elemi matematikai számítások azt mutatják, hogy a három vagy több lapáttal rendelkező propellereknél a változó komponens eltűnik, és a teljes tolóerő állandó értékké válik, független az azimuttól.
Nagyon fontos megjegyezni, hogy a kerékagyhoz mereven rögzített lapátokkal rendelkező rotor teljes tolóereje ferde fúváskor nem esik egybe a forgástengellyel, hanem a légáramlás felé haladó lapátok felé tolódik el. Ez azzal magyarázható, hogy az áramlás felé mozgó lapátok emelőereje nagyobb, mint az áramlás irányába mozgó lapátoké, és geometriai összeadás eredményeként az emelőerők eredője eltolódik az áramlás irányába. az áramlás felé haladó pengék. A főrotor eltolt tolóereje a helikopter súlypontjához képest borulási (gurulási) nyomatékot hoz létre (1.43. ábra). A mereven rögzített lapátokkal rendelkező főrotor elkerülhetetlenül felborítaná a helikoptert, ha jelentős előrehaladási sebességet próbálna létrehozni.
A billenőnyomatékon kívül, amely a főrotor ferde fújásával a helikoptert a hossztengelyhez képest felborítani, hosszirányú nyomaték is keletkezik, amely a főrotor forgássíkját a kereszttengelyhez képest elfordítja, hogy növelje a tengelyhez képest. állásszög. Ennek a pillanatnak az előfordulását az magyarázza, hogy a lapátok körül a 180°-os azimutnál jobbak az áramlási viszonyok, mint a 360°-os azimutnál. Ennek eredményeként a légcsavar tolóerő alkalmazási pontja a forgástengelytől előre tolódik, ami együttműködő nyomaték kialakulásához vezet. A rugalmas penge hosszirányú nyomatékának nagysága ezenkívül megnövekszik a lapátok emelőerők hatására felfelé hajlása miatt, mivel a szembejövő áramlás alulról hat a 180°-os azimut tartományban elhelyezkedő lapátra, míg ábrán. 1.43.

Mereven rögzített lapátokkal rendelkező propellerben felborulási pillanat fellépése
a 0° azimut tartományában elhelyezkedő penge felül van (1.44. ábra). A borulás és a hosszanti nyomatékok káros hatásának kiküszöbölése csuklós felfüggesztéssel történik

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

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

§ 7. Fordított áramlási zóna
Amikor a penge Ф = 180-:-360° azimutokban mozog, a penge tompa közelében lévő szakaszai nem a támadóélről, hanem az áramlási élről áramlanak körbe. Valóban azimutban

270°-ban egy ilyen áramlás a penge minden szakasza körül, amely a forgástengelytől a lapát azon pontjáig van, ahol v = wr, azaz addig a pontig, ahol a kerületi sebesség megegyezik a repülési sebességgel (1.46. ábra). . Ezen sebességek ellentétes iránya miatt a teljes sebesség
e pont körüli áramlás nulla (Wr = 0).
Tekintettel a φ különböző értékeire, ez utóbbiból könnyen beszerezhető
a fordított áramlási zóna kifejezései. Könnyen ellenőrizhető, hogy ez a zóna egy d = V/w átmérőjű kört jelent, amely a fő rotor által söpört tárcsán helyezkedik el (1.46. ábra).
A fordított áramlási zóna jelenléte negatív jelenség. A lapát ezen a zónán áthaladó része lefelé ható erőt hoz létre, ami csökkenti a rotor tolóerejét és növeli a rotor tolóerőt.

a lapátok és az egész helikopter rezgései. A repülési sebesség növekedésével a fordított áramlási zóna növekszik.
A fordított áramlási zóna mérete a főrotor m üzemmódjának jellemzőinek együtthatójával becsülhető meg.
A főrotor működési módjának jellemzőinek együtthatója a transzlációs sebesség és a kerületi sebesség aránya.
a penge végszakaszának sebessége.
Az együttható megmutatja, hogy a penge melyik részén található
azimut 270°, a fordított áramlási zónában található. Például,
ha m = 0,25, akkor d = 0,25 R. Ez azt jelenti, hogy a penge negyedik része fordított körülmények között működik
körül áramlik, és a fordított áramlási zóna átmérője a rotor sugarának 25%-a.
§ 8 Energiaveszteség a főrotorból. A propeller relatív hatásfoka
Az ideális légcsavar tolóerő képletének levezetésekor (e fejezet 3. §-a) minden típusú veszteséget figyelmen kívül hagytunk. Ha egy valódi légcsavar üzemi körülmények között működik, a forgásához szükséges teljesítmény körülbelül 30%-át a lapátok profilellenállásának leküzdésére fordítják. A profilveszteségek nagysága a profil alakjától és a felület állapotától függ.
Egy ideális csavar működését elemezve feltételeztük, hogy az induktív sebesség a söpört terület minden pontján azonos. De ez nem igaz. A penge közelében az indukált sebesség nagyobb, mint a lapátok közötti terekben. Ezenkívül az indukált sebesség a penge mentén változik, és a szakasz sugarának növekedésével növekszik, a szakasz kerületi sebességének növekedése miatt (1.47. ábra). Így a forgórész által létrehozott indukált fordulatszám mezője nem egyenletes.

