Рис. 12.1 Втулка несущего винта
1.4.5 Движения лопастей в плоскости действия тяги
Рассмотрим движение лопасти в плоскости действия тяги (рис.13). При вращении лопасти на нее действуют следующие силы:
- подъемная сила Уал. Приложена в центре давления на расстоянии а от втулки;
- сила тяжести G л. Приложена в центре масс лопасти на расстоянии в от втулки;
- центробежная сила F цб. Приложена в центре масс лопасти на расстоянии с от втулки.
Действуя на своем плече, каждая сила создает моменты относительно точки закрепления к втулке. Моменты сил создают упругий изгиб каждой лопасти и поднимают лопасти относительно плоскости вращения НВ на угол βл (рис.13).
Если при вращении НВ углы βл не изменяются, лопасть будет находиться в состоянии равновесия относительно плоскости вращения в любом азимуте.
Условием равновесия лопасти относительно точки её закрепления к втулке является равенство нулю алгебраической суммы моментов, действующих на лопасть:
å М=Му - М G -Мцб=0.
Состояние равновесия лопастей, при одинаковых углах взмаха в любом азимуте возможно только в случае работы НВ на режиме осевого обтекания.
Рис. 13 Схема равновесия лопасти
1.4.6 Маховые движения лопастей
При переходе НВ к режиму косой обдувки равновесие лопастей от азимута к азимуту непрерывно нарушается, так как углы атаки и подъемные силы лопастей непрерывно изменяются по азимуту, согласно зависимостям, представленным на графиках рис.14 а, 14 б.
а) б)
Рис. 14 Изменение углов атаки и подъёмных сил лопастей по азимуту
В этом случае лопасти, связанные с втулкой через упругие элементы муфты, начинают непрерывно прогибаться в плоскости действия тяги, изменять своё положение относительно плоскости вращения НВ.
Положение лопастей над КПВ характеризуется величиной угла взмаха βл. Непрерывные изменения углов взмаха при поворотах лопастей из-за дефор-маций упругих элементов муфт втулки представляют собой маховые движения лопастей.
1.4.7 Изменение углов взмаха по азимуту
На величину углов взмаха оказывают влияние: массовые характеристики лопастей, скорости обтекания, углы установки лопастей (шаг винта), углы атаки, частота вращения НВ отклонение органов продольно-поперечного управления.
Важную роль в работе несущего винта и динамике движения еврокоптера играет распределение углов взмаха, если изменяются углы азимутального положения лопастей Ψ, а несущий винт работает на режиме косого обтекания.
При изменении угла азимута лопасти Ψ от 0 до 90о вследствие увеличения скорости обтекания наблюдается увеличение угла взмаха лопасти. В азимуте 90о лопасть имеет максимальный прирост подъёмной силы и уменьшение угла атаки за счёт взмаха (рис.14).
При движении от Ψ = 90 о до 180о появляется сила инерции лопасти, препятствующая уменьшению угла взмаха. Из-за подъёма лопасти и воздействия на неё потока снизу возникает дополнительный прирост подъемной силы. В этом азимутальном секторе лопасть имеет максимальный угол взмаха, то есть подъём над плоскостью вращения НВ.
Ψ = 180÷360о. В этом секторе вследствие уменьшения скорости обтекания лопасть получает отрицательный прирост подъёмной силы, но после прохождения азимута 270о лопасть продолжает опускаться, несмотря на увеличение эффективной скорости обтекания. Этому способствует сила инерции лопасти, которая препятствует увеличению взмаха лопасти.
Таким образом, упругие деформации – маховые движения лопастей совершаются под влиянием нескольких факторов: изменения скоростей обте-кания, действия инерционных сил, изменения углов атаки лопастей.
С каждым оборотом несущего винта изменения углов взмаха циклически повторяются.
