Рис. 11 Схема образования реактивного момента НВ
Если геометрия НВ задана, обороты НВ поддерживаются постоянными, тяга и крутящий момент зависят от атмосферных условий, угла атаки и шага НВ.
Для увеличения тяги НВ пилот увеличивает шаг НВ, но при этом растет момент сопротивления вращению НВ. Для сохранения неизменных оборотов НВ необходимо увеличить мощность двигателя, так как должно выдерживаться равенство: МН=М дв =7030 Ne / nн,
Ne =531квт - эффективная мощность двигателя ARIEL,
nн =386 об/мин - частота вращения НВ.
Мдв - крутящий момент на валу свободной турбины.
Вследствие подвода к несущему винту крутящего момента, который преодолевает сопротивление лопастей, на вертолёт передаётся так называемый реактивный момент.
Реактивный момент действует в сторону, противоположную крутящему моменту двигателя и равен ему по величине. Следовательно, реактивный момент стремится развернуть еврокоптер влево, то есть против вращения несущего винта (рис. 11).
1.4.4 Распределение аэродинамических сил
по ометаемой поверхности НВ
Каждая лопасть при своем вращении создает силу тяги Тл (примерно равную подъемной силе), точка приложения которой (центр давления) находится на удалении 
=0,7R Н от оси вращения НВ. Тяга каждой лопасти – это сумма тяг её элементов:
Тл= å ТЭЛ.
На режиме осевого обтекания, эпюра распределения тяг элементов по длине лопасти для азимутов 90 и 270° выглядит следующим образом,
см. рис. 10.
Наибольшая величина тяги лопасти действует на относительном радиусе =0,7R Н, наименьшие значения – в корневой и концевой частях лопасти. При этом характер изменения тяг по длине лопастей в любом азимуте одинаков.
На режиме косого обтекания скорости обтекания лопастей (эффективные скорости) изменяются в зависимости от азимута. Тяги наступающих лопастей больше, а тяги отступающих лопастей меньше по сравнению с осевым обтеканием (рис. 12).
Максимальное значение тяги лопасти имеют в азимуте 90°, минимальное - в азимуте 270°, причем корневые элементы отступающих лопастей имеют отрицательные тяги, находясь в зоне обратного обтекания.
 |
Рис. 12 Распределение тяг лопастей при косом обтекании
Действуя на плече r, тяги каждой из лопастей создают моменты изгиба относительно точек крепления лопастей к втулке. При работе НВ в осевом потоке изгибающие моменты в любом азимуте лопасти одинаковы.
При переходе НВ на режим косого обтекания тяги лопастей и их изгибающие моменты начинают циклически изменяться при изменении ази-мута лопасти.
Чем больше скорость косой обдувки, тем более неравномерный характер имеет распределение аэродинамических сил и изгибающих моментов по оме-таемой площади НВ (рис. 12).
Под действием изгибающих моментов на лопасти и втулку передаются большие знакопеременные нагрузки.
В косом потоке при жестком закреплении лопастей к втулке тяга НВ не совпадает с продольной осью вращения, а смещена в сторону наступающих лопастей. Поэтому на вертолет со стороны НВ действует опрокидывающий момент вправо (рис. 12).
Такой тип НВ имеет ряд существенных недостатков:
-аэродинамические силы распределены по ометаемой площади неравно-мерно;
-лопасти и втулка НВ воспринимают большие нагрузки в виде изгибающих
моментов;
-при увеличении скорости косой обдувки опрокидывающий момент вправо возрастает.
Тем самым: уменьшается запас поперечного управления вертолетом;
повышаются вибрации; снижается ресурс работы несущей системы; увеличи-вается масса конструкции; уменьшается максимальная скорость.
На еврокоптере ЕС350 В2 используется полужёсткая втулка НВ «Старфлекс» с упругим (бесшарнирным) соединением без подшипников и демпферов качания, без точек смазывания. Это позволяет: уменьшить число деталей, устранить смазывание, увеличить ресурс в 3-10 раз, повысить эффективность управления и маневренность. Роль шарниров выполняют упругие элементы, изготовленные из композиционных материалов. Применение полужесткой втулки значительно снижает отрицательное воздействие выше перечисленных факторов.
Звезда (STAR) с 3 гибкими на взмах ответвлениями (FLEX) — опорный элемент несущего винта (отсюда название STARFLEX), рис. 12. 1а.
Втулка STARFLEX предназначена для удержания лопастей на ответвлениях звезды посредством жестких муфт БЕЗ ПОДШИПНИКОВ, которые обеспечивают функции:
· взмах лопасти;
· лобовое сопротивление;
· изменение шага.
Муфта также должна передавать центробежные усилия с лопасти на центральную жесткую часть звезды. Для этого между муфтами (3) и ответвлением звезды (2) расположены упругие соединения, рис. 12, 1б:
- слоистый сферический упор (слои тонких стальных и эластомерных пластин) и эластомерные подушки - "адаптеры частоты".
 |
а) б)