WPROWADZANIE

Projektowanie śmigłowców to złożony proces, który rozwija się w czasie, podzielony na powiązane ze sobą etapy i etapy projektowania. Stworzony statek powietrzny musi spełniać wymagania techniczne oraz odpowiadać charakterystyce techniczno-ekonomicznej określonej w specyfikacji projektowej. SIWZ zawiera wstępny opis śmigłowca i jego charakterystyk użytkowych, które zapewniają wysoką efektywność ekonomiczną i konkurencyjność projektowanej maszyny, a mianowicie: nośność, prędkość lotu, zasięg, pułap statyczny i dynamiczny, zasoby, trwałość i koszt.

Zakres zadań określany jest na etapie badań przedprojektowych, podczas których prowadzone są poszukiwania patentowe, analiza istniejących rozwiązań technicznych, prace badawczo-rozwojowe. Głównym zadaniem badań przedprojektowych jest poszukiwanie i eksperymentalna weryfikacja nowych zasad funkcjonowania projektowanego obiektu i jego elementów.

Na etapie wstępnego projektu dobierany jest schemat aerodynamiczny, kształtowany jest wygląd śmigłowca i wykonywane są obliczenia głównych parametrów, aby zapewnić osiągnięcie określonych osiągów lotu. Do parametrów tych należą: masa śmigłowca, moc układu napędowego, wymiary wirnika głównego i ogonowego, masa paliwa, masa oprzyrządowania i wyposażenia specjalnego. Wyniki obliczeń są wykorzystywane przy opracowaniu schematu rozmieszczenia śmigłowca oraz sporządzeniu bilansu do określenia położenia środka masy.

Projektowanie poszczególnych zespołów i podzespołów śmigłowca z uwzględnieniem wybranych rozwiązań technicznych odbywa się na etapie opracowywania projektu technicznego. Jednocześnie parametry projektowanych jednostek muszą odpowiadać wartościom odpowiadającym projektowi projektowemu. Niektóre parametry można dopracować w celu optymalizacji projektu. Podczas projektowania technicznego wykonywane są obliczenia aerodynamiczne wytrzymałościowe i kinematyczne zespołów, a także dobór materiałów konstrukcyjnych i schematów konstrukcyjnych.

Na etapie projektu wykonawczego rysunki wykonawcze i montażowe śmigłowca, specyfikacje, listy przewozowe oraz inna dokumentacja techniczna są przygotowywane zgodnie z przyjętymi normami

W artykule przedstawiono metodykę obliczania parametrów śmigłowca na etapie projektowania wstępnego, która służy do realizacji projektu kursu w dyscyplinie „Projektowanie śmigłowca”.

1. Obliczenie masy startowej śmigłowca pierwszego przybliżenia

gdzie jest masa ładunku, kg;

Waga załogi, kg.

Zasięg lotu

2. Obliczanie parametrów wirnika głównego śmigłowca

2.1 Promień r, m, wirnik główny śmigłowca jednowirnikowego obliczona według wzoru:

gdzie jest masa startowa śmigłowca, kg;

g - przyspieszenie swobodnego spadania równe 9,81 m/s 2;

P - obciążenie właściwe na obszar omiatany przez wirnik główny,

=3,14.

Określona wartość obciążenia P dla obszaru omiatanego przez ślimak dobiera się zgodnie z zaleceniami przedstawionymi w pracy /1/: gdzie P= 280

Przyjmujemy promień głównego wirnika równy r= 7.9

Prędkość kątowa s -1, obroty wirnika głównego są ograniczone przez prędkość obwodową r końce łopat, które zależą od masy startowej śmigłowca i wyniosły r= 232 m/s.

C -1.

RPM

2.2 Względne gęstości powietrza na sufitach statycznych i dynamicznych

2.3 Obliczanie prędkości ekonomicznej przy ziemi i na suficie dynamicznym

Określa się względny obszar równoważnej szkodliwej płytki:

Gdzie S uh= 2.5

Oblicza się wartość prędkości ekonomicznej przy ziemi V h, km/h:

gdzie i = 1,09…1,10 - współczynnik indukcji.

km/h.

Obliczana jest wartość prędkości ekonomicznej na suficie dynamicznym V hałas, km/h:

gdzie i = 1,09…1,10 - współczynnik indukcji.

km/h.

2.4 Obliczane są względne wartości maksymalnej i ekonomicznej na suficie dynamicznym prędkości lotu poziomego:

gdzie V maks=250 km/h i V hałas\u003d 182,298 km / h - prędkość lotu;

r=232 m/s - prędkość obwodowa łopat.

2.5 Obliczenie dopuszczalnych stosunków współczynnika ciągu do wypełnienia wirnika głównego dla prędkości maksymalnej przy ziemi i prędkości ekonomicznej na stropie dynamicznym:

w

2.6 Współczynniki ciągu głównego wirnika przy ziemi i przy suficie dynamicznym:

2.7 Obliczanie wypełnienia wirnika głównego:

Napełnianie wirnika obliczone dla przypadków lotu przy prędkościach maksymalnych i ekonomicznych:

Jako szacunkowa wartość wypełnienia wirnik, największa wartość jest brana z Vmaks oraz V hałas:

Zaakceptować

długość akordu b i wydłużenie łopaty wirnika będą równe:

gdzie zł to liczba łopat wirnika (zł = 3)

2.8 Względny wzrost ciągu głównego wirnika w celu skompensowania oporu aerodynamicznego kadłuba i usterzenia poziomego:

gdzie Sf jest obszarem rzutu poziomego kadłuba;

S th - powierzchnia ogona poziomego.

S f \u003d 10 m 2;

S idź \u003d 1,5 m 2.

3. Obliczanie mocy układu napędowego śmigłowca.

3.1 Obliczanie mocy podczas zawisu na suficie statycznym:

Specyficzna moc potrzebna do napędzania głównego wirnika w trybie zawisu na suficie statystycznym jest obliczana ze wzoru:

gdzie n h st- wymagana moc, W;

m 0 - masa startowa, kg;

g - przyspieszenie swobodnego spadania, m/s 2;

P - obciążenie właściwe na obszar omiatany przez główny wirnik, N / m 2;

st - względna gęstość powietrza na wysokości stropu statycznego;

0 - względna sprawność wirnik główny w trybie zawisu ( 0 =0.75);

Względny wzrost ciągu głównego wirnika w celu zrównoważenia oporu aerodynamicznego kadłuba i usterzenia poziomego:

3.2 Obliczanie mocy właściwej w locie poziomym przy maksymalnej prędkości

Moc właściwą potrzebną do napędzania wirnika głównego w locie poziomym z maksymalną prędkością oblicza się ze wzoru:

gdzie jest prędkość obwodowa końców ostrzy;