A szomszédos légáramok különböző sebességgel mozognak, aminek következtében a levegő viszkozitásának hatására áramlási egyenetlenségekből vagy induktív veszteségekből adódó veszteségek keletkeznek, amelyek a szükséges teljesítmény körülbelül 6%-át teszik ki. E veszteségek csökkentésének egyik módja a pengék geometriai csavarása.
A főrotor nemcsak levegőtömeget dob ​​ki, ezáltal tolóerőt hoz létre, hanem meg is forgatja a sugárt. A sugár örvénylésének veszteségei a propeller által szolgáltatott teljesítmény körülbelül 0,2%-a.
A rotor forgássíkja alatti és feletti nyomáskülönbség miatt a levegő alulról felfelé áramlik a rotortárcsa kerülete mentén. Emiatt a főrotor által sodort sík kerületén elhelyezkedő bizonyos keskeny gyűrű nem vesz részt a tolóerő létrehozásában (1.48. ábra). A pengék tompa részei, ahol a rögzítési pontok találhatók, szintén nem vesznek részt a vonóerő létrehozásában. Összességében a vég- és tompaveszteség a szükséges teljesítmény körülbelül 3%-át teszi ki.
A felsorolt ​​veszteségek jelenléte miatt nagyobb a valódi légcsavar forgatásához szükséges teljesítmény, amely az ideális légcsavar tolóerejének megfelelő tolóerőt hoz létre.
Meg lehet ítélni, hogy ez vagy az a valódi légcsavar mennyire sikeres a minimális veszteség biztosítása szempontjából

főrotor relatív hatásfokának megfelelően g| 0, amely a levegő kilökéséhez és egy adott tolóerő létrehozásához szükséges teljesítmény és az ugyanazt a tolóerőt létrehozó valódi propeller forgatására ténylegesen felhasznált teljesítmény aránya.

§ 9. A rotorlapátok csuklós felfüggesztése
A fejezet 2. §-ában felhívták a figyelmet arra, hogy a forgórészek axiális csuklópántokkal rendelkeznek, amelyek a légcsavar menetemelkedésének megváltoztatására szolgálnak. A menetemelkedés változását úgy érjük el, hogy a lapátokat az axiális csuklópántok körül forgatjuk? = 0-15° Az axiális csuklópántok mellett a csavarok vízszintes és függőleges csuklópánttal is rendelkeznek.
A vízszintes csuklópánt (HS) lehetővé teszi a penge függőleges síkban történő elhajlását. Köszönet
Ez a csuklópánt lehetővé teszi, hogy a penge felfelé lendüljön, amikor az áramlással szemben mozog, és lefelé, ha az áramlás irányába mozog. Így a vízszintes csuklópánt lehetővé teszi, hogy a pengék csapkodó mozgásokat végezzenek.
A lapát tengelye és a propeller agy síkja közötti szöget csapkodási szögnek nevezzük?. Con-
szerkezetileg a penge vízszintes csuklópánthoz viszonyított elhajlását ütközők korlátozzák (max
25-30°, lefelé 4-8°). A repülés közbeni csapkodó mozgások ellenére a penge nem érinti az ütközőket, mivel a csapkodási szögek tartománya kisebb, mint az ütközők közötti szög. A penge csak akkor érinti meg az ütközőket, ha a sebesség erősen csökken, és ennek megfelelően, ha a penge centrifugális ereje elfogadhatatlanul csökken.
Ha a helikopter leparkolt, amikor a főrotor nem forog, vagy alacsony sebességgel forog, a lapátok végei súlyuk miatt lehajlanak, és ha a lapát az alsó ütközőhöz támaszkodik, a farok gémet vagy a törzset ütés éri. lehetséges. Ezért az alsó ütközőn kívül egy speciális túlnyúlás-határoló is található, amely alacsony sebességnél megakadályozza, hogy a penge túlzottan leereszkedjen és eltalálja a helikoptert.
A sebesség növekedésével, amikor az aerodinamikai erők felfelé hajlítják a lapátok végeit, a túlnyúláskorlátozó kikapcsol, ami után a penge egészen az alsó ütközőig képes csapkodó mozgásokat végezni.
A függőleges csuklópánt (VH) biztosítja a penge elhajlását a perselyhez képest a síkban
a csavar forgása. Az alábbiakban látható, hogy amikor a fő rotor forog, a lapát a semleges (radiális) helyzetből egy bizonyos szögben hátra vagy előre tud mozogni. Ezt a szöget késleltetési (előrehaladási) szögnek nevezik, és ? betűvel jelöljük. Ennek a szögnek a nagyságát megállók korlátozzák. A penge vissza tud forogni? = 10-:-18° és előre? = 6-:-8°*.
A vízszintes és függőleges csuklópántok jelenléte jelentősen megváltoztatja a teherhordó szerkezet működését
csavar

