Флаттер

Земной резонанс

Флаттер

ИТ в профессиональной деятельности

 

Список литературы и технического обеспечения

 

8.5.3 Режим «вихревого кольца»

8.5.4 Превышение максимально-допустимой скорости полёта

8.5.5 Перетяжеление несущего винта

 

8.5.1.1 Физическая сущность флаттера

Флаттер – от английского слова, означающее самопроизвольно возникающие виб-рации элементов летательного аппарата вызывающие, иногда, разрушение конструкции.

В полёте на лопасти НВ действуют возбуждающие колебания аэродинамических сил, а так же демфирующие аэродинамические и упругие силы. Скорость полёта и часто-та вращения НВ, при которых возбуждающие силы равны демфирующим, называются критическими по флаттеру. При полёте вертолёта с большой скоростью и большой час-тотой вращения НВ возбуждающие силы могут превысить демфирующие и тогда возник-нет флаттер.

8.5.1.2 Условия, при которых может возникнуть флаттер

На возникновение флаттера влияют жесткость конструкции лопасти на изгиб и кру-чение, местоположение центра давления, а главное это расположение центра масс по от-ношению к центру жёсткости. Если лопасть под действием аэродинамических сил полу-чит изгиб вниз или вверх от исходного положения, то после прекращения действия изги-бающей силы, под действием упругих сил, она будет стремиться занять исходное положе-ние, но под действием сил инерции она проходит исходное положение и изгибается в про-тивоположную сторону. Если действия упругих сил будут сильнее изгибающих, то коле-бания лопасти будут затухающими, а если сильнее будут изгибающие, то колебания могут стать возбуждающими (увеличивающимися).

Если центр масс лопасти находиться позади центра жёсткости (рис 1,а):

· при изгибе лопасти вниз, в центре масс возникает сила инерции FИН направ-ленная в сторону противоположную движению центра масс и лопасть закру-чивается вокруг центра жёсткости на уменьшение установочного угла, что приводит к уменьшению подъёмной силы и к ещё большему стремлению лопасти вниз.

· при изгибе лопасти вверх, по той же причине её установочный угол будет увеличиваться, что приведёт к увеличению подъёмной силы и ещё больше-му движению вверх. При этом амплитуда и частота колебаний будет возрас-тать вплоть до разрушения лопасти.

Если центр масс лопасти расположен впереди центра жёсткости (рис 1,б):

· при изгибе лопасти вниз в центре масс возникнет сила инерции направлен-ная вверх и лопасть закручивается вокруг центра жёсткости на увеличение установочного угла, что приведёт к увеличению подъёмной силы и умень-шению амплитуды колебания.

· при изгибе лопасти вверх, она закручивается на уменьшение установочного угла, что приводит к уменьшению подъёмной силы и уменьшению частоты и амплитуды колебаний.

 

 

Рис 1,а Физическая сущность флаттера лопастей несущего винта (центр масс лопасти находиться позади центра жёсткости).

Рис 1,б Физическая сущность флаттера лопастей несущего винта (центр масс лопасти находиться впереди центра жёсткости).

8.5.1.3 Признаки возникновения флаттера.

Флаттер может возникнуть в полёте на скорости близкой к максимальной:

· тряска вертолёта с частотой не кратной частоте при вращении НВ;

· ухудшение управляемости;

· нарушение «соконусности» лопастей НВ (размыв конуса вращения).

8.5.1.4 Действия пилота при возникновении флаттера.

Действия пилота должны быть направлены на уменьшение энергии колебания, а именно на уменьшение скорости потока воздуха набегающего на лопасть:

· с помощью коррекции уменьшить частоту вращения НВ до минимального значения;

· уменьшить скорость полёта на 30-40км/ч.

Предупреждение: Если вначале уменьшать скорость полёта, то при отклонении конуса НВ назад может произойти столкновение лопасти выпадающей из конуса с хвостовой балкой.

После прекращения флаттера продолжить полёт до ближайшего аэродрома на скорости меньше на 30-40км/ч. по сравнению со скоростью, на которой возник флаттер. Если флаттер не прекратился, выполнить посадку на подобранную площадку.

 

8.5.1.5 Меры по предотвращению возникновения флаттера.

Флаттер в настоящее время хорошо изучен и при конструировании лопасти он заранее предупреждается конструктором. Это достигается совмещением центра жёсткости с осевым шарниром, применением профиля симметричного или близкого к симметричному (центр давления почти не перемещается), установкой противофлаттерных грузиков в носке лопасти. Каждый НВ проверяется на флаттер. Сущность проверки состоит в том, что на заднюю кромку каждой лопасти закрепляют грузики, которые смещают центр масс назад на 2%. Затем запускают двигатель (двигатели) и доводят частоту вращения НВ на 1-2% больше, чем ограничивает руководство по лётной эксплуатации данного типа вертолёта. Если при этих условиях флаттер не возник, то в полёте он не возникнет. В условиях эксплуатации вертолёта флаттер может возникнуть при наличии льда на лопасти – смещение центра масс назад.