Względny równoważny szkodliwy talerz;

i uh- współczynnik indukcji, wyznaczany w zależności od prędkości lotu według następujących wzorów:

przy km/h,

Przy km/h

3.3 Obliczanie mocy właściwej w locie przy pułapie dynamicznym z prędkością ekonomiczną

Moc właściwa do napędzania głównego wirnika na suficie dynamicznym to:

gdzie hałas- względna gęstość powietrza na suficie dynamicznym,

V hałas- ekonomiczna prędkość śmigłowca na suficie dynamicznym,

3.4 Obliczanie mocy właściwej w locie przy ziemi przy prędkości ekonomicznej w przypadku awarii jednego silnika podczas startu

Moc jednostkową potrzebną do kontynuowania startu z prędkością ekonomiczną w przypadku awarii jednego silnika oblicza się ze wzoru:

gdzie jest prędkość ekonomiczna przy ziemi,

3.5 Obliczanie określonych zredukowanych mocy dla różnych przypadków lotu

3.5.1 Specyficzna zmniejszona moc podczas zawisu na suficie statycznym wynosi:

gdzie jest specyficzna charakterystyka przepustnicy, która zależy od wysokości sufitu statycznego? h st i jest obliczany według wzoru:

0 - współczynnik wykorzystania mocy układu napędowego w zawisie, którego wartość zależy od masy startowej śmigłowca m 0 :

Na m 0 < 10 тонн

Przy 10 25 ton

Na m 0 > 25 ton

3.5.2 Specyficzna zmniejszona moc w locie poziomym przy maksymalnej prędkości wynosi:

gdzie jest współczynnik wykorzystania mocy przy maksymalnej prędkości lotu,

Charakterystyka przepustnicy silników w zależności od prędkości lotu V maks :

3.5.3 Specyficzna zmniejszona moc w locie przy pułapie dynamicznym przy ekonomicznej prędkości V hałas jest równe:

gdzie jest współczynnik wykorzystania mocy przy ekonomicznej prędkości lotu,

oraz - poziomy dławienia silnika w zależności od wysokości sufitu dynamicznego h i prędkość lotu V hałas zgodnie z następującą charakterystyką przepustnicy:

3.5.4 Specyficzna zmniejszona moc w locie nad ziemią z prędkością ekonomiczną w przypadku awarii jednego silnika podczas startu wynosi:

gdzie jest współczynnik wykorzystania mocy przy ekonomicznej prędkości lotu,

Stopień dławienia silnika w trybie awaryjnym,

n =2 - liczba silników śmigłowców.

3.5.5 Obliczanie wymaganej mocy układu napędowego

Aby obliczyć wymaganą moc układu napędowego, wybierana jest maksymalna wartość określonej zredukowanej mocy:

Wymagana moc n układ napędowy śmigłowca będzie równy:

gdzie m 0 1 - masa startowa śmigłowca,

g = 9,81 m 2 / s - przyspieszenie swobodnego spadania.

W,

3.6 Wybór silników

Przyjmujemy dwa silniki turbowałowe VK-2500 (TV3-117VMA-SB3) o łącznej mocy każdego n\u003d 1,405 10 6 W

Silnik VK-2500 (TV3-117VMA-SB3) przeznaczony jest do montażu na śmigłowcach nowej generacji, a także do wymiany silników w istniejących śmigłowcach w celu poprawy ich osiągów w locie. Został stworzony na podstawie seryjnego certyfikowanego silnika TV3-117VMA i jest produkowany w Federalnym Państwowym Przedsiębiorstwie Jednostkowym „Zakład im. V.Ya. Klimow”.

4. Obliczanie masy paliwa

Aby obliczyć masę paliwa, która zapewnia dany zasięg lotu, konieczne jest określenie prędkości przelotowej V kr. Obliczenie prędkości przelotowej wykonuje się metodą kolejnych przybliżeń w następującej kolejności:

a) przyjmuje się wartość prędkości przelotowej pierwszego przybliżenia:

km/h;

b) obliczany jest współczynnik indukcji i uh:

Przy km/h

Przy km/h

c) określona moc wymagana do napędzania wirnika głównego w locie w trybie przelotowym jest określona:

gdzie jest maksymalna wartość określonej zmniejszonej mocy układu napędowego,

Współczynnik zmiany mocy w zależności od prędkości lotu V kr 1 , liczony według wzoru:

d) Prędkość przelotową drugiego przybliżenia oblicza się:

e) Wyznacza się względne odchylenie prędkości pierwszego i drugiego przybliżenia:

Kiedy prędkość przelotowa pierwszego przybliżenia jest dopracowana V kr 1 , przyjmuje się ją jako równą obliczonej prędkości drugiego przybliżenia . Następnie obliczenie jest powtarzane od punktu b) i kończy się pod warunkiem .

Jednostkowe zużycie paliwa oblicza się według wzoru:

gdzie jest współczynnik zmiany jednostkowego zużycia paliwa w zależności od trybu pracy silników,

Współczynnik zmiany jednostkowego zużycia paliwa w zależności od prędkości lotu,

Jednostkowe zużycie paliwa w trybie startu.

W przypadku lotu w trybie rejsowym akceptowane są:

przy kW;

Przy kW.

kg/Wh,

Masa paliwa zużytego podczas lotu m T będzie równa:

gdzie jest konkretna moc pobierana przy prędkości przelotowej,

prędkość przelotowa,

L - zasięg lotu.

5. Wyznaczanie masy elementów i zespołów śmigłowca.

5.1 Masę łopatek wirnika głównego określa wzór:

gdzie r - promień wirnika,

- wypełnienie głównego wirnika,

kg,

5.2 Masę piasty wirnika głównego oblicza się ze wzoru:

gdzie k Wt- współczynnik wagowy tulei nowoczesnych konstrukcji,

k ja- współczynnik wpływu liczby ostrzy na masę tulei.

Możesz wziąć pod uwagę:

kg/kN,

dlatego w wyniku przekształceń otrzymujemy:

Aby określić masę piasty wirnika głównego należy obliczyć siłę odśrodkową działającą na łopatki n CB(w kN):

KN,

kg.

5.3 Masa układu sterowania doładowaniem, który obejmuje tarczę skośną, hydrauliczne wspomagacze, układ hydrauliczny sterowania głównym wirnikiem jest obliczany według wzoru:

gdzie b- cięciwa ostrza,

k gwizd- współczynnik wagowy układu sterowania boosterem, który można przyjąć równy 13,2 kg/m3.

Kg.

5.4 Waga ręcznego systemu sterowania:

gdzie k RU- współczynnik wagowy ręcznego układu sterowania, przyjęty dla śmigłowców jednowirnikowych równy 25 kg/m.

Kg.

5.5 Masa przekładni głównej zależy od momentu obrotowego na wale wirnika głównego i obliczana jest ze wzoru:

gdzie k Ed- współczynnik wagowy, którego średnia wartość wynosi 0,0748 kg/(Nm) 0,8.

