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.