Кузнецов И.В.
ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА *
Аннотация:
в данной статье рассматриваются проблемы повышения аэродинамического качества несущего винта вертолёта, причины возникновения проблем, а также способы их решения и оценка этих способов
Ключевые слова:
аэродинамическое качество, несущий винт вертолёта, ограничение по срыву
Каковы основные препятствия на пути повышения качества несущего винта? Основных препятствий несколько. Главное связано с кинематикой работы шарнирного несущего винта и известно, как «ограничение по срыву». При горизонтальном полете вертолета лопасти обтекаются потоком воздуха по-разному. С одной стороны лопасти вращаются навстречу потоку, и скорость полета и окружная скорость вращения винта складываются, на другой — лопасти вращаются попутно потоку, и скорости вычитаются. Для выравнивания ассиметрии аэродинамической нагрузки по диску винта лопасти крепят к втулке через горизонтальный шарнир. Там, где обтекание лопасти идет с повышенными скоростями, за счет махового движения лопастей углы атаки сечений лопасти и аэродинамические силы снижаются. Там, где скорости обтекания уменьшаются, маховое движение приводит к увеличению углов атаки сечений лопастей и росту аэродинамических сил. Это и смягчает неравномерность скорости обтекания лопастей по диску. С ростом скорости полета маховое движение лопастей увеличивается и углы атаки в некоторых сечениях могут достигнуть критической величины, после которой наступает срыв потока. Таким образом, в поступательном полете условия работы лопасти за один оборот (цикл) все время меняются. С началом следующего оборота цикл повторяется. За счет различия в скоростях обтекания и углов атаки сечений циклически изменяется положение полной аэродинамической силы, возникающей на лопасти несущего винта. Полная аэродинамическая сила уже не проходит вдоль оси вращения винта. Это является источником вибрации вертолета и одной из причин его неустойчивости. Можно ли продвинуться дальше по скорости на одновинтовом вертолете с шарнирным винтом классической конфигурации при запасе мощности на борту? Можно. Для этого надо увеличить окружную скорость вращения винта или уменьшить взлетную массу. Но не первое, ни второе не приводят к радикальным результатам. Так, увеличение окружной скорости ограничено числом М, которое должно быть меньше 1 для скорости потока на конце наступающей лопасти, а уменьшение массы приводит к прямому снижению эффективности вертолета как транспортного средства. Вторым препятствием на пути повышения скорости полета вертолета является увеличение так называемой зоны обратного обтекания, т. е. зоны, где сечения лопасти обтекаются уже не с носка профиля, а с «хвостика». Например, при скорости полета 520 км/ч до 80 % лопасти будет находится в этой зоне и обтекаться с хвостика профиля, снижая аэродинамическое качество винта и ставя проблему балансировки вертолета в ряд главных. Еще одна проблема увеличения скорости полета вертолета связана со снижением эффективности несущего винта как средства создания пропульсивной силы. На скоростях более 350 км/ч отмечается существенное падение «пропульсивного» коэффициента полезного действия несущего винта.
Номер журнала Вестник науки №10 (19) том 4
Ссылка для цитирования:
Кузнецов И.В. ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЁТА // Вестник науки №10 (19) том 4. С. 79 - 80. 2019 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/2173 (дата обращения: 20.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2019. 16+