Maksymalny moment obrotowy na wale głównego wirnika jest określany poprzez zmniejszoną moc układu napędowego n i prędkość śruby :

gdzie 0 - współczynnik wykorzystania mocy układu napędowego, którego wartość jest przyjmowana w zależności od masy startowej śmigłowca m 0 :

Na m 0 < 10 тонн

Przy 10 25 ton

Na m 0 > 25 ton

Nm

Masa przekładni głównej:

Kg.

5.6 Aby określić masę jednostek napędowych śmigła ogonowego, oblicza się jego ciąg T rv :

gdzie m nv- moment obrotowy na wale wirnika,

L rv- odległość między osiami śruby głównej i tylnej.

Odległość między osiami śruby głównej i tylnej jest równa sumie ich promieni i luzu między końcami ich ostrzy:

gdzie - pobrana szczelina równa 0,15...0,2 m,

Promień śmigła ogonowego, który w zależności od masy startowej śmigłowca wynosi:

W t,

W t,

O godz.

Moc n rv, wydatkowana na obrót śmigła ogonowego, obliczana jest według wzoru:

gdzie 0 - względna sprawność śmigła ogonowego, którą można przyjąć równą 0,6 ... 0,65.

W,

Moment obrotowy m rv przenoszona przez wał kierownicy jest równa:

Nm

gdzie jest częstotliwość obrotu wału kierownicy,

z -1,

Moment obrotowy przenoszony przez wał napędowy, Nm, przy prędkości obrotowej n v= 3000 obr/min równa się:

Nm

Waga m v wał napędowy:

gdziek v- współczynnik wagowy wału napędowego równy 0,0318 kg/(Nm) 0,67.

Waga m itp koło pośrednie jest równe:

gdzie k itp- współczynnik wagowy przekładni pośredniej równy 0,137 kg/(Nm) 0,8.

Masa koła ogonowego, który obraca śmigłem ogonowym:

gdzie k xp- współczynnik wagowy dla ogona, którego wartość wynosi 0,105 kg/(Nm) 0,8

kg.

5.7 Masa i główne wymiary śmigła ogonowego są obliczane w zależności od jego ciągu T rv .

Współczynnik naporu C rvśmigło ogonowe jest równe:

Wypełnienie łopat wirnika ogonowego rv obliczone analogicznie jak dla wirnika głównego:

gdzie jest dopuszczalną wartością stosunku współczynnika ciągu do wypełnienia śmigła ogonowego.

długość akordu b rv i wydłużenie rvłopaty śmigła ogonowego oblicza się według wzorów:

gdzie z rv- ilość łopat śmigła ogonowego.

Waga łopat wirnika ogonowego m LR obliczone według wzoru empirycznego:

Wartość siły odśrodkowej n cbr działając na łopatki śmigła ogonowego i odbierany przez zawiasy piasty,

Masa piasty wirnika ogonowego m wtorek obliczone według tego samego wzoru jak dla wirnika głównego:

gdzie n CB- siła odśrodkowa działająca na ostrze,

k Wt- współczynnik wagowy tulei, przyjęty równy 0,0527 kg/kN 1,35

k z- współczynnik wagowy zależny od liczby łopatek i obliczany według wzoru:

5.8 Obliczanie masy układu napędowego śmigłowca

Ciężar właściwy układu napędowego śmigłowca dv obliczone według wzoru empirycznego:

gdzie n- moc układu napędowego.

Masa układu napędowego będzie równa:

kg.

5.9 Obliczanie masy kadłuba i wyposażenia śmigłowca

Masę kadłuba śmigłowca oblicza się ze wzoru:

gdzie S om- powierzchnia mytej powierzchni kadłuba, którą określa wzór:

M 2,

m 0 - masa startowa pierwszego przybliżenia,

k F- współczynnik równy 1,7.

kg,

Masa układu paliwowego:

gdzie m T- masa paliwa zużytego w locie,

k ts- współczynnik wagowy przyjęty dla układu paliwowego równy 0,09.

kg,

Masa podwozia śmigłowca wynosi:

gdzie k w- współczynnik wagowy w zależności od konstrukcji podwozia:

W przypadku podwozia bez chowania,

Do chowanego podwozia.

kg,

Masę wyposażenia elektrycznego śmigłowca oblicza się ze wzoru:

gdzie L rv- odległość między osiami śruby głównej i tylnej,

z ja- ilość łopat wirnika,

r - promień wirnika,

ja- wydłużenie względne łopatek wirnika głównego,

k itp oraz k e-mail- współczynniki wagowe przewodów elektrycznych i innych urządzeń elektrycznych, których wartości wynoszą:

kg,

Masa innego wyposażenia śmigłowca:

gdzie k itp- współczynnik wagowy, którego wartość wynosi 2.

kg.

5.10 Obliczanie drugiej przybliżonej masy startowej śmigłowca

Masa pustego helikoptera jest równa sumie mas jednostek głównych:

Masa startowa śmigłowca drugiego przybliżenia m 02 będzie równa sumie:

gdzie m T - masa paliwa,

m gr- masa ładowności,

m równ- masa załogi.

kg,

6. Opis układu śmigłowca

Zaprojektowany śmigłowiec wykonany jest w schemacie jednowirnikowym z śmigłem ogonowym, dwoma silnikami turbinowymi i dwułożyskowymi płozami. Kadłub śmigłowca o konstrukcji ramowej składa się z części dziobowej i środkowej, belki ogonowej i końcowej. Na dziobie znajduje się dwumiejscowa kabina załogi, składająca się z dwóch pilotów. Przeszklenie kabiny zapewnia dobrą widoczność, blistry przesuwne prawe i lewe wyposażone są w mechanizmy awaryjnego zwalniania. W centralnej części znajduje się kabina o wymiarach 6,8 x 2,05 x 1,7m oraz środkowe drzwi przesuwne o wymiarach 0,62 x 1,4m z mechanizmem awaryjnego opuszczania. Kabina ładunkowa przeznaczona jest do przewozu towarów o masie do 2 ton i wyposażona jest w składane siedzenia dla 12 pasażerów oraz węzły do ​​mocowania 5 noszy. W wersji pasażerskiej w kabinie znajduje się 12 miejsc siedzących, zainstalowanych ze stopniem 0,5m i przejściem 0,25m; a z tyłu znajduje się otwór na tylne drzwi wejściowe, składający się z dwóch skrzydeł.

Bom ogonowy o konstrukcji nitowanej typu belka-wzdłużnica ze skórą roboczą jest wyposażony w węzły do ​​mocowania sterowanego stabilizatora oraz wspornika ogona.

Stabilizator o wielkości 2,2m i powierzchni 1,5m2 z profilem NACA 0012 o konstrukcji jednodźwigarowej, z kompletem żeber oraz poszyciem duraluminium i tkaniny.

