И ЭЛЕМЕНТАМИ КОНСТРУКЦИИ ПЛАНЕРА

2.3.1. ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ

И ПРИНЯТЫЕ ДОПУЩЕНИЯ

Шарнирное или упругое закрепление лопасти на втулке несущего винта несмотря на большие центробежные силы обуславливают возмож­ность опасного приближения лопастей к элементам конструкции верто­лета. Например, концы лопастей могут задеть хвостовую балку или уда­рить средней частью по выступающим элементам на носовой части фюзе­ляжа. У многовинтовых вертолетов возможно соударение с лопастями других винтов, так называемое схлестывание, рассмотренное в [20].

Летные испытания одновинтовых вертолетов показывают, что при пилотаже, выполняемом опытным летчиком, даже при наиболее интен­сивных маневрах зазоры между лопастями и планером большие. Тем не менее, как показывает практика широкой эксплуатации вертолетов, случаи опасных сближений, хоть и крайне редко, но встречаются. При проектировании вертолета эта проблема должна изучаться также для вы­бора конструктивных параметров (например, высоты вала несущего винта, диапазона отклонения автомата перекоса) и для разработки устройств, обеспечивающих безопасные зазоры. Помимо определения зазоров мак­симальное маховое движение лопастей должно изучаться для определе­ния напряжений в элементах конструкции лопастей и втулки несущего винта при бесшарнирной ее конструкции или при ударах об упоры махо­вого движения при втулке с горизонтальными шарнирами.

Приведенные в настоящем разделе результаты исследований получе­ны на математической модели при допущении, что лопасти абсолютно жесткие и упоры, ограничивающие маховое движение, не влияют на поло­жение концевой части лопасти. Целью моделирования являлось определе­ние маневренных режимов с наибольшими углами взмаха вниз как у хвостовой, так и у передней частей вертолета, а также на боковых азиму­тах винта, если, например на вертолете есть оборудование, которое не должно затеняться лопастями. Углы взмаха лопастей на азимутах винта фп = 0, 180, 90 и 270° в осях связанной системы координат находились (с точностью до первой гармоники) по формулам

0*.O,18O = а0 + Oi c°s0H + Ъх sin0H — DlbB + D28k);

(3.4)

0Л.90,270 = “О + (*1 COS0H — *1 sin 0И + £>,SB — ZMK),

где верхние знаки перед скобками относятся к азимутам 0 и 90°, а ниж­ние — к 180 и 270°. Ниже, для упрощения обозначений индекс при J3n не употребляется. Коэффициенты а0, а і и b}, описанные в разд. 1.3 и 2.3 на неустановившихся режимах полета являются квазистатическими 170

величинами. Учет запаздывания установления махового движения лопас­тей производится приближенно (см. разд. 2.1). Сравнение максимальных углов взмаха лопасти, полученных на основании такого допущения, с рас­четами, в которых маховое движение каждой лопасти несущего винта моделировалось отдельно с учетом ее инерционности, показывают, что несходимость максимальных углов в районе хвостовой балки составля­ет ~0,5°. Влияние упругих деформаций лопасти и удара лопастей по упо­ру горизонтального шарнира, как сказано выше, на положение конца лопасти не учитываются. Исследования, выполненные Ю. А. Мягковым и М. Г. Рождественским, показали, что вследствие удара по ограничите­лям взмах лопасти вниз от плоскости вращения может увеличиваться приблизительно на 10. Таким образом, при принятых допущениях ошибка составляет ~ 1,5°, и она должна учитываться при определении зазоров между лопастями несущего винта и планером. Поэтому безопасные за­зоры по результатам моделирования должны приниматься равными не менее 3°.