Поворотные (кориолисовы) силы на примере вертолета

Поворотные (либо кориолисовы) силы появляются в любых ситуациях, в то время, когда тело в один момент участвует в двух перемещениях, одно из которых вращательное (тело переносится вместе с совокупностью), а второе поступательное (тело движется относительно системы). Наряду с этим относительное перемещение не должно быть параллельным оси вращательного перемещения, в противном случае поворотных сил не появится.

В случае если мы выделим на радиусе небольшой участок лопасти, имеющий массу разглядим его перемещение, то заметим, что поворотные силы неизбежно должны появиться.

Окружная скорость направлена по касательной к окружности, элементом т. По величине эта скорость трансформаций не претерпевает, но изменяется по направлению.

Помимо этого, масса т за счет взмаха лопасти на угол имеет еще относительную скорость взмаха, которая изменяется как по величине, так и по направлению. Мы уже знаем, что изменение скорости взмаха

по направлению и величине происходит в виду того, что начавшийся взмах сперва возрастает, после этого из-за уменьшения угла атаки лопасти значительно уменьшается, а в то время, когда лопасть переходит в положение отступающей, взмах заканчивается (скорость равна 0), по окончании чего начинается опускание лопасти (скорость меняет направление).

Изменение направления скорости взмаха происходит кроме этого потому, что масса т при взмахе имеет собственной траекторией окружность с центром на оси горизонталь.

Появление поворотного ускорения возможно пояснить кроме этого, применив к элементу лопасти закон сохранения энергии. В этом частном случае закон будет формулироваться, как закон сохранения момента количества перемещения. В соответствии с этому закону произведение угловой скорости на радиус должно быть величиной постоянной. Трансформации величины г (элемент лопасти приблизился (оси вращения) должно сопутствовать изменение со (скорость возрастет).

Данный прирост скорости и имеется поворотное ускорение.

Из курса механики как мы знаем, что величина поворотного ускорения равна удвоенному произведению угловой скорости переносного вращения на относительную скорость (перпендикулярную оси вращения)

Оно тем больше, чем больше оборотов имеет несущий винт и чем больше угол и скорость взмаха лопасти около горизонтального шарнира.

Поворотному ускорению соответствует поворотная сила, равная произведению массы на ускорение

Для винтов, имеющих другие эти, поворотная сила может быть около величины, многократно большей.

При взмахе лопасти вверх эта сила действует в плоскости вращения лопасти и толкает ее вперед (направлена в сторону вращения лопасти). При опускании она направлена против вращения лопасти, т. е. тормозит ее вращение.

Так, в течение одного оборота лопасть два раза испытывает изменение нагрузки в плоскости вращения, что неизбежно ведет к рысканью носа вертолета справа налево и обратно.

Рысканью вертолета содействовала бы кроме этого переменная сила сопротивления воздуха, стремящаяся то посильнее, то не сильный отклонить лопасть в сторону, противоположную вращению.

Непостоянство силы сопротивления в течение одного оборота лопасти обусловлено той же обстоятельством, что и непостоянство подъемной силы, т. е. трансформацией углов атаки и скорости обтекания лопасти. Наступающая лопасть испытывает большее сопротивление, чем отступающая.

Агрегаты техники

Поворотные (кориолисовы) силы на примере вертолета

Сила Кориолиса — Физика в опытах и экспериментах

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: