Рулевой винт
Cтраница 1
Рулевой винт служит для уравновешивания реактивного момента несущего винта, а также для обеспечения путевой управляемости и устойчивости вертолета; устанавливается он на концевой балке фюзеляжа вне зоны вращения несущего винта. [1]
Рулевой винт вертолета одновинтовой схемы представляет собой воздушный винт малого диаметра, который предназначен для уравновешивания аэродинамического крутящего момента несущего винта и путевого управления. Выполнение обеих функций достигается тем, что сила тяги рулевого винта действует на некотором плече ( обычно несколько большем радиуса несущего винта) относительно вала несущего винта. Как правило, рулевой винт является слабо нагруженным винтом с машущими лопастями, так что к нему применима изложенная в этой главе теория. Однако рулевой винт имеет особенности, вследствие которых теория несколько - видоизменяется. Во-первых, у него нет управления циклическим шагом, есть только управление общим шагом для изменения величины силы тяги. Во-вторых, угол атаки рулевого винта определяется размещением винта и углом рыскания вертолета, а не условиями равновесия сил, действующих на винт. Сопротивление или пропульсивную силу рулевого винта включают в сопротивление фюзеляжа и уравновешивают посредством несущего винта. [2]
Для рулевого винта все перечис: ленные характеристики удовлетворительны, некоторые же - просто превосходны. Большинство устройств-заменителей имеют серьезные недостатки по крайней мере в одной из характеристик. Основными недостатками рулевого винта являются опасность для персонала, шум и вибрации. Вентилятор имеет некоторые преимущества, особенно в отношении безопасности персонала. Однако вентилятор сможет заменить рулевой винт лишь после того, как будут решены некоторые технические проблемы. [3]
Лопасти рулевого винта под действием собственных центробежных сил имеют стремление поворачиваться относительно осевого шарнира на нулевой установочный угол. Поэтому в случае обрыва проводки путевого управления рулевой винт сам переходит на шаг, при котором он практически не создает тяги. [4]
Колебания лопастей рулевых винтов в полете аналогичны колебаниям лопастей несущих винтов. Особенностью является зависимость частот собственных колебаний лопасти от ее установочного угла, так как последний может изменяться в большом диапазоне. С увеличением угла установки жесткость лопасти и частота собственных колебаний в плоскости взмаха возрастают, а в плоскости вращения уменьшаются. Это затрудняет исключение резонансных колебаний лопастей рулевого винта. [5]
При висении вертолета рулевой винт работает в режиме осевого обтекания, при поступательном полете - в режиме косого обтекания на положительном шаге, при планировании в режиме самовращения несущего винта - в режиме косого обтекания на отрицательном шаге. [6]
 |
Формы колебаний лопасти. [7] |
Для прочности лопастей рулевого винта без вертикальных шарниров определяющими оказываются изгибные колебания в плоскости вращения. [8]
В опору вала рулевого винта или червяка устанавливают подшипники качения вместо ранее применявшихся там подшипников скольжения. В этом узле применяют шариковые подшипники упрощенного типа, состоящие из шариков, насыпанных между двумя штампованными кольцами ( фиг. [9]
Общие затраты мощности на рулевой винт не зависят от сопротивления рулевого винта, которое лишь устанавливает распределение общих затрат мощности между несущим и рулевым винтами. [10]
Наиболее тяжелыми для прочности рулевого винта режимами являются развороты вертолета на висении, резкое отклонение педалей при маневрировании и полет на малой скорости. [11]
В случае обрыва целой лопасти рулевого винта частота возмущающей силы на порядок выше частоты собственных колебаний вертолета, вследствие чего амплитуда его динамической реакции незначительна. [13]
Все величины, относящиеся к рулевому винту, обозначаются также, но со штрихом. [14]
Наиболее распространена схема одновинтового вертолета с рулевым винтом - небольшим вспомогательным винтом, используемым для уравновешивания реактивного крутящего момента несущего винта и для путевого управления. Рулевой винт устанавливается вертикально на хвостовой балке; его тяга направлена влево, если несущий винт вращается по часовой стрелке. Плечо силы тяги рулевого винта относительно оси вала несущего винта обычно несколько больше радиуса последнего. Управление по тангажу и крену в этой схеме обеспечивается наклоном вектора силы тяги несущего винта посредством изменения циклического шага; управление по высоте - изменением величины тяги несущего винта посредством изменения его общего шага; путевое управление - изменением величины тяги рулевого винта посредством изменения его общего шага. Эта схема проста и требует одного механизма управления несущим винтом и одной трансмиссии для его привода. Рулевой винт обеспечивает хорошую путевую управляемость, но требует затраты мощности для уравновешивания аэродинамического крутящего момента, что увеличивает суммарную потребную мощность вертолета на несколько процентов. Недостатком одновинтовой схемы является обычно небольшой диапазон допустимых центровок; он увеличивается при использовании бесшарнирного винта. Кроме того, рулевой винт, если он расположен не очень высоко на хвостовой балке, представляет некоторую опасность для наземного персонала; в этом случае не исключена также возможность удара рулевого винта о землю при эксплуатации вертолета. Рулевой винт работает как вертикальное и горизонтальное оперение в потоке, возмущенном несущим винтом и фюзеляжем, что снижает его аэродинамическую эффективность и увеличивает нагрузки и вибрации. [15]
Страницы: 1 2 3 4