Несущий винт вертолета

Несущий винт вертолета складывается из втулки и лопастей.

Лопасти создают потребную подъемную силу.

Втулка является кинематический механизм, снабжающий угловые перемещения и движение лопасти в вертикальной и горизонтальной плоскости под действием аэродинамических и инерционных сил, и поворот лопасти для управления её подъемной силой.

Процесс создания НВ выполняется в определенной последовательности:

  • 1.  Выбор главных параметров НВ: диаметра D количества лопастей г ; заполнения а; окружной скорости вращения со Д.

  • 2.  Аэродинамическая компоновка лопасти (внешний вид лопасти): выбор форм в плане; формы профилей сечений, относительной толщины сечений с и распределения крутки ф по радиусу лопасти.

  • 3.  Определение предельных углов отклонения лопасти ф, (3, ?, при управлении вертолетом на всех расчетных режимах его полета.

  • 4.  Конструирование лопасти:

—  выбор каркаса и материала лонжерона, формы лонжерона с учетом предшествующего опыта и действующих конструкторско-технологических и эксплуатационных ограничений; формирование сечения лонжерона по радиусу и хорде лопасти на базе статического расчета па прочность;

Несущий винт вертолета

Несущий винт вертолета фото

—  корректировка массово- жесткостных черт лопасти с целью отстройки от резонанса на рабочих частотах вращения НВ и обеспечения достаточных запасов аэроупругой устойчивости (расчетные виды флаттера, дивергенция, «земной» резонанс).

  • 5.  Конструирование втулки НВ:

—  выбор кинематической схемы втулки с учетом заданной гистограммы требований отклонения эксплуатации и углов лопастей (складывание лопастей на стоянке и т.п.);

—  выбор материала элементов втулки;

—  выбор типа шарниров (подшипники качения, скольжения, упругие элементы);

—  выбор типа демпфера вертикального шарнира;

—  конструктивно-технологическая разработка элементов втулки (определение геометрических формы и размеров, упрочняющая разработка поверхности и т.п.).

  • 6.  Изготовление экспериментальных натурных образцов элементов НВ.

  • 7.  Опробования на ресурсные испытания и прочность элементов НВ на натурном стенде, корректировка техдокументации на изготовление элементов ИВ.

  • 8.  Летные изучения кинематических лопастей и характеристик втулки НВ.

  • 9.  втулки и Серийное производство лопастей НВ.

НЕСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕМЕНТАМ НЕСУЩЕГО ВИНТА ВЕРТОЛЕТА

НВ вертолета с элементами его крепления, включая: лопасть, втулку с подшипниками и сочленениями, демпфер, рычаг поворота лопасти, крепление втулки винта вертолета на валу главного редуктора (ГР), вал ГР, картер ГР (если он входит в силовую схему конструкции), крепление ГР к фюзеляжу (редукторная рама), кабан либо колонку НВ и ее крепление к фюзеляжу — должны удовлетворять следующим требованиям.

Конструкция лопастей обязана снабжать заданные характеристики аэродинамического контура и балансировку в пределах, каковые разрешают эксплуатировать вертолет с учетом установленных ограничений, сроков и ресурсов работы.

Лопасти винтов вертолета должны быть спроектированы так, дабы не допустить мешающее обычной эксплуатации скопление воды в любой их части.

Лопасти рекомендуется оборудовать совокупностью сигнализации повреждения лонжерона. При наличии сигнализатора ресурс лопасти с момента его срабатывания должен быть не меньше большой длительности полета, установленной для вертолета данного типа.

Прочность обшивки лопастей НВ обязана проверяться на совместное воздействие нагрузок от изгиба лопасти в плоскости громаднейшей и мельчайшей жесткости, от кручения, и больших местных внутреннего давления и аэродинамических нагрузок.

Жесткость лопасти на кручение довольно ее продольной оси в совокупности с жесткостью проводки управления должна быть достаточной для приемлемого уровня нагрузок, безопасности от потери и флаттера управляемости.

