Аэродинамика несущего винта. Динамика полёта вертолёта Ми -8

Содержание

Слайд 2

Общие сведения о несущем винте НВ

Несущий винт вертолёта – уникальный агрегат современного

Общие сведения о несущем винте НВ Несущий винт вертолёта – уникальный агрегат
авиастроения.
Наибольшее распространение в отечественном и мировом вертолётостроении получил классический трёхшарнирный НВ с горизонтальным, вертикальным и осевым шарнирами.

Слайд 3

Общие сведения о несущем винте НВ

Лопасти такого НВ совершают при полёте сложное

Общие сведения о несущем винте НВ Лопасти такого НВ совершают при полёте
движение:
Вращаются вокруг оси НВ;
Перемещаются вместе с вертолётом в пространстве;
Изменяют своё угловое положение в пространстве, поворачиваясь в указанных шарнирах.

Слайд 4

Общие сведения о несущем винте НВ

Несущий винт предназначен для:
создания подъёмной и

Общие сведения о несущем винте НВ Несущий винт предназначен для: создания подъёмной
пропульсивной сил в поступательном движении;
обеспечения продольного и поперечного управления вертолётом.
НВ преобразует крутящий момент от вала двигателя в аэродинамическую силу

Слайд 5

Основные требования, предъявляемые к НВ

Обеспечения необходимой аэродинамической силы на всех режимах полёта;
Получения

Основные требования, предъявляемые к НВ Обеспечения необходимой аэродинамической силы на всех режимах
высокого КПД;
Равномерности распределения сил по ометаемой площади;
Исключения неустойчивости и опасных явлений;
Обеспечения минимальных шарнирных моментов;

Слайд 6

Отличия НВ вертолёта от крыла самолёта

Тяга, достаточная для полёта вертолёта, создаётся при

Отличия НВ вертолёта от крыла самолёта Тяга, достаточная для полёта вертолёта, создаётся
любой скорости (от 0 до Vmax);
НВ работает на углах атаки от 0° до +180° , - 180° ;
В поступательном полёте НВ имеет неравномерное поле скоростей.

Слайд 7

Отличия НВ вертолёта от крыла самолёта

Из-за сравнительно малых скоростей полёта НВ создаёт

Отличия НВ вертолёта от крыла самолёта Из-за сравнительно малых скоростей полёта НВ
большой индуктивный скос потока по сравнению с крылом (чем меньше скорость, тем больше скос потока), возникают повышенные вибрации несущей системы.

Слайд 8

Геометрические характеристики НВ

 

Геометрические характеристики НВ

Слайд 9

Геометрические характеристики НВ

Количество лопастей(Кл)
Влияет на заполнение НВ, а значит, на
тягу

Геометрические характеристики НВ Количество лопастей(Кл) Влияет на заполнение НВ, а значит, на
и сопротивление НВ.
С увеличением количества лопастей каждая из них работает в более возмущённом потоке, возрастают вибрации.
Значение Кл подбирается оптимальным для данного вертолёта.

Слайд 10

Геометрические характеристики НВ

Коэффициент заполнения НВ (δ)
δ = Кл ΣFл/ Fн
Показывает:

Геометрические характеристики НВ Коэффициент заполнения НВ (δ) δ = Кл ΣFл/ Fн
Какую часть ометаемой площади составляет суммарная площадь лопастей.
Fл – площадь лопасти. Fл =R bср
δ = 0,0777 Такой большой коэффициент заполнения дал возможность создать:

Слайд 11

Геометрические характеристики НВ

большую тягу при умеренном диаметре винта;
удерживать лопасти на

Геометрические характеристики НВ большую тягу при умеренном диаметре винта; удерживать лопасти на
небольших установочных углах, при которых углы атаки ближе к наивыгоднейшим на всех режимах полёта;
что позволило увеличить КПД винта и отодвинуть срыв потока с концов лопастей на большие скорости.

Слайд 12

Геометрические характеристики НВ

Форма лопасти в плане
Достоинства прямоугольной формы в плане:
простота

Геометрические характеристики НВ Форма лопасти в плане Достоинства прямоугольной формы в плане:
изготовления;
взаимозаменяемость отсеков;
быстрый переход к самовращению.
Недостаток – более низкие, по сравнению с трапециевидной формой, несущие свойства.

Слайд 13

Профиль лопасти

Тип профиля:
В корневой части лопасть имеет профиль NASA-230 – двояковыпуклый

Профиль лопасти Тип профиля: В корневой части лопасть имеет профиль NASA-230 –
несимметричный.
Относительная толщина ступенчато увеличивается к корню от 11,38 до 13%.
Остальная част лопасти имеет профиль
NASA – 230М двояковыпуклый
несимметричный модифицированный, с
отогнутой задней кромкой, С = 11,38%

Слайд 14

Требование к профилю лопастей:
высокое аэродинамическое качество(Кmax = 21);
большое Мкр;

Требование к профилю лопастей: высокое аэродинамическое качество(Кmax = 21); большое Мкр; минимальное
минимальное перемещение центра давления по хорде;
быстрый переход к самовращению;
малое профильное сопротивление;
исключение флаттера лопастей.