Podpora podwójna, narty, podpora przednia samoorientująca, wymiary 500 x 185mm, podpora główna kształtowa z amortyzatorami dwukomorowymi cieczowo-gazowymi, wymiary 865 x 280mm. Wsparcie ogona składa się z dwóch rozpórek, amortyzatora i pięty wspierającej; trasa narciarska 2m, baza narciarska 3,5m.

Wirnik główny z łopatkami na zawiasach, amortyzatorami hydraulicznymi i wahadłowymi amortyzatorami drgań, zamontowany z nachyleniem do przodu 4° 30". Łopaty są w planie prostokątnym z cięciwą 0,67 mi profilami NACA 230 i skręceniem geometrycznym 5%, czubek prędkość ostrzy 200 m/s, lemiesze wyposażone są w wizualny system sygnalizacji uszkodzenia dźwigara oraz elektrotermiczne urządzenie przeciwoblodzeniowe.

Wirnik ogonowy o średnicy 1,44m jest trójłopatowy, popychaczowy, z tuleją typu kardana i całkowicie metalowymi, prostokątnymi łopatami w planie, o cięciwie 0,51m i profilu NACA 230M.

Elektrownia składa się z dwóch silników turbowałowych z turbiną gazową z wolną turbiną VK-2500 (TV3-117VMA-SB3) św. V.Ya.Klimov o łącznej mocy każdego N = 1405 W, zainstalowany na górze kadłuba i zamknięty wspólnym kapturem z otwieranymi drzwiami. Silnik posiada dziewięciostopniową sprężarkę osiową, pierścieniową komorę spalania oraz dwustopniową turbinę.Silniki wyposażone są w urządzenia przeciwpyłowe.

Skrzynia biegów składa się z przekładni głównej, pośredniej i tylnej, wałków hamulcowych, wirnika głównego. Przekładnia główna VR-8A jest trójstopniowa, zapewnia przeniesienie mocy z silników na wirnik główny, śmigło ogonowe i wentylator do chłodzenia, chłodnice oleju silnikowego i przekładnię główną; całkowita ładowność układu olejowego to 60kg.

Sterowanie jest zdublowane za pomocą sztywnego i kablowego okablowania oraz hydraulicznych wzmacniaczy napędzanych z głównego i zapasowego układu hydraulicznego. Czterokanałowy autopilot AP-34B zapewnia stabilizację śmigłowca w locie w zakresie przechyłu, kursu, pochylenia i wysokości. Główny układ hydrauliczny dostarcza zasilanie do wszystkich jednostek hydraulicznych, a zapasowy - tylko hydrauliczne wspomagacze.

System ogrzewania i wentylacji zapewnia doprowadzenie ogrzanego lub zimnego powietrza do kabiny załogi i pasażera, system przeciwoblodzeniowy zabezpiecza przed oblodzeniem łopaty wirnika głównego i ogonowego, przednie szyby kabiny załogi oraz wloty powietrza do silnika.

Wyposażenie do lotów według wskazań przyrządów w trudnych warunkach meteorologicznych w dzień iw nocy obejmuje dwa sztuczne horyzonty, dwa prędkościomierze NV, kombinowany system kursu GMK-1A, automatyczny radiokompas, radiowysokościomierz RV-3.

Wyposażenie łączności obejmuje radiostacje dowodzenia VHF R-860 i R-828, radiostacje łączności HF R-842 i Karat, interkom lotniczy SPU-7.

7. Obliczanie salda śmigłowca

Tabela 1. Bilans pustego śmigłowca

Obliczane są momenty statyczne m cx i oraz m su i względem osi współrzędnych:

Współrzędne środka masy całego śmigłowca obliczane są ze wzorów :

Tabela 2. Listwa centrująca z maksymalnym obciążeniem

Tabela 3. Lista centrująca z 5% pozostałym paliwem i pełnym obciążeniem handlowym

Współrzędne środka masy pusty helikopter: x0 = -0.003; y0 = -1,4524;

Współrzędne środka masy przy maksymalnym obciążeniu: x0 = 0,0293; y0 = -2,0135;

Współrzędne środka masy z 5% pozostałym paliwem i pełną ładownością wąski: x 0 \u003d -0,0678; r 0 = -1,7709.

Wniosek

W tym projekcie kursu wykonano obliczenia masy startowej śmigłowca, masy jego elementów i zespołów oraz rozplanowania śmigłowca. W trakcie rozmieszczania doprecyzowano wyważenie śmigłowca, którego wyliczenie poprzedza sporządzenie raportu wagowego na podstawie obliczeń masy jednostek i zespołu napędowego, wykazów wyposażenia, wyposażenia, ładunku itp. Celem projektu jest określenie optymalnej kombinacji głównych parametrów śmigłowca i jego układów zapewniających spełnienie określonych wymagań.

Wstęp

Projektowanie śmigłowców to złożony proces, który rozwija się w czasie, podzielony na powiązane ze sobą etapy i etapy projektowania. Stworzony statek powietrzny musi spełniać wymagania techniczne oraz odpowiadać charakterystyce techniczno-ekonomicznej określonej w specyfikacji projektowej. SIWZ zawiera wstępny opis śmigłowca i jego charakterystyk użytkowych, które zapewniają wysoką efektywność ekonomiczną i konkurencyjność projektowanej maszyny, a mianowicie: nośność, prędkość lotu, zasięg, pułap statyczny i dynamiczny, zasoby, trwałość i koszt.

Zakres zadań określany jest na etapie badań przedprojektowych, podczas których prowadzone są poszukiwania patentowe, analiza istniejących rozwiązań technicznych, prace badawczo-rozwojowe. Głównym zadaniem badań przedprojektowych jest poszukiwanie i eksperymentalna weryfikacja nowych zasad funkcjonowania projektowanego obiektu i jego elementów.

Na etapie wstępnego projektu dobierany jest schemat aerodynamiczny, kształtowany jest wygląd śmigłowca i wykonywane są obliczenia głównych parametrów, aby zapewnić osiągnięcie określonych osiągów lotu. Do parametrów tych należą: masa śmigłowca, moc układu napędowego, wymiary wirnika głównego i ogonowego, masa paliwa, masa oprzyrządowania i wyposażenia specjalnego. Wyniki obliczeń są wykorzystywane przy opracowaniu schematu rozmieszczenia śmigłowca oraz sporządzeniu bilansu do określenia położenia środka masy.

Projektowanie poszczególnych zespołów i podzespołów śmigłowca z uwzględnieniem wybranych rozwiązań technicznych odbywa się na etapie opracowywania projektu technicznego. Jednocześnie parametry projektowanych jednostek muszą odpowiadać wartościom odpowiadającym projektowi projektowemu. Niektóre parametry można dopracować w celu optymalizacji projektu. Podczas projektowania technicznego wykonywane są obliczenia aerodynamiczne wytrzymałościowe i kinematyczne zespołów, a także dobór materiałów konstrukcyjnych i schematów konstrukcyjnych.

