Упрощенное рассмотрение динамики движения вертолёта

Основой для вывода и использования упрощенных уравнений движения вертолёта является допущение о замене несущего винта с его сложной динамикой – равнодействующей силой. При этом предполагается, что маховое движение лопастей изменяется мгновенно при изменениях параметров движения вертолёта (скорость, угол атаки, угловая скорость) и углов общего и циклического шага лопастей.

Как правило, при таком рассмотрении не учитываются связи между продольным и боковым движениями и эти движения рассматриваются отдельно. При анализе продольного движения рассматриваются следующие уравнения:

; (2.1)

; (2.2)

; (2.3)

В уравнениях (2.1), (2.2), (2.3) учитываются только переменные и .

Входными величинами являются продольный наклон кольца автомата перекоса æ и величина общего шага φ0.

Соотношение для сил и моментов на несущем винте

Зависимости сил и моментов на несущем винте от параметров движения должны быть известны для определения параметров движения, соответствующих установившемуся режиму полета, балансировочных положений органов управления и для определения коэффициентов уравнений движения вертолета (производных устойчивости).

В практике расчетов устойчивости балансировочные отклонения управления и производные устойчивости определяются на основании данных детального аэродинамического расчета, выполняемого с помощью ЦВМ.

Основу упрощенного метода определения названных величин составляет импульсная теория несущего винта. В импульсной теории рассматривается несущий винт с постоянными углами установки лопастей по азимуту. В то же время для уравновешивания сил и моментов, действующих на вертолет, необходимо определенное введение циклического шага, зависящее от режима полета. Для получения возможности применения выводов импульсной теории к винту с переменным циклическим шагом вводится понятие эквивалентного несущего винта.

Продольная балансировка

Рассмотрим силы и моменты, действующие на вертолет в продольной плоскости (имеем ввиду одновинтовой вертолет).

На рис. 2.1 приведена схема действия упомянутых сил и моментов.

Рис. 2.1. Схема сил и моментов, действующих на вертолет в установившемся режиме полета (продольное движение).

Начало координат лежит в центре масс вертолета. Ось y связной системы координат параллельна оси несущего винта, ось x направлена вперед. Ось yg земной системы координат направлена вертикально. Как обычно, – угол тангажа вертолета; – угол атаки несущего винта и вертолета; – угол наклона траектории. Рассмотрим уравнения равновесия вертолета:

(2.4)

где X, Y, Mz – соответственно суммы сил, действующих на вертолет вдоль осей x и y и моментов относительно оси z.

В развернутом виде они равны (без учёта продольной и боковой сил и крутящего момента рулевого винта):

(2.5)

Значение XФ может быть подсчитано по формуле

, (2.6)

где Sвр – площадь эквивалентной вредной пластинки фюзеляжа.

Величиной Yф, если вертолет не имеет крыла, можно пренебречь.

Величину продольного момента фюзеляжа можно подсчитать по формуле:

. (2.7)

Материалы о транспорте:

Определение скорости перехода и передаточных чисел механической части
Начнем расчет с гидроаппарата, который работает при максимальной скорости. Работа на втором гидроаппарате. Общее передаточное число передачи от дизеля до колес, обеспечивающее максимальную скорость т ...

Расчет численности ремонтных и вспомогательных рабочих
Определим численность ремонтных рабочих NPP, чел где 1820 - годовой фонд времени рабочего для маляра и других профессий, соответственно, ч. человек. Определим численность вспомогательных рабочих NВСП ...

Охрана окружающей среды
Охрана окружающей среды в настоящее время стала одной из самых важных проблем человечества. Природа земли – место обитания человека. Поэтому бездумное уничтожение природы и окружающей среды приносит ...