- •Раздел 3. Выбор параметров легкого вертолета
- •3.1. Весовая категория проектируемого вертолета
- •3.2. Форма таблицы статистических данных вертолетов
- •3.3. Определение взлетной массы вертолета в первом приближении
- •3.4. Расчет параметров несущего винта вертолета
- •3.4.1. Выбор диапазона варьирования удельной нагрузки
- •3.4.2. Определение радиуса несущего винта
- •3.4.3. Выбор профиля сечения лопасти
- •3.4.4. Определение окружной скорости несущего винта
- •3.4.5. Коэффициент заполнения несущего винта
- •3.4.6. Определение количества лопастей нв
- •3.4.7. Хорда лопасти нв
- •3.4.8. Форма лопасти нв в плане
- •3.4.9. Профилировка, крутка лопасти нв
- •3.5. Потребная энерговооруженность вертолета
- •3.5.1. Мощность для висения вертолета на статическом потолке Удельная приведенная мощность, потребная для висения вертолета на статическом потолке [64, 90]:
- •3.5.2. Мощность для горизонтального полета вертолета на
- •3.5.3. Мощность для полета вертолета на динамическом потолке
- •3.5.4. Мощность для продолжения взлета вертолета при отказе одного двигателя
- •3.5.5. Анализ энерговооруженности вертолета
- •3.6. Относительная масса конструкции планера
- •3.6.1. Относительная масса фюзеляжа
- •3.6.2. Относительная масса оперения
- •3.6.3. Относительная масса шасси
- •3.6.4. Относительная масса управления
- •3.7. Относительная масса топлива
- •3.8. Относительная масса силовой установки
- •3.8.1. Относительная масса двигателей с системами и всу
- •3.8.2. Относительная масса винтов
- •3.8.3. Относительная масса трансмиссии
- •3.9. Масса оборудования
- •3.10. Анализ влияния удельной нагрузки нв на взлетную массу вертолета и его агрегатов
- •3.11. Выбор двигателя
- •3.11.1. Силовые установки с поршневыми двигателями
- •3.11.2. Силовые установки с турбовальными двигателями
- •3.11.3. Выбор двигателя
- •3.12. Определение параметров агрегатов легкого вертолета
- •3.12.1. Максимально допустимый радиус нв
- •3.12.2. Выбор параметров расположения несущего винта
- •3.12.3. Выбор параметров расположения рулевого винта и оперения
- •3.12.4. Выбор параметров фюзеляжа
- •3.12.5. Выбор параметров шасси
- •3.12.6. Выбор параметров трансмиссии легкого вертолета
- •3.12.7. Выбор схемы топливной системы вертолета
- •3.12.8. Компоновочная схема и общий вид вертолета
- •3.12.8.1. Центровка вертолета
- •3.12.8.2. Компоновка вертолета
- •3.12.8.3. Общий вид вертолета
3.8.2. Относительная масса винтов
, (3.58)
где ‑ относительные величины масс несущего и рулевого винтов вертолета:
(3.59)
где , ‑ относительные величины суммарных масс лопастей несущего и рулевого винтов;
, ‑ относительные массы собственно втулок НВ и РВ:
; (3.60)
; (3.61)
; (3.62
, (3.63)
где и – коэффициенты, учитывающие конструктивные особенности лопастей и втулки НВ; , , , ‑ коэффициенты относительных масс лопастей и втулки НВ, рулевого винта (РВ) и валов трансмиссии, соответственно; и – коэффициенты, учитывающие влияние числа лопастей несущего и рулевого винтов на массу втулок НВ и РВ; и – коэффициенты заполнения НВ и РВ; и РВ ‑ удлинения лопастей НВ и РВ; , – относительные массы каждой лопасти НВ и РВ.
Значения коэффициентов и параметров в формулах (3.60) ‒ (3.63):
= (27…41)·R 0,7, м1,7/с2 ‒ бóльшие значения для легких вертолетов весовой категории Е-1-Л1, а меньшие ‒ для категории Е-1-Л3;
= (1,54…2,34)·R ‒0,65, с0,7/м ‒ меньшие значения для легких вертолетов весовой категории Е-1-Л1, а бóльшие ‒ для Е-1-Л3); = 12,6...13,8 кг/м2,7 ‒ для современных конструкций лопастей НВ со стальным трубчатым или дюралюминиевым прессованным лонжеронами; = 11,5...13,6 кг/м2,7 ‒ для композитных (стекло-, углепластиковых) лопастей НВ [90]; = 1,2…1,3; = 1,3…1,5; = (1,7…2,3)· ‒ по статистическим данным [28, 50, 53, 55, 81] (при предварительном проектировании принимают ≈ 2· ); , ; = 0,0527 кг/кН1,35; = 1 и = 1 при и , = 1+0,05·( ‒ 4) при . Приближенно можно допустить, что .
Для выбора скорости вращения РВ принимают
.
3.8.3. Относительная масса трансмиссии
В общем виде масса трансмиссии
, (3.64)
где — относительные массы главного (ГлР), промежуточного (ПР), хвостового (ХР) редукторов и трансмиссионных валов (В) с муфтами, соответственно:
; |
(3.65) |
; |
(3.66) |
; |
(3.67) |
, |
(3.68) |
где = 7,8 м1,4/с2; = 7,3 м1/3/с2; = 6,7 м0,6/с2; = 6,7 м1/3/с2 ‒ ‒ коэффициенты относительных масс редукторов (ГлР, ХР, ПР) и трансмиссионных валов (В) легкого вертолета; = 0,19…0,21 кг/(Н·м)0,8); = 0,15…0,35 кг/(Н·м)0,8; = 0,137 кг/(Н·м)0,8; = 0,06…0,085 кг1/3·с4/м7/3 (меньшие значения , и – – для вертолетов категории Е-1-Л3, а бóльшие ‒ для Е-1-Л1) ‑ коэффициенты массы главных, хвостовых и промежуточных редукторов, а также трансмиссионных валов вертолетов одновинтовой схемы; ‑ угловая скорость* трансмиссионного вала к хвостовому или промежуточному редуктору**.
Коэффициент использования мощности при варьировании принимается для тех значений , Вт/Н, которые определяются соответствующими режимами полета (см. подразд. 3.4).
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
* ‒ Определяют по статистике или принимают ≈ 314 1/с.
** ‒ Длина трансмиссионного вала равна , где – расстояние между осями НВ и РВ.