Na etapie projektu wykonawczego rysunki wykonawcze i montażowe śmigłowca, specyfikacje, listy przewozowe oraz inna dokumentacja techniczna są przygotowywane zgodnie z przyjętymi normami

W artykule przedstawiono metodykę obliczania parametrów śmigłowca na etapie projektowania wstępnego, która służy do realizacji projektu kursu w dyscyplinie „Projektowanie śmigłowca”.

Obliczanie masy startowej śmigłowca pierwszego przybliżenia

gdzie jest masa ładunku, kg;

Waga załogi, kg.

Zasięg lotu

Obliczanie parametrów wirnika głównego śmigłowca

2.1 Promień R, m wirnika głównego śmigłowca jednowirnikowego oblicza się ze wzoru:

gdzie jest masa startowa śmigłowca, kg;

g - przyspieszenie swobodnego spadania równe 9,81 m/s2;

p - obciążenie właściwe na obszarze omiatanym przez wirnik główny,

Wartość obciążenia właściwego p na obszarze omiatanym przez śrubę dobiera się zgodnie z zaleceniami przedstawionymi w pracy /1/: gdzie p=280

Przyjmujemy promień wirnika równy R=7,9

Prędkość kątowa s-1 obrotu wirnika głównego jest ograniczona przez prędkość obwodową R końców łopat, która zależy od masy startowej śmigłowca i wynosi R=232 m/s.

2.2 Względne gęstości powietrza na sufitach statycznych i dynamicznych

2.3 Obliczanie prędkości ekonomicznej przy ziemi i na suficie dynamicznym

Określa się względny obszar równoważnej szkodliwej płytki:

Gdzie Se=2,5

Wartość prędkości ekonomicznej przy ziemi Vz, km/h oblicza się:

Wartość prędkości ekonomicznej na stropie dynamicznym Vdyn, km/h oblicza się:

gdzie I \u003d 1,09 ... 1,10 to współczynnik indukcji.

2.4 Oblicza się względne wartości maksymalnych i ekonomicznych prędkości lotu poziomego na suficie dynamicznym:

gdzie Vmax=250 km/h i Vdyn=182,298 km/h - prędkość lotu;

R=232 m/s - prędkość obwodowa łopat.

Wstęp

Projektowanie śmigłowców to złożony proces, który rozwija się w czasie, podzielony na powiązane ze sobą etapy i etapy projektowania. Stworzony statek powietrzny musi spełniać wymagania techniczne oraz odpowiadać charakterystyce techniczno-ekonomicznej określonej w specyfikacji projektowej. SIWZ zawiera wstępny opis śmigłowca i jego charakterystyk użytkowych, które zapewniają wysoką efektywność ekonomiczną i konkurencyjność projektowanej maszyny, a mianowicie: nośność, prędkość lotu, zasięg, pułap statyczny i dynamiczny, zasoby, trwałość i koszt.

Zakres zadań określany jest na etapie badań przedprojektowych, podczas których prowadzone są poszukiwania patentowe, analiza istniejących rozwiązań technicznych, prace badawczo-rozwojowe. Głównym zadaniem badań przedprojektowych jest poszukiwanie i eksperymentalna weryfikacja nowych zasad funkcjonowania projektowanego obiektu i jego elementów.

Na etapie wstępnego projektu dobierany jest schemat aerodynamiczny, kształtowany jest wygląd śmigłowca i wykonywane są obliczenia głównych parametrów, aby zapewnić osiągnięcie określonych osiągów lotu. Do parametrów tych należą: masa śmigłowca, moc układu napędowego, wymiary wirnika głównego i ogonowego, masa paliwa, masa oprzyrządowania i wyposażenia specjalnego. Wyniki obliczeń są wykorzystywane przy opracowaniu schematu rozmieszczenia śmigłowca oraz sporządzeniu bilansu do określenia położenia środka masy.

Projektowanie poszczególnych zespołów i podzespołów śmigłowca z uwzględnieniem wybranych rozwiązań technicznych odbywa się na etapie opracowywania projektu technicznego. Jednocześnie parametry projektowanych jednostek muszą odpowiadać wartościom odpowiadającym projektowi projektowemu. Niektóre parametry można dopracować w celu optymalizacji projektu. Podczas projektowania technicznego wykonywane są obliczenia aerodynamiczne wytrzymałościowe i kinematyczne zespołów, a także dobór materiałów konstrukcyjnych i schematów konstrukcyjnych.

Na etapie projektu wykonawczego rysunki wykonawcze i montażowe śmigłowca, specyfikacje, listy przewozowe oraz inna dokumentacja techniczna są przygotowywane zgodnie z przyjętymi normami

W artykule przedstawiono metodykę obliczania parametrów śmigłowca na etapie projektowania wstępnego, która służy do realizacji projektu kursu w dyscyplinie „Projektowanie śmigłowca”.

1. Obliczenie masy startowej śmigłowca pierwszego przybliżenia

2. Obliczanie parametrów wirnika głównego śmigłowca

2.1 Promień r, m, wirnik główny śmigłowca jednowirnikowego oblicza się ze wzoru:

g- przyspieszenie swobodnego spadania równe 9,81 m/s 2 ;

P- obciążenie właściwe na obszar omiatany przez wirnik główny,

P =3,14.

Określona wartość obciążenia P dla obszaru omiatanego przez ślimak dobiera się zgodnie z zaleceniami przedstawionymi w pracy /1/: gdzie P = 280

Przyjmujemy promień głównego wirnika równy r = 7.9

Prędkość kątowa w s -1 , obroty wirnika głównego są ograniczone przez prędkość obwodową w r końcówki łopat, które zależą od masy startowej

2.2 Względne gęstości powietrza na sufitach statycznych i dynamicznych

2.3 Obliczanie prędkości ekonomicznej przy ziemi i na suficie dynamicznym

Powierzchnia względna jest określana

Oblicza się wartość prędkości ekonomicznej przy ziemi V h, km/h:

gdzie i

Obliczana jest wartość prędkości ekonomicznej na suficie dynamicznym V hałas, km/h:

gdzie i\u003d 1,09 ... 1,10 - współczynnik indukcji.

2.4 Oblicza się względne wartości maksymalnych i ekonomicznych prędkości lotu poziomego na suficie dynamicznym:

gdzie Vmaks=250 km/h i V hałas\u003d 182,298 km / h - prędkość lotu;

w r=232 m/s - prędkość obwodowa łopat.

2.5 Obliczenie dopuszczalnych stosunków współczynnika ciągu do wypełnienia wirnika głównego dla prędkości maksymalnej przy ziemi i prędkości ekonomicznej na stropie dynamicznym:

2.6 Współczynniki ciągu głównego wirnika przy ziemi i przy suficie dynamicznym:

2.7 Obliczanie wypełnienia wirnika głównego:

Napełnianie wirnika s obliczone dla przypadków lotu przy prędkościach maksymalnych i ekonomicznych:

Jako szacunkowa wartość wypełnienia s wirnik, największa wartość jest brana z s Vmaks oraz s V hałas .

