Жесткости системы управления

При нагружении системы управления циклически изменяющимися нагрузками, приходящими с лопастей, детали системы управления совер­шают колебательное движение. Поэтому силы, действующие на детали,

не равны силам при статическом нагружении: к ним добавляются инер­ционные силы, силы трения. Соответственно не равны и деформации. Следовательно, жесткость системы управления при циклическом нагру­жении (динамическая) не равна жесткости при статическом нагружении. Динамическая жесткость находится экспериментально. Первый из экс­периментальных методов — лабораторный. Измерения выполняются на стенде для динамических испытаний при вращающемся автомате пере­коса (рис. 1.30) . Обычно на стендах устанавливается не вся система уп­равления несущим винтом, а только автомат перекоса и часть качалок и тяг. Но так как автомат перекоса является самым податливым звеном системы управления, то испытания на стендах позволяют получить в ос­новном правильную величину жесткости. При испытаниях измеряется линейное перемещение s одного из его рогов при вращении автомата перекоса без нагрузки (точка А’) и с нагрузкой (точка Л). Совмещен­ные осциллограммы перемещений s показаны на рис. 1.31. По разности а перемещений при нагруженном и ненагруженном автомате перекоса на азимутах я — Ді//ап и 2я — А^ап определяется угол упругого от­клонения автомата перекоса в продольном направлении; на азимутах 1 3

—я — Д^а п и —я — Д^а п — в поперечном направлении. Упругая дефор-

Рис. 1.31. Зависимость перемещения рога автомата перекоса от азимутального поло­жения:

1 — без нагрузки; 2-е нагрузкой; 3 — а ~ *нагр ” *без натр

мация автомата перекоса по общему шагу определяется средней по ази­муту величиной а. Расчетные формулы:

®Оупр — Лср/^л> ^в. упр — (ап — Лф a п ~ аги— д^а д) /2^а. п »

^к. упр — (fli/2jr-Дфа„ — агпъ-Д^а „ )/2^а. п —

На рис. 1.32 показаны результаты определения жесткостей автомата пере­коса. Кружком обозначены точки для случая, когда автомат перекоса нагружался усилиями, содержащими среднюю часть и первую гармонику, крестиками — среднюю часть, первую и третью гармоники. Угол наклона прямых характеризует жесткость. Из графиков видно, что жесткости сф = ^га. п/^в. упр=-^ха. п/^к. упр — 1400 Нм/ , Со ш—Ро ш/80уПр — = 5500 Н/°.

Во втором методе определения динамической жесткости системы управления используются результаты летных испытаний вертолета. В полете измеряются бв гу, 5к гу, 80гу, Мгап, Мхап, Рош, а также изменение по азимуту углов установки <р и взмаха 0Л лопасти, по кото­рым определяются іро. До и амплитуды первых гармоник ylc, <pls, аг, bt. Затем вычисляются

б0 = <Ро + ка0 ; 81с = tplc — к 6ls = v?!, — кЬ!. (1.142)

Углы 5В, 5К находятся из системы (1.149) без индексов ”гу”, углы 60уп_, 5в. упр> 5к. упр _ по формулам (1.140). Строятся графики (см. рис. 1.32), из которых определяются жесткости c^, со ш. Одновременно могут бьпь найдены коэффициенты махового движения эквивалентного винта

<*1Э = «і — *и-> *1э = *і + ‘Ріс — (1.143)

Найденные описанными способами жесткости системы управления разных вертолетов даны в табл. 1.4 (в скобках приведены безразмерные жесткости).

Приближенно динамическая жесткость системы управления при интере­сующей нас форме деформации может быть принята равной динамичес­кой жесткости, определенной в испытаниях на флаттер (см. [17]) при частоте, равной частоте вращения несущего винта. Например, у вертолета с массой 40 т величина жесткости управления, найденная выше, равна Сф = 7500 Н-м/°. По данным испытания на флаттер сл = 1000 Нм/° ; тогда по формуле (1.153) Сф = 8500 Н-м/°. Как видно, жесткости, най­денные двумя способами, близки по величине.