МА ТЕМА ТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИГА ТЕЛЯ С РЕГУЛЯТОРОМ ЧА СТОТЫ ВРАЩЕНИЯ НЕСУЩЕГО ВИНТА
2.5.1. УЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ
НЕСУЩЕГО ВИНТА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ
ДИНАМИКИ ПОЛЕТА
Частота вращения несущего винта пн (пн = 30сон/я) существенно влияет на силы и моменты несущего и рулевого винтов. Наиболее важным обстоятельством, требующим учета при моделировании динамики полета частоты вращения, является то, что ее существенный рост или уменьшение является одним из ограничений при маневрах вертолета, а также при отказах одного или всех двигателей. Кроме того, при маневрах возможно выключение и ударное включение муфты свободного хода (МСХ), что также должно быть определено при моделировании. Иногда представляет интерес оценка влияния на режимы полета вертолета некоторых статических и динамических параметров двигателя и регулятора частоты вращения несущего винта. Результаты таких исследований, например, могут потребоваться при выработке технических требований на разработку этих систем.
Следует отметить, что в ряде случаев при исследованиях могут использоваться математические модели, содержащие условие постоянства частоты вращения несущего винта ин = const. Это допустимо при быстродействующем регуляторе частоты вращения, при рассмотрении задач на прямолинейных режимах полета или на переходных режимах с относительно плавными и малыми перемещениями органов управления вертолетом. В общем случае условие пн = const существенно сужает возможности исследований и не позволяет смоделировать многие режимы полета вертолета.
Излагаемая ниже математическая модель описывает работу газотурбинного двигателя на режиме автоматической стабилизации частоты вращения несущего винта (процессы запуска двигателя и раскрутки несущего винта до номинальной частоты вращения не рассматриваются). Это позволяет представить ян(сон) в виде суммы, состоящей из двух составляющих
пп ~ ин. ном + ^пн > (шн ~ wh. hom + > (2-70)
где первое слагаемое nUiH0M (<*>н. ном) — номинальная частота (угловая скорость) вращения несущего винта — является постоянной величиной, определяемой настройкой регулятора свободной турбины. Второе слагаемое Дмн(Дсо„) — это изменение частоты вращения несущего винта от номинального значения. Оно находится в результате интегрирования уравнения (2.10) и должно также учитывать угловую скорость рысканья вертолета
До>н = / [keNeb — Я — <он }dt *шу, (2.71)
где Ne, N, /Vp B — мощности двигателя, несущего и рулевого винтов, соответственно; £о — коэффициент использования мощности; ке — число двигателей. Мощность, потребляемая рулевым винтом, должна учитываться, так как она может достигать значительных величин, например на малой высоте и при низкой температуре наружного воздуха, при больших отклонениях педали — до ~ 25 % максимальной мощности всех двигателей.
Если аэродинамические характеристики несущего и рулевого винтов реализуются в математической модели в размерном виде при окружной скорости coHR = const, равной (coH/?)HOM, то изменение частоты вращения учитывается умножением сил и моментов на отношение (сон/сон ном)2, мощности — на (coH/wH ном)3, относительных скоростей винтов-на сонном/шн.