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

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

Axiális áramlással, állandó menetemelkedéssel és fordulatszámmal a szögérték
A kúpos elég határozott. Ha például növeli

a penge emelkedése, akkor az emelőerőtől megnövekedett nyomaték hatására a penge elkezd eltérni a csapkodási szög növekedésének irányába.
A lengési szög növekedésével a pillanat egyidejűleg növekszik
centrifugális erő, amely megakadályozza a penge elhajlását, és amikor az egyensúly helyreáll, a penge nagy csapkodási szöggel fog forogni.
Ferde áramlásnál 0-180°-os azimutokban a lapát az áramlás felé, 180-360°-os azimutokban pedig az áramlás irányába mozog. Az áramlás felé mozgó lapát emelőerőnövekedést kap, és felfelé csapódik, mivel az emelőerő nyomatéka nagyobbnak bizonyul, mint a centrifugális erő nyomatéka (a súlyerő nyomatékát kis értékei miatt figyelmen kívül hagyjuk).
Az áramlási irányban mozgó lapátnál az emelőerő csökken, és a nyomaték hatására
centrifugális erő hatására lefelé csapódik. Így egy fordulat alatt a penge felfelé lendül és
lendülj le.
Az áramlási sebesség a 90°-os azimutnál a legnagyobb, ezért itt a legnagyobb a felhajtóerő növekedése.
A legkisebb emelőerő a 270°-os azimutnál lesz, ahol az áramlási sebesség minimális, és a fordított áramlási zóna hatása a legkifejezettebb. A főtengely jelenléte és a lapátok csapkodó mozgása miatt azonban az emelőerők növekedése és csökkenése a jelzett irányszögekben viszonylag kicsi. Ez a csapkodó lapátok ütési szögeinek változásával magyarázható. Valóban, amikor a penge felfelé csapódik, a támadási szög csökken, és amikor a penge lecsapódik, akkor nő (1.50. ábra). Emiatt az emelőerők irányszögben kifejezett nagysága kiegyenlítődik, ami gyakorlatilag kiküszöböli a helikopterre ható dőlés- és hossznyomatékokat.

Ebből kifolyólag el kell mondanunk, hogy a vízszintes csuklópántok célja, hogy minden irányszögben kiegyenlítsék a lapátok emelőerejét, és tehermentesítsék a tompaszakaszokat a hajlítónyomatékoktól. A vízszintes csuklópántok szerkezetileg a légcsavar forgástengelyétől bizonyos Lgsh távolságra vannak (1.51. ábra). Axiális áramlásnál a forgáskúp tengelye és a hüvely tengelye egybeesik. Ezért az Fcb lapátok centrifugális erői, amelyek feltételesen a főtengelyre vonatkoznak, kölcsönösen kiegyensúlyozottak. Ferde áramlásnál a kúp tengelye és a hüvely tengelye nem esik egybe és a centrifugális erők különböző (párhuzamos) síkban fekszenek. Ezek az erők egy bizonyos c karnál M g w = FcbS nyomatékot hoznak létre, ami javítja a helikopter irányíthatóságát. Ezen túlmenően, amikor a helikopter véletlenül eltérül a hossz- vagy kereszttengelyhez képest, ez a nyomaték csillapító hatású, azaz az eltérítéssel ellentétes irányba irányul, ami javítja a helikopter stabilitását.

