Отстройка от флаттера лопастей

Физика явлений флаттера НВ аналогична явлениям, наблюдаемым при изгибно-крутильном и изгибно- электронном флаттере крыла.

При изгибном флаттере лопасть колеблется в плоскости взмаха по форме, близкой к какому-нибудь одному тону собственных колебаний лопасти на изгиб, и закручивается по форме, близкой к форме первого тона собственных колебаний на кручение.

Лопасть НВ, в отличие от крыла, имеет шарнирное крепление к втулке в горизонтальной и вертикальной плоскости, а также осевой шарнир, относительно которого она поворачивается.

В осевом подшипнике, нагруженном центробежной силой, при повороте лопасти возникает трение. Помимо центробежной силы, на момент трения в осевом шарнире влияет величина предварительной затяжки упорного подшипника. Сальники осевого шарнира дают значительный момент трения, не зависящий от величины действующей центробежной силы.

Трение в осевом подшипнике повышает критическую скорость флаттера. Эффективность фрикционного трения уменьшается с ростом угловой скорости относительных перемещений в осевом шарнире при вынужденных колебаниях лопасти. Поэтому критическая скорость флаттера в полете уменьшается, т.к. с увеличением скорости полета относительные перемещения в осевом шарнире обычно возрастают.

Маховое движение лопасти, наличие компенсатора взмаха и принудительное циклическое изменение углов установки лопасти в значительной степени усложняют расчет критической скорости флаттера НВ.

Улучшение флаттерных характеристик лопасти НВ достигается перемещением к передней кромке ее центра тяжести и уменьшением компенсатора взмаха. При этом положение фокуса должно быть возможно более задним.

Таким образом, при конструировании лопасти необходимо правильно задавать ее поперечную центровку. Обычным способом создания необходимой поперечной центровки является рациональное распределение материала лонжерона по хорде лопасти, максимально допустимое облегчение ее хвостовой части. Корректировка центровки лопасти осуществляется установкой в ее носовой части противовеса — балансировочного груза на внешней по радиусу части лопасти. Опыт эксплуатации вертолетов показывает, что удовлетворительной величиной является центровка лопасти с радиуса от г> 0,6 до 7= 1,0 порядка 23—24% хорды лопасти (считая от передней кромки). В некоторых случаях эта величина может значительно измениться.

Очень важным параметром, сильно влияющим на критическую скорость флаттера, является жесткость на кручение лопасти и жесткость системы управления углом ее установки — Супр ( 2.3.9).

При конструировании элементов механической силовой системы управления (автомата перекоса, качалок управления, шарнирных узлов, узлов крепления бустеров) необходимо стремиться к увеличению их жесткости и устранению свободных люфтов в шарнирных узлах.

Несущие и рулевые винты должны быть проверены на флаттер. Для обеспечения безопасности от флаттера необходимо, чтобы на всех режимах полета критическая скорость флаттера Уфл была не менее чем на 20% выше максимально допустимых скоростей полета на этих режимах, а критические частоты вращения в фл должны не менее чем на 20% превышать максимально допустимые частоты вращения винтов при эксплуатации на каждом режиме полета.

Уфл и п фл должны определяться путем расчетов на флаттер, натурных наземных испытаний винтов на флаттер. В отдельных случаях следует использовать результаты испытаний динамически подобных моделей в аэродинамических трубах на всех режимах полета. Результаты испытаний моделей и расчеты на флаттер уточняются на основании результатов специальных частотных испытаний натурного вертолета.

При натурных наземных испытаниях вертолета необходима проверка наличия необходимого запаса по поперечной центровке лопасти. При этом флаттер не должен возникать во всем диапазоне рабочих частот вращения винта вплоть до п так при установке на

лопастях НВ провоцирующего груза, укрепленного на задней кромке лопасти и смещающего назад эффективную поперечную центровку лопасти. Масса груза выбирается так, чтобы компенсировать неблагоприятное влияние условий полета на безопасность от флаттера во всем диапазоне скоростей, а также максимальный разброс по поперечной центровке из-за допусков, принятых при изготовлении лопасти.

Если величина п существенно зависит от изменения температуры окружающего воздуха, типа смазки и др., то необходимо увеличить провоцирующий груз для учета влияния этих факторов.

Значение запаса по эффективной поперечной центровке для наземной проверки лопастей на флаттер для вертолета каждого типа устанавливается исполнителем.

Отсутствие флаттера в полете должно быть подтверждено в процессе летных испытаний путем измерения характерных для флаттера параметров на скорости, равной- 1ДУгпах, но не более

Утах+ 30 км/ч. При этом допускается полет со снижением.

Агрегаты техники