Профиль лопасти

Слайд 15

Особенности профилей

NASA- 230 имеет большой коэффициент подъёмной силы Су (более несущий), так

Особенности профилей NASA- 230 имеет большой коэффициент подъёмной силы Су (более несущий),
как должен работать при малых скоростях обтекания.
NASA-230М имеет перед NASA-230 ряд преимуществ:
Меньше Сх;
Рост Су в большем диапазоне углов атаки;
Более высокие значения Мкр и αкр ;
Наименьшее изменение центра давления по хорде.

Слайд 16

Угол установки лопасти(шаг винта)

Угол установки лопасти (φ) в характерном сечении представляет собой

Угол установки лопасти(шаг винта) Угол установки лопасти (φ) в характерном сечении представляет
угол между плоскостью вращения НВ и хордой профиля лопасти,
Оказывает влияние на геометрический шаг НВ. Изменяется с помощью рычага «шаг-газ»

Слайд 17

Угол установки лопасти(шаг винта)

Диапазон изменения (φ) в характерном сечении на r =

Угол установки лопасти(шаг винта) Диапазон изменения (φ) в характерном сечении на r
0,7 составляет 2°40÷15°(реальное изменение), по указателю шага винта (УШВ) 1°÷14°(условное изменение, так как УШВ – не угломерный прибор)

Слайд 18

Удельная нагрузка на ометаемую площадь

Р = 12000 : 355 = 33,6кгс/м2
Характеризует энергетические

Удельная нагрузка на ометаемую площадь Р = 12000 : 355 = 33,6кгс/м2
возможности вертолёта:
- чем больше (р), тем больше
тяговооружённость и грузоподъёмность
вертолёта.

Слайд 19

Удельная нагрузка на ометаемую площадь

 

Удельная нагрузка на ометаемую площадь

Слайд 20

Геометрическая крутка лопастей

Представляет собой расположение хорд элементов в разных плоскостях относительно плоскости

Геометрическая крутка лопастей Представляет собой расположение хорд элементов в разных плоскостях относительно
вращения.
Назначение – выравнивание нагрузок по размаху лопасти;
Уменьшение момента сопротивления НВ;
Улучшение срывных характеристик лопасти;

Слайд 21

Геометрическая крутка лопастей

 

Геометрическая крутка лопастей

Слайд 22

Угол атаки НВ

Углом атаки НВ называется угол заключённый между вектором воздушной скорости

Угол атаки НВ Углом атаки НВ называется угол заключённый между вектором воздушной
НВ и плоскостью вращения НВ
Угол атаки НВ изменяется в полёте под влиянием управляющих воздействий пилота

Слайд 23

Угол атаки НВ

В зависимости от направления воздушного потока НВ может работать в

Угол атаки НВ В зависимости от направления воздушного потока НВ может работать
нескольких режимах обтекания:
осевого;
косого;
плоского;
вихревого кольца;
РСНВ.

Слайд 24

Угол атаки НВ
Рис 1.16

Угол атаки НВ Рис 1.16

Слайд 25

Режим осевого обтекания

Режим осевого обтекания НВ отличается тем, что воздушный поток направляется

Режим осевого обтекания Режим осевого обтекания НВ отличается тем, что воздушный поток
параллельно оси вращения винта.
Угол атаки НВ при этом составляет 90°.
На этом режиме НВ работает при:
вертикальном подъёме;
снижении и на висении.

Слайд 26

Режим косого обтекания НВ

Получается в том случае , если воздушный поток, возникающий

Режим косого обтекания НВ Получается в том случае , если воздушный поток,
при движении вертолёта, направлен под некоторым углом атаки к плоскости вращения НВ.
На таком режиме НВ работает при выполнении ГП, снижения или набора высоты по наклонной траектории.

Слайд 27

Режим плоского (бокового) обтекания

Имеет место тогда:
Когда воздушный поток направлен параллельно плоскости

Режим плоского (бокового) обтекания Имеет место тогда: Когда воздушный поток направлен параллельно
вращения НВ.
Угол атаки НВ при этом равен нулю.

Слайд 28

Режим вихревого кольца НВ

Возникает при снижении вертолёта с работающими двигателями на малой

Режим вихревого кольца НВ Возникает при снижении вертолёта с работающими двигателями на
поступательной скорости.
В этом случае воздушный поток проходит через ометаемую площадь НВ сверху вниз и вновь тот же объём воздуха возвращается во всасывающую часть НВ

Слайд 29

Работа НВ в условиях самовращения

Качественно отличается от других режимов, так как НВ

Работа НВ в условиях самовращения Качественно отличается от других режимов, так как
получает энергию для вращения от набегающего потока.
Воздушный поток подходит снизу к плоскости вращения, и угол атаки НВ является положительным.
На практике режим самовращения НВ применяется при отказе двигателей, поломке трансмиссии НВ и в других случаях.
Имя файла: Аэродинамика-несущего-винта.-Динамика-полёта-вертолёта-Ми--8.pptx
Количество просмотров: 175
Количество скачиваний: 10