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

a tehetetlenségi csapkodás nem 180°-os azimutig folytatódik, hanem valamivel tovább csökken - nem 360°-ra, hanem valamivel tovább is.. Ráadásul a 180°-os azimut közelében az áramlás alulról, a 360°-os azimut közelében áramlik a lapáthoz felülről, ami szintén hozzájárul a 180°-os azimut közelében a csapkodási szög folyamatos növekedéséhez és a 360°-os irányszög közelében a csapkodási szög csökkenéséhez.
Az 1.52a. ábra a csapkodási szög azimuttól való függésének kísérleti görbéjét mutatja, amelyet a B-1 telepítésnél kaptunk. A 20 m/sec ferde fúvósebességű merev lapátos főrotor tesztelt modelljénél a maximális csapkodási szög 196° azimutban, a legkisebb pedig 22° azimutban volt. Ez azt jelenti, hogy a forgáskúp tengelye hátra és balra billen. A ferde áramlás során a forgórész forgáskúpjának tengelyének eltérését a forgáskúp akadályozásának nevezzük (1.53. ábra).

Elméletileg a fő rotorkúp ferde fújáskor hátra-balra billen. Ezt az elzáródást a fenti kísérlet igazolja. Az oldalirányú összeomlás irányát azonban jelentősen befolyásolja a lapátok deformációja és a vízszintes csuklópántok szétválása. A tényleges főrotorlapát nem elég merev, és a rá ható erők befolyásolják.
27

erősen deformálódott - hajlik és csavarodik. A csavarodás a csökkenő ütési szögek irányába történik, ezért a felfelé lendülés korábban leáll (Ф = 160°). Ennek megfelelően a lefelé lendülés is korábban leáll (φ = 340°).
Az 1.52, b ábra az a lengésszög azimuttól való függésének kísérleti görbéjét mutatja, amelyet a V-2 installáción kaptunk. Hajlékony lapátokkal rendelkező légcsavarmodell tesztelésekor a maximális csapkodási szöget φ = 170° azimutnál, a minimumot φ = 334° azimutnál kaptuk. Így a valódi helikopterekben a forgáskúp hátra és jobbra billen. Az elakadási szög értéke a repülési sebességtől, a légcsavar dőlésszögétől és a fordulatszámtól függ. A propeller dőlésszögének és sebességének növekedésével és a sebesség csökkenésével a forgáskúp tengelye megnő.
A modern helikopterek vezérlése a forgáskúpnak a helikopter mozgási irányába történő megdöntésével történik. Például az előrehaladáshoz a pilóta a forgórész kúp tengelyét előre tereli (a lengőlemez segítségével). A kúp dőlését a főrotor tolóerejének megfelelő irányú megdöntése kíséri, amely biztosítja a helikopter mozgatásához szükséges alkatrészt (1.32. ábra). Amint azonban a repülési sebesség növekedni kezd, a ferde áramlás miatt a kúp visszaesik és oldalra esik. A kúp összeomlásának hatását a helikopter vezérlőkarjának további mozgása ellensúlyozza.
12. § Függőleges csuklópánt (VH)
Annak érdekében, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy a vízszintes mellett egy függőleges golyós-
nir, vegyük figyelembe a pengére ható erőket a forgási síkban.
Amikor a légcsavar forog, a forgási síkban Q l forgási ellenállási erők hatnak a lapátokra. Lebegő módban ezek az erők minden irányszögben azonosak lesznek. Ha a légcsavar körül ferde áramlás van, akkor az áramlás felé mozgó lapát ellenállása nagyobb, mint az áramlás irányában mozgó lapáté. A vízszintes zsanérok és a lapátok csapkodó mozgása segít csökkenteni ezt a különbséget (a támadási szögek kiegyenlítése miatt), de nem szünteti meg teljesen. Ezért a forgási ellenállási erő egy változó erő, amely a pengék gyökérrészeit terheli.
A fordulatszám változásakor tehetetlenségi erők hatnak a főrotorlapátokra, a fordulatszám növekedésével a forgás ellen irányulnak, a fordulatszám csökkenésekor pedig a forgórész forgása felé. Tehetetlenségi erők a forgórészagy állandó forgásakor is felléphetnek a rotortárcsához áramló levegő egyenetlen áramlása miatt, ami az aerodinamikai erők megváltozásához és a lapátok további mozgási hajlamához vezet az agyhoz képest. Repülés közben a tehetetlenségi erők viszonylag kicsik. Azonban a földön abban a pillanatban, amikor a hordozó felpörög
A propeller tehetetlenségi erői nagy értéket érnek el, és ha a sebességváltót hirtelen bekapcsolják, akár a lapátok töréséhez is vezethetnek.
Ezen túlmenően, a vízszintes csuklópántok jelenléte, amelyek a lapátok csapkodó mozgását biztosítják, ahhoz a tényhez vezet, hogy a lapát súlypontja időszakosan megközelíti és eltávolodik a légcsavar forgástengelyétől (1.54. ábra).