Wstęp

Projektowanie śmigłowców to złożony proces, który rozwija się w czasie, podzielony na powiązane ze sobą etapy i etapy projektowania. Stworzony statek powietrzny musi spełniać wymagania techniczne oraz odpowiadać charakterystyce techniczno-ekonomicznej określonej w specyfikacji projektowej. SIWZ zawiera wstępny opis śmigłowca i jego charakterystyk użytkowych, które zapewniają wysoką efektywność ekonomiczną i konkurencyjność projektowanej maszyny, a mianowicie: nośność, prędkość lotu, zasięg, pułap statyczny i dynamiczny, zasoby, trwałość i koszt.

Zakres zadań określany jest na etapie badań przedprojektowych, podczas których prowadzone są poszukiwania patentowe, analiza istniejących rozwiązań technicznych, prace badawczo-rozwojowe. Głównym zadaniem badań przedprojektowych jest poszukiwanie i eksperymentalna weryfikacja nowych zasad funkcjonowania projektowanego obiektu i jego elementów.

Na etapie wstępnego projektu dobierany jest schemat aerodynamiczny, kształtowany jest wygląd śmigłowca i wykonywane są obliczenia głównych parametrów, aby zapewnić osiągnięcie określonych osiągów lotu. Do parametrów tych należą: masa śmigłowca, moc układu napędowego, wymiary wirnika głównego i ogonowego, masa paliwa, masa oprzyrządowania i wyposażenia specjalnego. Wyniki obliczeń są wykorzystywane przy opracowaniu schematu rozmieszczenia śmigłowca oraz sporządzeniu bilansu do określenia położenia środka masy.

Projektowanie poszczególnych zespołów i podzespołów śmigłowca z uwzględnieniem wybranych rozwiązań technicznych odbywa się na etapie opracowywania projektu technicznego. Jednocześnie parametry projektowanych jednostek muszą odpowiadać wartościom odpowiadającym projektowi projektowemu. Niektóre parametry można dopracować w celu optymalizacji projektu. Podczas projektowania technicznego wykonywane są obliczenia aerodynamiczne wytrzymałościowe i kinematyczne zespołów, a także dobór materiałów konstrukcyjnych i schematów konstrukcyjnych.

Na etapie projektu wykonawczego rysunki wykonawcze i montażowe śmigłowca, specyfikacje, listy przewozowe oraz inna dokumentacja techniczna są przygotowywane zgodnie z przyjętymi normami

W artykule przedstawiono metodykę obliczania parametrów śmigłowca na etapie projektowania wstępnego, która służy do realizacji projektu kursu w dyscyplinie „Projektowanie śmigłowca”.

1. Obliczenie masy startowej śmigłowca pierwszego przybliżenia

gdzie jest masa ładunku, kg;

Waga załogi, kg.

Zasięg lotu

kg.

2. Obliczanie parametrów wirnika głównego śmigłowca

2.1 Promień r, m, wirnik główny śmigłowca jednowirnikowegoobliczona według wzoru:

,

gdzie jest masa startowa śmigłowca, kg;

g- przyspieszenie swobodnego spadania równe 9,81 m/s 2 ;

P - obciążenie właściwe na obszar omiatany przez wirnik główny,

 =3,14.

Określona wartość obciążeniaPdla obszaru omiatanego przez ślimak dobiera się zgodnie z zaleceniami przedstawionymi w pracy /1/: gdzieP= 280

m.

Przyjmujemy promień głównego wirnika równyr= 7.9

Prędkość kątowa , Z -1 , obroty wirnika głównego są ograniczone przez prędkość obwodową rkońce łopat, które zależą od masy startowej śmigłowca i wyniosły r= 232 m/s.

Z -1 .

obr/min

2.2 Względne gęstości powietrza na sufitach statycznych i dynamicznych

2.3 Obliczanie prędkości ekonomicznej przy ziemi i na suficie dynamicznym

Określa się względny obszar równoważnej szkodliwej płytki:

GdzieS uh = 2.5

Oblicza się wartość prędkości ekonomicznej przy ziemi V h , km/h:

,

gdziei = 1,09…1,10 - współczynnik indukcji.

km/h.

Obliczana jest wartość prędkości ekonomicznej na suficie dynamicznym V hałas , km/h:

,

gdziei = 1,09…1,10 - współczynnik indukcji.

km/h.

2.4 Obliczane są względne wartości maksymalnej i ekonomicznej na suficie dynamicznym prędkości lotu poziomego:

,

gdzieV maks =250 km/h iV hałas \u003d 182,298 km / h - prędkość lotu;

 r=232 m/s - prędkość obwodowa łopat.

2.5 Obliczenie dopuszczalnych stosunków współczynnika ciągu do wypełnienia wirnika głównego dla prędkości maksymalnej przy ziemi i prędkości ekonomicznej na stropie dynamicznym:

2.6 Współczynniki ciągu głównego wirnika przy ziemi i przy suficie dynamicznym:

,

,

,

.

2.7 Obliczanie wypełnienia wirnika głównego:

Napełnianie wirnika  obliczone dla przypadków lotu przy prędkościach maksymalnych i ekonomicznych:

;

.

Jako szacunkowa wartość wypełnienia  wirnik, największa wartość jest brana z  Vmaks oraz  V hałas :

Zaakceptować

długość akordu b i wydłużenie  łopaty wirnika będą równe:

, gdzie z ja - ilość łopat wirnika ( z ja =3)

m,

.

2.8 Względny wzrost ciągu głównego wirnikaw celu skompensowania oporu aerodynamicznego kadłuba i usterzenia poziomego:

,

gdzie S F - powierzchnia rzutu poziomego kadłuba;

S ten - obszar upierzenia poziomego.

S F =10 m 2 ;

S ten =1,5 m 2 .

3. Obliczanie mocy układu napędowego śmigłowca.

3.1 Obliczanie mocy podczas zawisu na suficie statycznym:

Specyficzna moc potrzebna do napędzania głównego wirnika w trybie zawisu na suficie statystycznym jest obliczana ze wzoru:

,

gdzie n h st - wymagana moc, W;

m 0 - masa startowa, kg;

g - przyspieszenie swobodnego spadania, m/s 2 ;

P - obciążenie jednostkowe powierzchni omiatanej przez wirnik główny, N/m 2 ;

 st - względna gęstość powietrza na wysokości stropu statycznego;

 0 - względna wydajność wirnik główny w trybie zawisu (  0 =0.75);

Względny wzrost ciągu głównego wirnika w celu zrównoważenia oporu aerodynamicznego kadłuba i usterzenia poziomego:

.

