РАБОТА НЕСУЩИХ ВИНТОВ ПРИ ОСЕВОМ. ОБТЕКАНИИ

При осевом обтекании воздушный ноток проходит через винты параллельно оси вращения (Л—±90°). В таких условиях винты могут работать на висении, вертикальном подъеме или снижении при отсутствии ветра.

Особенностью осевого обтекания является то, что эле­менты лопасти, лежащие на одном радиусе в любом азиму­тальном положении, имеют постоянные параметры. Резуль­тирующая скорость обтекания элемента лопасти We (рис. 1.9) определяется из треугольника скоростей:

We = 1/V)2 + К ± Vyf.

> оС,

Рис. 1.9. Треугольники скоростей элемента лопасти при верти
кальном подъеме и снижении

При вертикальном подъеме к индуктивной скорости добавляется скорость подъема Vv, а при снижении она вычитается. Поэтому при подъеме угол атаки элементов уменьшается, а при снижении увеличивается.

Если каждый элемент лопасти рассматривать как бес­конечно малый участок крыла, то при обтекании его сум­марной скоростью We он создает элементарную аэродина­мическую силу Re, составляющие которой — подъемная сила Ye и лобовое сопротивление Xi— определяются по формулам:

P w

Y. = cJ>br*—S-;

I /(«• I’ll II — коэффициенты подъемной силы и лобового сопротивления;

ЬДг — площадь элемента лопасти;

Р wl

— —— скоростной напор.

Зная Уе и Хе, можно найти элементарные силы тяги Те и сопротивления Qe (рис. 1.10):

Те = Уе cos рс — Хе sin рс;

Qe — Хе cos ре + Ye sin ре.

Для всей лопасти Гл = 2^е; Qj, —2iQe> а для несущих винтов Т — кТл Q — kQ„,

где k — количество лопастей.

Так как углы притекания на вертикальных режимах нс — аначительны (ре~3°—8°), то можно считать, что

cospe = 1, a sin Ре = 0, Те — Ус и T—Y.

Учитывая это допущение, формула тяги примет вид, подобный формуле подъемной силы крыла:

-с F

‘■"Г1 ОМ

где ст = 0,313осуо,7 — коэффициент тяги несущих винтов.

Из формулы видно, что тяга НВ зависит от угла уста­новки лопастей (шага винтов) Ст=/(<р), диаметра НВ F0M=/(£>), частоты вращения винтов (п) и массовой плот­ности воздуха р = 0,047 —, где Р — давление, Т — темпе­ратура воздуха. Диаметр винтов — величина постоянная для данного вертолета. Частота вращения НВ автомати­чески поддерживается постоянной. Поэтому тяга НВ будет зависеть от атмосферных условий и от шага винтов, кото­рым летчик управляет через рычаг общего шага.

Кроме тяги при вращении НВ создают силы сопротив­ления вращению Qbhb и Qhhb, которые образуют относи­тельно оси вращения моменты сопротивления вращению Лісопр (рис. 1.11):

•Л^сопр == Qn ср Гк>

Рис. 1.10. Зависимость коэффициента тяги от шага лопастей НВ (а), треугольник скоростей и аэродинамические сили на элементе лопасти (б)

где Qj, ср — среднее значение силы сопротивления вра­щению;

г — расстояние точки приложения Qя ср от центра вращения;

k — количество лопастей ВНВ и ННВ.

Рис. 1.11. Момент сопротивления вращению

Момент сопротивления зависит от шага винтов, частоты вращения, состояния поверхности и формы лопастей.

При необходимости увеличения тяги несущих винтов летчик увеличивает их шаг, но с увеличением шага увели­чится момент сопротивления, поэтому обороты НВ начнут уменьшаться, если нс прибавить мощность на преодоление возросшего сопротивления. Чтобы сохранить обороты по­стоянными как при увеличении, так и при уменьшении шага ІІВ, управление общим шагом объединено с управлением мощностью двигателей.