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

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

A képlet azt mutatja, hogy állandó kinetikus energia mellett a penge tömegközéppontjának a forgástengelyhez való közeledését (fellendülését) a forgási szögsebesség növekedésével és a súlypont eltávolításával kell kísérni. a pengét a forgástengelytől (lelendülés) a forgási szögsebesség csökkenésével kell kísérni. Ezt a jelenséget jól ismerik a táncosok, akik úgy növelik testük forgási sebességét, hogy élesen közelítik a karjukat a testükhöz (1.55. ábra). Coriolisnak nevezzük azokat az erőket, amelyek hatására a forgási szögsebesség a forgó rendszer tehetetlenségi nyomatékának megváltozásával nő vagy csökken.

Amikor a lapátok felfelé csapódnak, a Coriolis-erők a főrotor forgási irányába irányulnak, és amikor a lapátok lefelé csapódnak, akkor ellene irányulnak.
A csapkodó mozgások során fellépő Coriolis erők jelentős értékeket érnek el, és változókkal terhelik meg a pengék gyökérrészeit
a főrotor forgássíkjában ható hajlítónyomatékok.
Így a vízszintes zsanérok felszerelése, amely lehetővé tette
kiküszöböli a hajlítónyomatékok átvitelét a légcsavar agyára, és tehermentesíti a lapátok tomparészeit a csapkodási síkban, ezzel egyidejűleg nemkívánatos jelenségeket okozva a Coriolis-erők fellépésével, amelyek a lapátok gyökérrészeit változó nyomatékkal terhelik. forgási sík. A Coriolis-erők váltakozó nyomatéka a főtengely csapágyaira, a főrotor-agyra és a motortengelyre továbbítódik, váltakozó terhelést okozva, ami a fő főcsapágyak felgyorsult kopásához és vibrációhoz vezet.
helikopter.
A lapátok gyökérrészeinek a forgássíkban ható váltakozó hajlítónyomatékok, a perselyek pedig a helikopter rezgéseit okozó váltakozó terhelések alóli tehermentesítésére függőleges zsanérokat szerelnek fel, amelyek a rotor forgássíkjában biztosítják a helikopter oszcilláló mozgását. pengék.
A figyelembe vett erők mellett centrifugális erő is hat a pengére a forgási síkban.
Függőleges csuklópánt és a bejövő levegő áramlásának egyenletes sebességmezője üzemmódban
lebegő penge egy bizonyos szöggel lemarad a sugárirányú pozíciótól?. Az 1.56. ábra mutatja a késleltetési szög nagyságát?, amelyet a nyomatékok egyenlősége határoz meg:

Fts.bLts.b =Ql LQ.
A transzlációs sebességű repülésre való átálláskor az aerodinamikai erőkhöz hozzáadódnak a változó tehetetlenségi és Coriolis-erők, és maguk az aerodinamikai erők is változóvá válnak. Ezen erők hatására a penge összetett mozgást végez, amely forgó mozgásból, transzlációs mozgásból (a helikopterrel együtt), a főtengelyhez viszonyított lendkerékből és a főtengelyhez viszonyított oszcilláló mozgásból áll.
Ha van VSC, a penge a következőre forog

