Лопасти в зависимости от азимута

Из рис.1.6 видно, что в азимутах 0 и 180° Vэф>_нr т.е. эффективные скорости элемен­тов одинаковы и равны их окружным скоростям.

При движении лопасти от 0 до 180° (наступающие лопасти) Vэф_нr и в азимуте 90° до­стигают максимального значения: Vэфmax=_нr+Vo. При движении лопасти от 180 до 360° (отступающие лопасти) Vэф_н r и в азимуте 270° достигают минимального значения Vэфmin=_нr-Vo (Рис.1.5,1.6).

Вывод: На режиме косого обтекания эффективные скорости элементов зависят от азимута лопасти. Чем больше скорость по­ступательного движения вертолета, тем больше разница в скоростях об­текания наступающих и отступающих лопастей НВ, тем более неравномерным будет распределение скоростей обтекания по ометаемой площади НВ.

12

1.5.1 Зона обратного обтекания. Характеристика режима работы нв

Анализ обтекания отступающих лопастей показывает: встречный поток со скоростью Vо воздействует на корневые элементы с задней кромки лопасти, так как эффективная скорость Vэф стано­вится меньше окружной _нr (Рис.1.5).

В азимуте 270° sin=-1, поэтому Vэфmin=_нr-Vo. Чем меньше радиус элемента, тем меньше Vэф, и в некотором сечении лопасти скорости окружного и встречного движе­ния будут равны и противоположно направлены: _нr =Vо.

Радиус таких сечений можно найти из уравнения: нr=Vosin ( = 180360°). Геометрическим местом точек на ометаемой поверхности, где эффектив­ные скорости отступающих лопастей равны нулю, является окружность с диаметром d. Все элементы лопастей, попадающие в круг с диаметром d, имеют окружные скорости нr<Vo, поэтому обтека­ются с задней кромки.

Следовательно, при работе НВ в косом потоке образуется зона обратного обтекания, представляющая собой часть сметаемой площади НВ, где корневые элементы отступающих ло­пастей обтекаются с задней кромки.

Особенности зоны обратного обтека­ния: преждевременное образование срыва потока, отрицательной подъемной силы, сниже­ние тяги НВ, возрастание потерь мощности, ухудшение управляемости вертолета, усиление вибраций.

Размер зоны зависит от скорости поступательного движения V и частоты вращения НВ n_н. Чем больше V и меньше n_н, тем больше размер зоны обратного обтекания.

Из подобия треуголь­ников (рис. 1.5) можно вывести следующую пропорцию:

d /rн=Vo/нr= .

Здесь  - характеристика режима работы НВ (= 0 - осевое обтекание, > 0 - косое обтекание). Число  показывает, какую часть лопасти занимает зона обратного обтекания в азимуте 270°. При увеличении числа  условия работы НВ ухудшаются, поэтому в РЛЭ вводится огра­ничение по максимальной скорости полета. Для Vmax вертолета МИ- 8 =0,3.

1.5.2 Результирующая скорость элемента лопасти

Обтекание элементов лопасти имеет пространственный характер, так как на них воздействуют два потока: осевой и эффективный.

Скорость суммарного воздушного потока называ­ется результирующей скоростью Wr=Vос+Vэф (рис. 1.7).

Vос− скорость осевого потока. Вектор скорости осевого потока направлен вдоль оси вращения НВ. В осевой поток входят: индуктивный Vi, от скорости вертикального подъема или снижения Vy, вертикальная составляющая поступательной скорости вертолета Vsinн, направленная под углом атаки НВ н,а также скорость потока от

взмаха лопасти Vвзм. 13

Рис.1.7 Аэродинамические силы элемента лопасти

Для режима осевого обтекания: Wr=Vi+Vy+н r ;

Для режима косого обтекания: Wr=нr+V0sin+Vi+Vy+Vвзм+Vsin.

Для каждого элемента лопасти можно построить треугольник скоростей обтекания, изменяющийся в зависимости от режима полета. При этом изменяется положение и величина суммарного результирующего потока элемента лопасти Wr.