3.3. Определение взлетной массы вертолета в первом приближении

Для проектируемого легкого вертолета взлетную массу в первом приближении предлагается определять (см. рис. 2.1) по формуле [28]

, (3.8)

где  – масса целевой нагрузки проектируемого легкого вертолета;  – масса экипажа, (1 чел.) ≈ 80…100 кг; – коэффициент массовой отдачи вертолета по полной нагрузке, ( ≈ 0,3…0,6 ‒ для легких вертолетов);  – относи-тельная масса пустого вертолета;  – относительная масса топлива. Величины и ‑ определяют по отобранным для анализа статистическим данным (рекомендуется включать в выборку минимум пять вертолетов-прототипов, наиболее близких по взлетной массе, летно-техническим характеристикам и назначению).

3.4. Расчет параметров несущего винта вертолета

К основным параметрам несущего винта (НВ) вертолета относят: диаметр (радиус) НВ, число лопастей НВ, заполнение НВ, частоту вращения НВ. Значимыми параметрами НВ также являются удельная нагрузка на НВ, число лопастей НВ, хорда лопасти НВ, форма лопасти в плане, профиль сечения лопасти НВ, профилировка и крутка лопасти НВ, тип и размеры втулки НВ.

3.4.1. Выбор диапазона варьирования удельной нагрузки

Область допустимых значений удельной нагрузки¹⁾ на НВ определяют, задаваясь рядом значений относительно :

, (3.9)

где значение 5 – число вертолетов-прототипов, внесенных в статистическую таблицу (табл. 3.2). Для легких вертолетов шаг варьирования допустимо задавать равным  Н/м². Получим

, , , .

Рекомендуется дальнейшие вычисления параметров и характеристик вертолета свести в таблицу, что связано с варьированием параметра (и других параметров), а также с приближениями ( /, //, /// и т.д.) определения (см. разд. 5).

Таблица 3.2

№ п/п	Формулы для вычисления параметров, относительных масс … и коэффициентов (при м/с)	Размер-ность	Число прибли- жений	Удельная нагрузка , Н/м2
				Значения параметров, относительных масс, коэффициентов
1.	…	…	…	…

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

¹⁾ При выборе удельной нагрузки р необходимо учитывать назначение легкого вертолета, его грузоподъемность, число двигателей и условия эксплуатации. Выявлена тенденция роста р с увеличением грузоподъемности вертолета.

Необходимо определить верхнюю границу удельной нагрузки на НВ.

Вертолет с одним двигателем при отказе последнего должен осуществить аварийную посадку в режиме авторотации (самовращения) НВ с вертикальной скоростью V_У ≤ V_У ДОП = 6...8 м/с. Поскольку вертикальная скорость при полете на режиме авторотации V_АВТ ≈1,5 , что соответствует скорости планирования 120...150 км/ч и углу планирования не более 10...14°, то из условия V_У ДОП = V_АВТ получаем максимально допустимые значения р_АВТ = 200...250 Н/м².

Нижняя граница удельной нагрузки р на несущий винт определяется соотношением роста массы НВ, с одной стороны, и уменьшения потребной энерговооруженности на режиме висения – с другой. Поэтому при выборе удельной нагрузки рекомендуется принимать значения, близкие к прототипу, и уточнять их в процессе последующего параметрического анализа. Можно воспользоваться при этом эмпирической формулой И.А. Серова [99] для р, даН/м²:

.