Висение

Cтраница 4

Он установил, что воздушная подушка всегда уменьшает требуемую мощность, но при полете вперед этот эффект ослабевает с высотой быстрее, чем на режиме висения. Хейсон нашел также, что на малых высотах увеличение мощности, вызванное ослаблением влияния земли с ростом скорости, происходит быстрее, чем уменьшение мощности вследствие обычного уменьшения индуктивной скорости при полете вперед. [46]

При поступательном движении вертолета, когда он находится в режиме косой обдувки, воздушная струя будет направлена к земле под каким-то углом и с меньшей скоростью, чем при режиме висения. [47]

Идеальный несущий винт нельзя реализовать в практической конструкции, но его рассмотрение полезно тем, что показывает, какую крутку нужно придать лопастям для получения наилучших аэродинамических характеристик винта на режиме висения. [48]

Подъемная сила и сопротивление несущего винта. [49]

Основное отличие от представления через отношение эквивалентного сопротивления к подъемной силе D / L P / VL состоит в том, что выражение для Р / Т не обращается в бесконечность на режиме висения. [50]

При постоянной вдоль лопасти циркуляции ( соответствующей равномерной нагрузке) свободные вихри сходят в след только с корня и конца лопасти. На висении осевая скорость целиком обусловлена индукцией следа. Сбегающие с каждой лопасти концевые вихри образуют систему входящих одна в другую спиралей. При положительной силе тяги несущего винта направления вращения в вихрях таковы, что корневой вихрь и осевые составляющие концевых спиральных вихрей индуцируют закрутку следа в направлении вращения винта, а трансверсальные составляющие концевых вихрей ( вихревые кольца) индуцируют внутри следа осевую скорость, противоположную по направлению силе тяги. Таким образом, система вихрей следа вызывает скорости, которые определяются, как показано выше, условиями сохранения осевого количества движения и момента количества движения. [51]

Мерой влияния срыва на несущем винте служит отношение коэффициента силы тяги к коэффициенту заполнения Ст / а, которое определяет средний по диску винта коэффициент подъемной силы лопасти. На режиме висения могут быть получены достаточно высокие значения Ст / а до наступления срыва и увеличения профильных потерь мощности. Однако при полете вперед на стороне отступающей лопасти углы атаки увеличиваются для обеспечения той же нагрузки, что и на стороне наступающей лопасти ( см. разд. Профильная мощность увеличивается, если в срыве находится значительная часть диска винта. Важно отметить, что нарастание вибраций и нагрузок на винт происходит резко в результате больших переменных составляющих шарнирных моментов лопасти, периодически попадающей в срыв. Срыв на несущем винте вертолета подробно рассмотрен в гл. Предельная величина Ст / а, определяемая при полете вперед срывом, уменьшается при увеличении скорости полета или про-пульсивной силы винта, поскольку оба эти фактора увеличивают неравномерность распределения углов атаки по диску. С другой стороны, для заданного Ст / а влияние срыва проявляется при некотором критическом значении ц, которое увеличивается при снижении нагрузки на лопасть. Поскольку наименьшее допустимое значение Ст / а ограничено возможностями увеличения площади лопасти ( по соображениям ухудшения массовых и летных характеристик), предельная величина ц, обусловленная срывом, является важным конструктивным параметром вертолета. [52]

Здесь К - коэффициент протекания, величина которого определяет расстояние между вихревыми пеленами. Для режима висения при линейном распределении индуктивных скоростей Я Я / r V r ( разд. [53]

Для вертолетов особый интерес представляют три максимальные высоты. Максимальная высота висения вне влияния земли ( статический потолок) определяется как высота, на которой вся располагаемая мощность равна мощности, потребной для висения при заданном полетном весе. Другим таким параметром является максимальная высота висения на воздушной подушке. Поскольку вблизи земли потребная индуктивная мощность уменьшается, максимальная высота висения на воздушной подушке значительно превышает статический потолок. Увеличение максимальной высоты или полетного веса в случае висения на воздушной подушке дает некоторые преимущества при эксплуатации вертолета. Кроме того, интерес представляет максимальная высота, достигаемая при полете вперед со скоростью, соответствующей минимальной мощности. Эти высоты получают, определяя скорости набора высоты при максимальной мощности. Экстраполяция расчетных или полученных в летных испытаниях кривых до нулевой скорости набора высоты позволяет найти динамический потолок. [54]

Этим соотношением определяются основные характеристики вертолета. Для экономичного режима висения требуется малая величина отношения Р / Т ( малый вес топлива и двигателя), а для этого должна быть мала нагрузка на диск Т / А. Вертолеты имеют наименьшую нагрузку на диск ( Т / А от 100 до 500 Па), а потому и наилучшие, характеристики висения среди всех аппаратов вертикального взлета и посадки. Задача состоит в том, чтобы минимизировать кинетическую энергию КЭ - v2dA следа при заданной силе тяги или заданном количестве движения v dA следа. Суть в том, что при неравномерном распределении скоростей протекания дополнительные потери мощности в областях с большими местными нагрузками превышают выигрыш в мощности, получаемый в областях с малыми нагрузками. [55]

Импульсная теория позволяет найти индуктивную мощность винта при полете вперед. Как и на висении, представим индуктивные затраты мощности через индуктивную скорость v Pi / T. В теории элемента лопасти предполагалось, что индуктивная скорость равномерно распределена по диску винта. Для полета вперед это предположение менее приемлемо, чем для висения. Но при больших скоростях полета индуктивная скорость мала по сравнению с другими составляющими скорости потока, обтекающего лопасть, так что предположение о равномерной индуктивной скорости все же можно принять. При малых скоростях полета изменение скоростей протекания по диску имеет важное значение, особенно для расчета вибраций винта и нагрузок лопасти. Итак, снова представим несущий винт схемой равномерно нагруженного активного диска. [56]

Страницы: 1 2 3 4