Valami késleltetési szög? (1.57. ábra, a). Ebben az esetben a penge úgy van elhelyezve, hogy az N aerodinamikai és centrifugális erők eredője a tengelye mentén irányuljon. Az eredőt átvisszük a főtengely tengelyére, és felosztjuk az A és B erőkre, biztosítjuk, hogy a főtengely csapágyai ne legyenek egyenlően terhelve. Valóban, egyetlen A erő jelenlétében hogyan
az első és a hátsó GSH csapágyak azonos radiális terhelésekkel lennének terhelve. Azonban az erő
B, a hátsó csapágy tehermentesítése mellett az elülsőt is terheli, ami a csapágyak egyenetlen kopását okozza. Ezenkívül a B erő, amely a GS esetében axiális, nyomócsapágyak felszerelését igényli.
Annak érdekében, hogy a fő csapágyak működési körülményei közelebb kerüljenek a szimmetrikus terhelés feltételeihez, elmozdulást alkalmaznak
A főtengely a perselyhez képest előre forog (1.57. ábra, b). Ebben az esetben van késési szög?
ahhoz a tényhez vezet, hogy a lapát tengelye megközelítőleg merőleges a főtengely tengelyére.

Mivel a függőleges csuklópántok lehetővé teszik a lapátok számára, hogy a fő rotor forgási síkjában oszcilláló mozgásokat hajtsanak végre, megakadályozva ezzel a rezgések amplitúdójának növelését a forgórészen.

A modern helikopterek forgórészei speciális csillapítókkal - rezgéscsillapítókkal vannak felszerelve. A lengéscsillapítók súrlódó vagy hidraulikusak. Mindkettő működési elve az, hogy a rezgésenergiát hőenergiává alakítják, ami aztán a környező térbe disszipálódik.
A talajon a motor beindítása és a főrotor megpörgetése előtt a lapátokat a propeller elülső támaszaira kell helyezni. Ennek célja a lapátok szöggyorsulása (tehetetlenségi erő) csökkentése a forgás kezdeti pillanatában.
A lapátok egyenetlen forgása a propellerhez képest a főrotor súlypontjának elmozdulását okozza a forgástengelytől. Ennek eredményeként, amikor a légcsavar forog, tehetetlenségi erő lép fel, ami a helikopter rezgését (ringatását) okozza.
Ez a jelenség különösen akkor jelent veszélyt, ha a főrotor a talajon működik, mivel egy elasztikus alvázon lévő helikopter sajátfrekvenciája megegyezhet a hajtóerő frekvenciájának többszörösével, ami rezgésekhez vezet, amelyeket általában talajnak neveznek. rezonancia.
13. § Lengés kompenzáció
Mint ismeretes, a rotorkúp összeomlásának fő oka a lapátok csapkodó mozgása ferde áramlás során. Minél nagyobb a maximális felfelé irányuló lengési szög, annál nagyobb a forgáskúp összeomlása. A kúp nagy akadályának jelenléte nem kívánatos, mivel a vezérlőkarok további elhajlását igényli, hogy kompenzálja az akadályt, amikor a helikoptert előrerepülés közben irányítják. Ezért szükséges, hogy a főtengelyhez viszonyított nyomatékok egyensúlyát a lengésmozgások kisebb amplitúdója mellett hozzuk létre.
Annak biztosítására, hogy a lengésmozgások amplitúdója a tűréshatáron belül legyen, lengéskompenzációt alkalmazunk. A csapkodáskompenzáció elve, hogy a vezérlőkar rögzítési pontja (A) nem a vízszintes csuklópánt tengelyére van felszerelve, hanem a penge felé tolódik el (1.58. ábra).

Ha az A pont nem fekszik a vízszintes zsanér tengelyén és mozdulatlan, akkor fellendüléskor a beépítési szög, így a penge ütési szöge csökken, lelendüléskor pedig nő. A csapásszögek változása miatt, amikor a penge csapkod, aerodinamikai erők lépnek fel, amelyek megakadályozzák a csapkodó mozgások amplitúdójának növekedését.
A kompenzáció hatékonysága nagymértékben függ a tan ?1-től (1.58. ábra), amit csapkodó kompenzációs karakterisztikának nevezünk. Minél nagyobb a tan ?1, annál nagyobb a szög, amellyel a penge beépítési szöge változik a csapkodás során. Következésképpen, ahogy a tan A1 növekszik, a csapkodáskompenzáció hatékonysága növekszik.
Van késési szög? függőleges csuklópánt felszerelésekor növelheti a lendkerekek amplitúdóját
mozgások (1.59. ábra). Amikor a lapát szögben elhajlik a propeller körül? az elülső él (A pont) távolabb lesz a főágyútól, mint a hátsó él (B pont). Ezért csapkodáskor az A pont útja nagyobb, mint a B pont által megtett út, aminek következtében felfelé csapkodáskor a penge ütési szöge növekszik, lefelé csapódáskor pedig a penge ütési szöge. penge csökken.

