Cтраница 3
У бесшарнирного винта, не имеющего ГШ и ВШ, лопасти консольно прикрепляются к втулке. Преимущество такого винта заключается в простоте конструкции его втулки и в лучших характеристиках управляемости. Основной тон изгибных колебаний лопасти бесшарнирного винта относительно плоскости диска весьма сходен с маховым движением абсолютно жесткой лопасти шарнирного винта, так как восстанавливающее действие центробежных сил преобладает над действием упругости конструкции. Собственная частота основного тона изгибных колебаний в плоскости взмаха ненамного превышает 1, хотя она все же значительно больше собственной частоты махового движения лопасти шарнирного винта с относом ГШ. [31]
Несущий винт с качающейся втулкой ( винт типа качалки) имеет две лопасти, прикрепленные к втулке без ГШ и ОШ и образующие единую конструкцию. Втулка соединена с валом винта одним горизонтальным шарниром. Маховое движение лопастей напоминает движение качалки. Его преимущество состоит в очень простой конструкции втулки. Как у карданного винта, нулевая гармоника махового движения лопастей не создает момента относительно оси шарнира, а лопасти закреплены по существу консольно. Чтобы определить установившееся движение винта с качающейся втулкой в общем случае, нужно рассмотреть условие равновесия моментов, действующих на винт в целом. [32]
Это создает серьезную проблему для конструкторов: необходимо каким-то способом уменьшить изгибающие моменты в комлевых частях и снизить напряжения в лопастях до допустимого уровня. Если лопасти жесткие, как у пропеллера, то все аэродинамические нагрузки воспринимает конструкция. У гибких же лопастей под действием аэродинамических сил возникают значительные изгибные колебания, в результате которых аэродинамические силы могут изменяться так, что нагрузка лопастей существенно снизится. Это движение называют маховым. С учетом инерционных и аэродинамических сил, обусловленных маховым движением, результирующие нагрузки лопасти в комлевой части и момент крена, передающийся на фюзеляж, существенно уменьшаются. Так как на оси ГШ момент равен нулю, на фюзеляж он вообще не может передаться ( если относ оси ГШ от оси вращения равен нулю), а изгибающие моменты в комлевой части лопасти должны быть малы. Несущий винт, у которого имеются горизонтальные шарниры, называют шарнирным винтом. В последнее время на вертолетах с успехом применяют несущие винты, не имеющие ГШ и называемые бесшарнирными. При использовании высококачественных современных материалов комлевую часть лопасти можно сделать прочной и в то же время достаточно гибкой, чтобы обеспечить маховое движение, которое снимает большую часть нагрузок в комле лопасти. Вследствие значительных центробежных сил, действующих на лопасти, маховые движения у шарнирных и бесшарнирных винтов весьма сходны. Естественно, нагрузка комлевой части лопасти у бесшарнирных винтов выше, чем у шарнирных, а увеличение момента, передаваемого на втулку, оказывает значительное влияние на характеристики управляемости вертолета. В целом маховое движение лопастей уменьшает асимметрию в распределении подъемной силы по диску винта при полете вперед. Поэтому учет махового движения имеет принципиальное значение в исследовании аэродинамических характеристик несущего винта при полете вперед. [33]