Статическая прочность НВ и его крепления должны проверяться на нагрузки летных и тех наземных случаев нагружения, каковые являются расчетными для разглядываемых элементов конструкции. Помимо этого, статическая прочность крепления НВ проверяется на нагрузки посадочных случаев нагружения.

Для исключения страшных в отношении прочности явлений резонанса расчету нагрузок должно предшествовать определение частот собственных колебаний лопасти в плоскостях вращения и взмаха. Наряду с этим направляться учитывать граничные условия ее закрепления в эксплуатационном диапазоне частот вращения НВ.

Несущий винт вертолета и всё о нём

Статическая прочность подшипников втулки НВ должны быть достаточной, дабы выдержать нагрузки, приходящиеся на подшипники в случаях нагружения в маневренном полете и при действии неспокойного воздуха. Ресурс подшипников обязан определяться на основании опробований на износ изолированных шарнирных соединений и (либо) агрегатов в целом виде на стендах либо при наземных ресурсных опробованиях. Для определения ресурса подшипников берется минимальный итог, полученный при опробовании как минимум несколько образцов.

При составлении программы опробований на износ разрешается принимать, что длительность горизонтального полета на малых скоростях образовывает 10% ресурса, полета на крейсерской скорости

—   80% полёта и ресурса на большой скорости — 10% ресурса.

Результаты наземных ресурсных либо натурных стендовых опробований смогут быть использованы для оценки прочности отдельных агрегатов вертолетов, в случае если уровень действующих наряду с этим напряжений не меньше полетного.

Для определения напряженности, проверки запасов до автоколебаний, изучения вибраций, определения динамических черт конструкции лопасти проводятся стендовые опробования под действием заданных нагрузок.

Не считая стендовых проводятся и другие виды опробований: по определению прочностных черт материалов, определению напряжений при помощи разных моделей из оптического активного материала, испытания и ресурсные испытания в условиях настоящей эксплуатации. Опробования выполняются разными методами: без вращения винтов на особых стендах в лаборатории, на стендах с вращением — особых башнях либо винтовых устройствах на базе натурного вертолета, в аэродинамических трубах.

Лопасти НВ в обязательном порядке подвергаются усталостным опробованиям с целью определения долговечности конструкции под действием переменных нагрузок для установления ресурса и для контроля качества серийной продукции. В большинстве случаев, испытываются типовой комлевой участок и отсек. Опробования выполняются на резонансных стендах.

Нагрузки создаются посредством инерционного вибратора, установленного на отсеке лопасти. Не считая переменных поперечных нагрузок, предусматривается приложение и статической подгрузки от центробежной силы. Довольно часто регистрируют кроме этого скорость роста усталостных трещин, что разрешает обоснованно устанавливать периодичность осмотров конструкции в эксплуатации, повысить живучесть конструкции.

Изюминкой усталостных опробований есть необходимость повторений их для многих однотипных объектов, что разъясняется значительным случайным разбросом черт долговечности.

Опробования по флаттеру винта производятся на моделях в аэродинамических трубах, в обязательном порядке на натурном вертолете в наземных условиях при раскрутках НВ.

Измерения нагрузок на лопасть в полете смогут быть верно поставлены и совершены лишь на базе предварительных стендовых испытаний и расчётов.

Сокровище натурных летных опробований в том, что все явления протекают без искажений, которые связаны с нарушением подобия, со схематизацией конструкции, способов приложения нагрузки и др. Вероятно создание вертолетов — летающих лабораторий для изучения новых конструкций, ранее не изученных явлений. Недочётом есть повышенная во многих случаях опасность опробований.

При проведении летных опробований измеряют напряжения в лонжероне лопасти НВ, в ее обшивке, шарнирные моменты и моменты кручения лопастей, силы в совокупностях управления, силы и моменты в валах НВ и РВ, напряжения либо изгибающие моменты в лопастях РВ, подробностях втулок.

агрегаты и Узлы техники

Coaxial Helicopter Rotor Animatior

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: