Все о транспорте
 

Упруго-массовые характеристики лопасти

Страница 1

При конструировании агрегатов вертолета следует стремиться к максимально возможному снижению их массы. Это требование особую важность представляет для лопасти НВ, поскольку от ее массы зависит действующая на нее центробежная сила и, как следствие, масса втулки. Однако при этом имеют место ограничения, определяемые минимально осуществимой конструктивно-технологической массой лопасти.

Уровень действующих в лопасти переменных напряжений и имеющиеся запасы при некоторых видах потери устойчивости (поворотно-маховый, хордовый и срывной флаттер, дивергенция и др.) зависят от массовой характеристики лопасти γ0. Массовая характеристика лопасти γ0 есть отношение действующей на лопасть аэродинамической силы к инерционной силе.

Поскольку обеспечить нормальную работу несущего винта удается только при значениях массовой характеристики не больше чем (γ0)max (считается, что для лопастей несущего винта (γ0)max ≈ 7), то вводится понятие о минимально возможном значении весового коэффициента (kл)min. Значению (γ0)max ≈ 7 соответствует величина (kл)min = 5,5.

Однако масса почти всех серийно наготовленных лопастей, за малым исключением, выше, чем определяемая указанным коэффициентом (kл)min.

Это объясняется как стремлением к снижению действующих в лонжероне лопасти переменных напряжений, падающих с уменьшением γ0. так и тем, что более действенным оказывается другое ограничение – конструктивно-технологическое. Это ограничение связано с минимально допустимыми толщинами стенок деталей лопасти. Толщины стенок лонжерона нельзя уменьшать ниже определенных пределов, исходя из технологических ограничений, допустимых деформаций на кручение, изгиба поясов лонжерона под действием аэродинамических сил, а также для исключения потери устойчивости нижнего пояса лонжерона при ударе лопасти об ограничитель при остановке винта. Эти и ряд других ограничений конструктивно-технологического характера приводят к относительному увеличению массы малых лопастей. Поэтому значение kл оказывается обычно большим для малых лопастей (R = 4 м, kл ≥ 12, γ0= 4,5) и меньшим для больших (R ≥ 16 м, kл = 5,5, γ0= 7). В связи с этим удобно ввести понятия о конструктивно-технологической массе лопасти и о массе, требуемой для обеспечения нормальной работы НВ.

Совершенствование конструирования и технологии изготовления лопасти, появление новых, более прочных материалов и упрочняющих процессов обработки позволяют снижать ее конструктивно-технологическую массу, обеспечивая необходимую прочность при больших переменных напряжениях, возникающих, в частности, при увеличении массовой характеристики γ0. Однако этому снижению массы препятствуют трудности обеспечения нормальной работы НВ. Опыт создания лопастей показывает, что большая часть явлений, препятствующих нормальной работе НВ, достаточно легко устраняется при относительно тяжелых лопастях, когда массовая характеристика лопасти не более чем γ0 = 4–5, и существенно труднее при относительно более легких лопастях, когда γ0 = 6–7. С другой стороны, снижение конструктивно-технологической массы оказывается более успешным для лопастей больших размеров и легко приводит к созданию лопастей с большими массовыми характеристиками, но не позволяет получать такие же результаты для малых лопастей.

Вследствие этого для снижения массы лопастей малого диаметра требуется решение главным образом конструктивно-технологических проблем, а снижении массы лопастей большого диаметра связано с решением проблемы обеспечения нормальной работы НВ с лопастями, имеющими массовую характеристику γ0 ≥ 7.

Для разных размеров НВ оптимальными с точки зрения минимально осуществимой массы, определяемой технологическими возможностями и требованиями статической прочности, могут оказаться различные типы конструкции лопастей.

Для обеспечения прочности лопасти обязательны для выполнения два важных требования статической прочности

(1.18)

где σцс и [σцс]доп – действующие и допускаемые при заданном ресурсе напряжения от центробежной силы ([σцс]доп = 260 МПа при σω = ± 250 МПа для стальной трубы, [σцс]доп = 80 МПа для прессованного профиля из АВТ–1 и лонжерона из стеклопластика); σизг и [σизг]доп – действующие и допускаемые напряжения от изгиба при падении лопасти на ограничитель; σразр – напряжения изгиба в лонжероне, приводящие к разрушению лопасти; f – коэффициент безопасности (f = 1,5); δ – коэффициент увеличения максимальных напряжений при падении на ограничитель по отношению к напряжениям от собственного веса лопасти; σω – амплитуда изгибных динамических напряжений. Поскольку δ зависит от параметров лопасти и угла подъема лопасти, с которого рассматривается ее падение на ограничитель, то и [σизг]доп также будет величиной переменной (для лопасти со стальной трубой можно принять [σизг]доп = 260 МПа) [3].

Страницы: 1 2

 
 

Определение изменений в стоимости полета
Рассматриваемый легкий вертолет оснащен бензиновым двигателем, топливом для которого является бензин АИ-95 (А-95). Усредненная плотность бензина АИ-95 равна ρ = 750 кг/м3. Для вычисления стоимости расходуемого горючего необходимо знать его часовой и километровый расходы на данном летательном аппарате. Часовой Qчас. и километровый q расходы вычисляются по формулам (4.1) и (4.2) соответственно: Qчас. = 35 л/час; q = 0,29 л/км. Стоимость ...

Mazda представила концепткар MX-5 MPS на Франкфуртском Мотор Шоу
Спроектированный под лозунгом 'симбиоз водителя и автомобиля', концепткар представляет собой новый взгляд компании на спортивный автомобиль. Благодаря стильному дизайну, спортивному духу, хорошей управляемости и удовольствия вождения автомобиля с открытым верхом новая Mazda уже завоевала тысячи поклонников по всему миру. Автомобиль внешне выглядит несколько агрессивно благодаря стилистическому решению передка. Бампер, плавно сливающийся с перед ...

Анализ износов и неисправностей корпуса автосцепки
В настоящее время на пассажирских вагонах железных дорог России и других стран СНГ для соединения единиц подвижного состава используется автосцепка жесткого типа СА-3. Для выборки зазоров в автосцепном устройстве с целью снижения продольных ускорений пассажирские вагоны дополнительно оборудуются буферами. Применение автосцепки СА-3 на пассажирских вагонах имеет ряд недостатков. В частности , мягкий рессорный комплект тележек приводит к большим ...