Конус вращения несущего винта

При своём вращении лопасти шарнирного НВ образуют геометрическую фигуру - конус вращения.

При осевом обтекании все лопасти находятся в состоянии равнове­сия, на одинаковых углах взмаха βл. Поэтому ось конуса вращения совпадает с конструктивной осью вращения НВ. Равнодействующая лопастей Rл проходят вдоль оси лопасти и пересекает ось ГШ.

Равнодействующая несущего винта R_Н представляет собой геометрическую сумму равнодействующих лопастей: R_Н =åR_Л и проходит вдоль оси НВ (рис. 1.22).

Рис.1.22 Конус вращения несущего винта

При косом обтекании равновесие лопастей непрерывно нарушается и лопасти имеют различное положение над конструктивной плоскостью НВ(см. рис.1.15). При этом углы взмаха зависят от совместного действия различных фак­торов.

При раздельном рассмотрении этих факторов получается следу­ющая картина. За счет прироста эффективных скоростей и инерционных сил лопасти максимальный взмах получился бы в азимуте 180°. Угол взма­ха увеличивается по сравнению с осевым обтеканием и составляет β₀ +α₁. Минимальный взмах получился бы в азимуте 360°, угол взмаха уменьшился бы при этом на то же значение и составил бы β₀ - α₁.

За счет изменения углов атаки на поднимающихся и опускающихся лопастях, вызванных действием встречного потока (рис. I.I4), лопасть должна достигнуть максимального взмаха в азимуте 270°, угол взмаха увеличиться по сравнению с осевым обтеканием и составит β₀ +в₁. Минимального взмаха лопасть должна достигнуть в азимуте 90°, угол взмаха уменьшиться на то же значение и составит β₀ -в₁.

Под влиянием рассмотренных факторов лопасти образуют так назы­ваемый заваленный конус вращения, у которого образующие - лопасти, расположенные под разными углами относительно КПВ.

В продольной плоскости (по потоку) конус вращения отклоняется на угол α₁ в поперечной плоскости - на угол в₁.

Завал конуса враще­ния может быть естественный (самопроизвольный), вызываемый действи­ем встречного потока, и управляемый, вызываемый циклическим измене­нием углов установки лопастей (циклического шага) при отклонениях тарелки автомата перекоса в процессе управления вертолетом (рассмат­ривается в следующем разделе).

Если бы не было регулятора взмаха, ось конуса вращения отклонялась бы назад и

влево. Максимальный угол взмаха находился бы в азимуте 200+210°, минимальный - в азимуте 20÷30° (см. рис. 1.15).

 

Работа регулятора взмаха приводит к снижению амплитуды взмахов, противодействию инерционных сил лопастей, поэтому уменьшается за­паздывание маховых колебаний лопастей.

Направление бокового завала конуса вращения изменяется на противоположное - с левого на правое,т. к. изменяются значения азимутов, где углы взмаха (конусности) достига­ют максимальных и минимальных значений.

Максимальный угол взмаха получается в азимуте 160÷170°, минимальный - в азимуте 340÷350° (рис. I.15). Следовательно, с регулятором взмаха ось конуса враще­ния отклоняется назад и вправо.

При наклоне конуса вращения изменяется положение равнодействующей силы лопасти относительно КПВ, так как равнодействующая сила НВ совпадает с осью вращения конуса НВ и отклоняется вместе с ним (рис. I.22).

Выводы: I. Под действием встречного потока происходит естествен­ный завал конуса вращения НВ.

2. Без регулятора взмаха конус отклоняется назад и вле­во, с регулятором взмаха - назад и вправо.

3. Завал конуса вращения НВ сопровождается поворотом век­тора равнодействующей НВ в ту же сторону.

Примечание: Боковой завал конуса вправо является бо­лее выгодным, так как отклонение равнодействующей вправо час­тично уравновешивает силу тяги рулевого винта вертолета, что упро­щает боковую балансировку вертолета.

Факторами, влияющими на величину завала конуса вращения НВ, являются: скорость встречного потока (поступательного движения, ветра), шаг НВ, часто­та вращения НВ.

С увеличением скорости встречного потока конус вращения дополни­тельно заваливается: назад и вправо, так как усиливаются маховые дви­жения, увеличиваются углы конусности α₁ и β ₁.

При увеличении шага НВ при заданной скорости обтекания возраста­ют амплитуды маховых движений лопастей, конус заваливается назад и вправо.

При увеличении оборотов НВ конус заваливается вперед и влево, так как под действием дополнительных центробежных сил углы взмахов лопастей уменьшаются. Наоборот, при уменьшении оборотов НВ углы взмахов лопастей воз­растают ("забрасывание" лопастей), конус вращения заваливается на­зад и вправо.