3.2 Obliczanie mocy właściwej w locie poziomym przy maksymalnej prędkości

Moc właściwą potrzebną do napędzania wirnika głównego w locie poziomym z maksymalną prędkością oblicza się ze wzoru:

,

gdzie jest prędkość obwodowa końców ostrzy;

- względny równoważny szkodliwy talerz;

i uh - współczynnik indukcji, wyznaczany w zależności od prędkości lotu według następujących wzorów:

, przy km/h,

, przy km/h.

3.3 Obliczanie mocy właściwej w locie przy pułapie dynamicznym z prędkością ekonomiczną

Moc właściwa do napędzania głównego wirnika na suficie dynamicznym to:

,

gdzie  hałas - względna gęstość powietrza na suficie dynamicznym,

V hałas - ekonomiczna prędkość śmigłowca na suficie dynamicznym,

3.4 Obliczanie mocy właściwej w locie przy ziemi przy prędkości ekonomicznej w przypadku awarii jednego silnika podczas startu

Moc jednostkową potrzebną do kontynuowania startu z prędkością ekonomiczną w przypadku awarii jednego silnika oblicza się ze wzoru:

,

gdzie jest prędkość ekonomiczna przy ziemi,

3.5 Obliczanie określonych zredukowanych mocy dla różnych przypadków lotu

3.5.1 Specyficzna zmniejszona moc podczas zawisu na suficie statycznym wynosi:

,

gdzie jest specyficzna charakterystyka przepustnicy, która zależy od wysokości sufitu statycznego? h st i jest obliczany według wzoru:

,

 0 - współczynnik wykorzystania mocy układu napędowego w zawisie, którego wartość zależy od masy startowej śmigłowcam 0 :

w m 0 < 10 тонн

przy 10 25 ton

w m 0 > 25 ton

,

,

3.5.2 Specyficzna zmniejszona moc w locie poziomym przy maksymalnej prędkości wynosi:

,

gdzie - współczynnik wykorzystania mocy przy maksymalnej prędkości lotu,

- Charakterystyka przepustnicy silników w zależności od prędkości lotu V maks :

;

3.5.3 Specyficzna zmniejszona moc w locie przy pułapie dynamicznym przy ekonomicznej prędkości V hałas jest równe:

,

oraz - poziomy dławienia silnika w zależności od wysokości sufitu dynamicznego h i prędkość lotu V hałas zgodnie z następującą charakterystyką przepustnicy:

,

.

;

3.5.4 Specyficzna zmniejszona moc w locie nad ziemią z prędkością ekonomiczną w przypadku awarii jednego silnika podczas startu wynosi:

,

gdzie jest współczynnik wykorzystania mocy przy ekonomicznej prędkości lotu,

- stopień dławienia silnika w trybie awaryjnym,

n = 2 - liczba silników śmigłowców.

,

,

3.5.5 Obliczanie wymaganej mocy układu napędowego

Aby obliczyć wymaganą moc układu napędowego, wybierana jest maksymalna wartość określonej zredukowanej mocy:

.

Wymagana moc n układ napędowy śmigłowca będzie równy:

,

gdzie m 01 - masa startowa śmigłowca,

g = 9,81 m² 2 /s - przyspieszenie swobodnego spadania.

W,

3.6 Wybór silników

Zaakceptuj dwa silniki turbowałoweVK-2500(TV3-117VMA-SB3) całkowita moc każdego n =1,405∙10 6 Wt

SilnikVK-2500 (TV3-117VMA-SB3) przeznaczone do montażu na śmigłowcach nowej generacji, a także do wymiany silników w śmigłowcach istniejących w celu poprawy ich osiągów w locie. Został stworzony na podstawie seryjnego certyfikowanego silnika TV3-117VMA i jest produkowany w Federalnym Państwowym Przedsiębiorstwie Jednostkowym „Zakład im. V.Ya. Klimow”.

4. Obliczanie masy paliwa

Aby obliczyć masę paliwa, która zapewnia dany zasięg lotu, konieczne jest określenie prędkości przelotowejV kr . Obliczenie prędkości przelotowej wykonuje się metodą kolejnych przybliżeń w następującej kolejności:

a) przyjmuje się wartość prędkości przelotowej pierwszego przybliżenia:

km/h;

b) obliczany jest współczynnik indukcji i uh :

przy km/h

przy km/h

c) określona moc wymagana do napędzania wirnika głównego w locie w trybie przelotowym jest określona:

,

gdzie jest maksymalna wartość określonej zmniejszonej mocy układu napędowego,

- współczynnik zmiany mocy w zależności od prędkości lotu V kr 1 , liczony według wzoru:

.

d) Prędkość przelotową drugiego przybliżenia oblicza się:

.

e) Wyznacza się względne odchylenie prędkości pierwszego i drugiego przybliżenia:

.

Kiedy prędkość przelotowa pierwszego przybliżenia jest dopracowana V kr 1 , przyjmuje się ją jako równą obliczonej prędkości drugiego przybliżenia . Następnie obliczenie jest powtarzane od punktu b) i kończy się pod warunkiem .

Jednostkowe zużycie paliwa oblicza się według wzoru:

,

gdzie jest współczynnik zmiany jednostkowego zużycia paliwa w zależności od trybu pracy silników,

- współczynnik zmiany jednostkowego zużycia paliwa w zależności od prędkości lotu,

- jednostkowe zużycie paliwa w trybie startu.

W przypadku lotu w trybie rejsowym akceptowane są:

;

;

przy kW;

przy kW.

kg/Wh,

Masa paliwa zużytego podczas lotu m T będzie równa:

gdzie jest konkretna moc pobierana przy prędkości przelotowej,

- prędkość przelotowa,

L - zasięg lotu.

kg.

5. Wyznaczanie masy elementów i zespołów śmigłowca.

5.1 Masę łopatek wirnika głównego określa wzór:

,

gdzie r - promień wirnika,

 - wypełnienie głównego wirnika,

kg,

5.2 Masę piasty wirnika głównego oblicza się ze wzoru:

,

gdzie k Wt - współczynnik wagowy tulei nowoczesnych konstrukcji,

k ja - współczynnik wpływu liczby ostrzy na masę tulei.

Możesz wziąć pod uwagę:

kg/kN,

,

dlatego w wyniku przekształceń otrzymujemy:

Aby określić masę piasty wirnika głównego należy obliczyć siłę odśrodkową działającą na łopatkin CB (w kN):

,

kN,

kg.

5.3 Masa układu sterowania doładowaniem, który obejmuje tarczę skośną, hydrauliczne wspomagacze, układ hydrauliczny sterowania głównym wirnikiem jest obliczany ze wzoru:

,

gdzie b - cięciwa ostrza,

k gwizd - współczynnik wagowy układu sterowania boosterem, który można przyjąć równy 13,2 kg/m 3 .

kg.