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

§ 14. A rotor nyomatéka
Amikor a főrotor forog, légellenállási erők hatnak a lapátokra, amelyek a forgórész tengelyéhez viszonyított forgási ellenállási nyomatékot hoznak létre. Ennek a pillanatnak a leküzdésére a mechanikus hajtású helikoptereken a törzsbe szerelt motorból nyomatékot adnak a fő rotor tengelyére. A forgatónyomaték a fő sebességváltón keresztül a fő rotor tengelyére kerül. A mechanika harmadik törvényének (a hatás és a reakció egyenlőségének törvénye) megfelelően reaktív nyomaték keletkezik, amely a fő sebességváltó rögzítési pontjain keresztül továbbítódik a helikopter törzséhez, és hajlamos a nyomatékkal ellentétes irányba forgatni. A forgatónyomaték és a reaktív nyomaték, függetlenül a légcsavar működési módjától, mindig egyenlő nagyságú és ellentétes irányban Mkr = Mr.
Ha a motorokat magukra a lapátokra szerelik fel, akkor nyilvánvaló, hogy nincs reakciónyomaték. Reaktív
nincs nyomaték a főrotor önforgó üzemmódjában sem, azaz minden olyan esetben, amikor a nyomaték
A nyomaték nem kerül át a főrotor tengelyére a törzsbe szerelt motorból.
Korábban elhangzott, hogy a mechanikus hajtású egyrotoros helikopterek reakciónyomatékának kiegyenlítését a farokrotor tolóerejének a helikopter súlypontjához viszonyított nyomatéka hozza létre.
Az ikerrotoros helikoptereknél mindkét főrotor reakciónyomatékának kompenzálását a rotorok különböző irányú elforgatásával érik el. Ezen túlmenően, a két csavar ellentétes irányú reaktív nyomatékainak egyenlőségének megőrzése érdekében a csavarok pontosan egyformák, fordulatszámuk pontos szinkronizálásával.

A főrotorra átvitt teljesítmény egyenlő
A képletből egyértelműen kiderül, hogy minél kisebb a rotor fordulatszáma, annál nagyobb a nyomaték, és ennek következtében
érvényes és reaktív.
A helikopter főrotorának fordulatszáma lényegesen kevesebb, mint a repülőgép légcsavaroké. Ezért azonos motorteljesítmény mellett a helikopter forgórészének reaktív forgatónyomatéka lényegesen nagyobb, mint a repülőgép rotoroké.
A nyomaték és a reaktív nyomatékok a főrotor tolóerejének nagyságától függően is változnak. Például egy légcsavar tolóerejének növeléséhez növelni kell a teljes emelkedést. A propeller emelkedése a forgással szembeni ellenállás pillanatának növekedésével jár együtt. Ezért a légcsavar emelkedése miatt növelni kell a légcsavarba juttatott nyomatékot. Ha ez nem történik meg, akkor a főrotor fordulatszáma csökken, ami a főrotor tolóerejének csökkenéséhez vezet.
Ezért a forgórész tolóerejének növelése érdekében nemcsak a propeller emelkedést, hanem a nyomatékot is növelni kell. Ebből a célból a pilóta pilótafülkéjébe egy „lépcsős fojtószelep” kar van beépítve, amely kinematikusan kapcsolódik a motorhoz és egy olyan mechanizmushoz, amely megváltoztatja a propeller dőlésszögét. Amikor a kar elmozdul, arányosan változik a csavar nyomatéka és menetemelkedése, és ezzel egyidejűleg a reaktív nyomaték is. Egyrotoros helikoptereken a reakciónyomaték változásához a farokrotor tolóerejének megfelelő változtatására van szükség a fordulás kiküszöbölése érdekében.

