Принцип полета вертолета и основные конструктивные отличия его от самолета

Вертолет – летательный аппарат тяжелее воздуха.

Подъемная сила и тяга для поступательного движения у вертолета создаются при помощи несущего винта. Этим он отличается от самолета и планера, у которых подъемная сила при движении в воздухе создается несущей поверхностью – крылом, жестко соединенным с фюзеляжем, а тяга – воздушным винтом или реактивным двигателем.

В принципе полета самолета и вертолета можно провести аналогию. В том и другом случае подъемная сила создается за счет взаимодействия двух тел: воздуха и летательного аппарата (самолета или вертолета).

По закону равенства действия и противодействия следует, что с какой силой летательный аппарат действует на воздух (вес или земное притяжение), с такой же силой воздух действует на летательный аппарат.

Тяга и крутящий момент лопасти

Полная аэродинамическая сила лопасти может быть выражена следующей зависимостью:

,

где - коэффициент аэродинамической силы; - осредненный угол атаки лопасти; - площадь лопасти; - осредненная величина скорости воздушного потока.

Отсюда видно, что аэродинамическая сила прямо пропорциональна углу атаки и второй степени скорости. здесь имеются в виду осредненные значения угла атаки лопасти () и скорости потока по лопасти, ибо, как известно, скорость, и угол атаки для различных сечений лопасти неодинаковы. Рассмотрим составляющие полной аэродинамической силы, направленные параллельно оси винта и параллельно плоскости вращения. Первая составляющая есть не что иное, как тяга одной лопасти, вторая составляющая – сила сопротивления вращению. Так как воздушный поток встречает большую часть лопасти под небольшими углами, а углы установки лопасти так же невелики (не более ), то без большой ошибки можно считать, что тяга лопасти и подъемная сила по величине одинаковы, т.е.

Сила сопротивления вращению может существенно отличаться от силы сопротивления , направленной по потоку. Приближенно можно считать, что есть сумма силы сопротивления и проекции подъемной силы на плоскость вращения, т.е.

В горизонтальном полете всегда больше, чем . При планировании на режиме самовращения .

Постановка задачи

Материалы деталей конструкций и их упругие константы приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.