5.4 Waga ręcznego systemu sterowania:

,

gdzie k RU - współczynnik wagowy ręcznego układu sterowania, przyjęty dla śmigłowców jednowirnikowych równy 25 kg/m.

kg.

5.5 Masa przekładni głównej zależy od momentu obrotowego na wale wirnika głównego i obliczana jest ze wzoru:

,

gdzie k Ed - współczynnik wagowy, którego średnia wartość wynosi 0,0748 kg/(Nm) 0,8 .

Maksymalny moment obrotowy na wale głównego wirnika jest określany poprzez zmniejszoną moc układu napędowegon i prędkość śruby  :

,

gdzie  0 - współczynnik wykorzystania mocy układu napędowego, którego wartość przyjmuje się w zależności od masy startowej śmigłowcam 0 :

w m 0 < 10 тонн

przy 10 25 ton

w m 0 > 25 ton

N∙m,

Masa przekładni głównej:

kg.

5.6 Aby określić masę jednostek napędowych śmigła ogonowego, oblicza się jego ciąg T rv :

,

gdzie m nv - moment obrotowy na wale wirnika,

L rv - odległość między osiami śruby głównej i tylnej.

Odległość między osiami śruby głównej i tylnej jest równa sumie ich promieni i luzu  między końcami ich ostrzy:

,

gdzie  - pobrana szczelina równa 0,15...0,2 m,

to promień śmigła ogonowego, który w zależności od masy startowej śmigłowca wynosi:

w t,

w t,

w t.

m,

m,

H,

Moc n rv , wydatkowana na obrót śmigła ogonowego, obliczana jest według wzoru:

,

gdzie  0 - względna sprawność śmigła ogonowego, którą można przyjąć równą 0,6 ... 0,65.

W,

Moment obrotowy m rv przenoszona przez wał kierownicy jest równa:

N∙m,

gdzie jest częstotliwość obrotu wału kierownicy,

Z -1 ,

Moment obrotowy przenoszony przez wał napędowy, N∙m, przy prędkości obrotowej n v = 3000 obr/min równa się:

N∙m,

N∙m,

Waga m v wał napędowy:

,

gdzie k v - współczynnik wagowy wału napędowego równy 0,0318 kg/(Nm) 0,67 . kg

Wartość siły odśrodkowej n cbr działając na łopatki śmigła ogonowego i odbierany przez zawiasy piasty,

Masa piasty wirnika ogonowego m wtorek obliczone według tego samego wzoru jak dla wirnika głównego:

,

gdzie n CB - siła odśrodkowa działająca na ostrze,

k Wt - współczynnik wagowy tulei, przyjęty równy 0,0527 kg/kN 1,35

k z - współczynnik wagowy zależny od liczby łopatek i obliczany według wzoru: kg,

Masę wyposażenia elektrycznego śmigłowca oblicza się ze wzoru:

,

gdzie L rv - odległość między osiami śruby głównej i tylnej,

z ja - ilość łopat wirnika,

r - promień wirnika,

 ja - wydłużenie względne łopatek wirnika głównego,

k itp oraz k e-mail - współczynniki wagowe przewodów elektrycznych i innych urządzeń elektrycznych, których wartości wynoszą:

,

Obliczanie i budowa biegunów do lądowania 3.4 Zapłata i konstrukcja... / S 0.15 10. Dane ogólne 10.1 Odlecieć waga samolot kg m0 880 10 ...

Oblicz ciąg wirnika głównego. Jeżeli potraktujemy powierzchnię (obszar F), omiataną przez śrubę podczas jej obrotu, jako nieprzenikalną płaszczyznę, to zobaczymy, że na tę płaszczyznę działa ciśnienie pi z góry, a p2 z dołu, a p-2 jest większe niż piks.

Z drugiej zasady mechaniki wiadomo, że masa otrzymuje przyspieszenie tylko wtedy, gdy działa na nią jakaś siła. Co więcej, siła ta jest równa iloczynowi masy i przyspieszenia i jest skierowana w kierunku przyspieszenia (w naszym przypadku w dół).

Co to za moc? Z jednej strony oczywiste jest, że siła ta jest wynikiem działania śruby na powietrze. Z drugiej strony, prawda? siła zgodnie z trzecią zasadą mechaniki musi odpowiadać równej wielkości i przeciwnej do kierunku działania powietrza na śrubę. Ta ostatnia to nic innego jak siła ciągu śmigła.

Jeśli jednak spojrzymy na dynamometr, który mierzy rzeczywisty ciąg śruby, okaże się, że nasze obliczenia są nieco niedokładne. W rzeczywistości ciąg będzie mniejszy, ponieważ działanie śmigła uznaliśmy za idealne i nie wzięliśmy pod uwagę strat energii spowodowanych tarciem i wirowaniem strumienia powietrza za śmigłem.

W rzeczywistości cząsteczki powietrza zbliżają się do ślimaka z nie tylko prędkością indukcyjną w kierunku osiowym, prostopadłym do płaszczyzny obrotu, ale także prędkością skręcania. Dlatego przy obliczaniu indukcyjnych prędkości ssania i wyrzutu u2 uwzględniany jest również zawirowanie powietrza podczas obrotu wirnika głównego.

We wzorze ciągu współczynnik siły nośnej su jest podobny do współczynnika ciągu; prędkość lotu odpowiada obwodowej prędkości końców łopat śmigła, o promieniu r i prędkości kątowej, obszar skrzydła 5 odpowiada obszarowi tarczy omiatanej przez śmigło, lg2. Współczynnik wyznaczany jest z krzywej nadmuchu danego śmigła przy różnych kątach natarcia.

Wartość bezwymiarowego współczynnika naporu dla konkretnego, wytworzonego już śmigła pracującego w danym trybie można obliczyć dzieląc napór śmigła T, wyrażony w kilogramach, przez iloczyn innych parametrów śmigła, który również ma wymiar siły naporu kg .

Ustaliliśmy, że jeśli siła nośna samolotu jest tworzona przez wyrzucanie powietrza w dół skrzydła, to siła nośna helikoptera jest tworzona przez wyrzucanie powietrza w dół głównego wirnika.

Kiedy śmigłowiec ma prędkość do przodu, wtedy naturalnie ilość wyrzucanego powietrza wzrasta.

Z tego powodu, przy wydatku tej samej mocy, wirnik główny śmigłowca o prędkości postępowej rozwija większą siłę ciągu niż wirnik śmigłowca wiszącego.

I vice versa, aby wytworzyć ten sam ciąg, mniej mocy musi być przekazane do śmigła śmigłowca z prędkością do przodu niż do śmigła wiszącego śmigłowca.

Spadek wymaganej mocy wraz ze wzrostem prędkości następuje tylko do pewnej wartości prędkości, przy której wzrost oporu powietrza na ruch śmigłowca nie tylko pochłania przyrost mocy, ale wręcz wymaga jej zwiększenia.