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

a propeller által fogyasztott teljesítmény csökken, és ennek következtében nő a farokrotor által keltett szükséges tolóerő.
A farokrotor ferde fúvási körülmények között működik, mivel repülés közben forgási síkja nem merőleges a szembejövő áramlás irányára.
Merev légcsavar ferdén fújásakor az áramlás változó sebessége ütközik rá
kések okoznak időszakos
az egyes lapátok tolóerejének változása vibrációhoz vezet.
A lapátok tolóerejének kiegyenlítése minden irányszögben és
a pengék kirakása az akcióból
hajlítónyomatékok esetén egy valódi farokrotor lapátjai vízszintes csuklópántokkal vannak az agyhoz rögzítve, amelyek lehetővé teszik a lapátok csapkodó mozgását.
Az axiális csuklópántok jelenléte a propeller agyának kialakításában biztosítja a lapátok forgását a légcsavarhoz képest.
hosszanti tengely, amely a hangmagasság megváltoztatásához szükséges.
Nehéz helikoptereken függőleges zsanérok is felszerelhetők a farokrotorokra.
§ 16. Rendelkezésre álló rotor teljesítmény
A modern helikopterek erőművei dugattyús vagy turbólégcsavaros repülőgépmotorokat használnak.
A léghűtéses dugattyús repülőgépmotorok helikopterekben való működésének sajátossága az
a motor hűtött felületeinek kényszerfújásának szükségessége speciális ventilátorok segítségével. A helikopterek hajtóműveinek kényszerhűtése a nagy sebességű nyomás hűtésére való felhasználásának elégtelen lehetőségével jár előre repülésben, illetve a nyomás hiányával lebegő üzemmódban. A turbólégcsavaros motorral felszerelt helikopterek általában ventilátorral rendelkeznek a fő sebességváltó, az olajhűtő, a generátor és más egységek hűtésére. A ventilátorok működtetéséhez a Noxl motorteljesítmény egy részét elhasználják.
A motor teljesítményének egy részét a motort összekötő sebességváltó súrlódásának leküzdésére fordítják
csavarok Ntr, a farokrotor Npв forgatásához és a hidraulikus rendszer szivattyúinak és egyéb egységek meghajtásához
Na.
Így a főrotorra átvitt teljesítmény kisebb, mint az effektív teljesítmény
Nem a motor tengelyén fejlődött ki.
Ha az effektív teljesítményből kivonjuk a költségeket, akkor a rendelkezésre álló Np rotorteljesítményt kapjuk
Np= Ne.- Noxl.- Nтp – Npв – Na
Különféle helikoptereknél Np 75-85% Ne.
Más szavakkal, a hűtés, a sebességváltó, a kormányzás és a hajtóegységek teljesítményvesztesége eléri
Az effektív motorteljesítmény 15-25%-a.
Az effektív motorteljesítmény és a rendelkezésre álló forgórész teljesítmény a sebességtől és a tengerszint feletti magasságtól függ
repülés, azonban a helikopter alacsony repülési sebessége miatt a sebesség Ne és Np-re gyakorolt ​​hatása elhanyagolható.
A rendelkezésre álló teljesítmény repülési magasságtól való változásának jellege a hajtómű típusától függ, és meghatározásra kerül
magassági jellemzői (1.61. ábra).

Ismeretes, hogy a dugattyús motor teljesítménye kompresszor nélkül, állandó fordulatszámon, növekedéssel
a magasság csökken a hengerekbe kerülő levegő-üzemanyag keverék súlytöltetének csökkenése miatt. Hasonlóan változik a főrotorra átvitt teljesítmény (1.61/a ábra).
Az egyfokozatú feltöltővel felszerelt dugattyús motor teljesítménye a tervezési magasságig növekszik a levegő-üzemanyag keverék tömegtöltetének növekedése miatt a környezeti hőmérséklet csökkenése és a hengerek jobb öblítése miatt. A feltöltő levegő csappantyújának fokozatos nyitásával a töltőnyomás a tervezési magassághoz képest állandó marad. A tervezési magasságon a légcsappantyú teljesen kinyílik, és a motor teljesítménye eléri a maximumot. A tervezési magasság felett a főrotor effektív teljesítménye, így a rendelkezésre álló teljesítménye ugyanúgy csökken, mint a kompresszor nélküli motornál (1.61. ábra, b).

Kétsebességes feltöltővel ellátott hajtómű esetén az effektív és rendelkezésre álló teljesítmény változásának természetét a repülési magasság függvényében az ábra mutatja. 1,61, c.
Egy turbólégcsavaros hajtómű esetében a rendelkezésre álló forgórész teljesítményének a repülési magasságtól való függésének jellegét az ábra mutatja. 1,61, g. A turbóprop motor teljesítményének egy bizonyos magasságig való növekedését az elfogadott vezérlőrendszer magyarázza, amely biztosítja a turbina előtti gázok hőmérsékletének egy bizonyos magasságig történő emelkedését.