Лопасть вертолёта

У меня несколько вопросов.
1. Для чего применяют профиль с отогнутой вверх задней кромкой ( очень похож на профиль "NACA 8-H-12") в качестве профиля лопасти несущего винта?
2. Чем это так замечателен данный профиль?
3. Чем он лучше профиля, скажем, "VR-7" или  "USA 45M" ?
4. Какие еще профили используются в лопастях несущих винтов?
5. Ну и почти не в тему. Какие профили применяются для лопастей воздушных винтов?
 
 

Вложения

  • V_chem_otlichie_profilej.gif
    V_chem_otlichie_profilej.gif
    166,8 КБ · Просмотры: 181
У меня несколько вопросов.
1. Для чего применяют профиль с отогнутой вверх задней кромкой ( очень похож на профиль "NACA 8-H-12") в качестве профиля лопасти несущего винта?
2. Чем это так замечателен данный профиль?
3. Чем он лучше профиля, скажем, "VR-7" или  "USA 45M" ?
4. Какие еще профили используются в лопастях несущих винтов?
5. Ну и почти не в тему. Какие профили применяются для лопастей воздушных винтов?
  
Отогнутый вверх хвостик сдвигает ЦД вперед, убирая моментность.
 
Доброго Всем здоровья!

1. Для чего применяют профиль с отогнутой вверх задней кромкой ( очень похож на профиль "NACA 8-H-12") в качестве профиля лопасти несущего винта?
2. Чем это так замечателен данный профиль?
3. Чем он лучше профиля, скажем, "VR-7" или"USA 45M" ?
4. Какие еще профили используются в лопастях несущих винтов?
5. Ну и почти не в тему. Какие профили применяются для лопастей воздушных винтов?
Отогнутая вверх задняя кромка не меняет положение ЦД ( в некоторых пределах- на рабочих углах)
У профиля 8Н12 сопротивление (профильное) на малых и средних углах меньше чем у классики- 23012- на больших углах наоборот.

Для профиля VR7 -нужна точность обводов, также как и для 8Н12 -характерно малое сопротивление на малых углах атаки.
Самый распространенный, на мой взгляд- 0012.
Самый распрастраненный винтовой отечественный профиль ВС-2 , хотя я применял на 2 метровых винтах РАФ-6
РАФ-38 , и даже профили Вортмана. Лучше всего, конечно, тянули профили Вортмана.

С уважением Евгений
 
Отогнутый вверх хвостик сдвигает ЦД вперед, [highlight]убирая моментность[/highlight]. 

Что Вы подразумеваете под словосочетанием [highlight]"убирая моментность"[/highlight]?
Хорошо ли это когда ЦД сдвигается вперед и добавляет головную боль конструктору лопасти с дополнительным грузом в передней части лопасти?
 
Самый распрастраненный винтовой отечественный профиль ВС-2 , хотя я применял на 2 метровых винтах РАФ-6
РАФ-38 , и даже профили Вортмана. Лучше всего, конечно, тянули профили Вортмана.

Я сейчас дорабатываю программу расчета воздушных винтов и несущего винта на режиме вертикальной скорости ( без косой обдувки).
В программу уже заложил профиля: "NACA 23012", "NACA 8-H-12",  "CLARK-Y", "USA 45M", "VR-7".
Причем есть возможность менять относительную толщину исходного профиля от 8% до 16%.
Сейчас заканчиваю ввод профиля "NACA0012".
Осталось три вакантных места. Хочу добавить профили "ВС-2" и "RAF-6".
Но беда в том, что у меня нет в моей базе данных по координатам профиля "ВС-2", а профиль "RAF-6" программа "JavaFoil"  обсчитывает как то странно.
Не могли ли Вы помочь мне достать достоверные координаты обводов этих профилей при количестве точек по верхней дужке не менее 30.
И отается еще одно место для дополнительного профиля.
Какой Вы можете посоветовать?
Можно конечно и большее число профилей приложить к программе, но это потребует от пользователя предварительной компоновки листов программы (что то в архив, а что то в область использования).

Вот пример обсчета профиля "RAF-6".
 

Вложения

  • Obrabotka_RAF-6.gif
    Obrabotka_RAF-6.gif
    50,7 КБ · Просмотры: 196
  • Obrabotka_RAF-6__a.gif
    Obrabotka_RAF-6__a.gif
    50,7 КБ · Просмотры: 159
Отогнутый вверх хвостик сдвигает ЦД вперед, [highlight]убирая моментность[/highlight]. 

Что Вы подразумеваете под словосочетанием [highlight]"убирая моментность"[/highlight]?
Хорошо ли это когда ЦД сдвигается вперед и добавляет головную боль конструктору лопасти с дополнительным грузом в передней части лопасти?
Если взять в сравнение допустим плосковыпуклый профиль , то ЦД при Су=0 находится за фокусом профиля Xf=0,2-0,24b. создает момент, который для профиля, допустим NACA 44 серии примерно равен. Сm0=-0,09. У симметричных профилей ЦД совпадает с фокусом Cm0=0. Этого же можно добиться приданию средней линии  профиля определенной S образности , что видно на вашем рисунке.
Вот это я хотел сказать.
 

Вложения

  • formula_001.JPG
    formula_001.JPG
    86,3 КБ · Просмотры: 203
Отогнутый вверх хвостик сдвигает ЦД вперед, [highlight]убирая моментность[/highlight]. 

Что Вы подразумеваете под словосочетанием [highlight]"убирая моментность"[/highlight]?
Анатолий, это значит, что поперечный осевой момент будет приближен к нулю.
На пример, 8Н12 этот момент практически равен нулю.
А совсем не давно ВМГ мне помог вспомнить и то, что NACA-23012 тоже имеет осевой момент близкий к нулю.
И ни каких дополнительных проблем конструктора несущих систем вертолётов (к стати, и автожиров тоже)
не получают.
Вертолёты с 23012 прекрасно летают.

Когда осевой момент профиля равен нулю, лопасть не скручивается при увеличении угла её установки.
Это значит, что если в комле угол установки лопасти увеличился на допустим 10 градусов, то и на конце лопасти угол установки увеличится на те же 10 градусов.

Хорошо ли это когда ЦД сдвигается вперед
Анатолий, Вы же понимаете, что всё хорошее должно быть в меру.

Применив профиль со сдвинутым и со сдвигающимся назад ЦД (в зависимости от угла атаки элементов лопасти и от скоростного напора) можно сэкономить на весе Противофлатерного груза. но при этом получить сверхустойчивый несущий винт вертолёта (или ротор автожира).
Вы ж понимаете, что нет материалов из которых можно было бы изготовить абсолютно жёсткую (на кручение в том числе) лопасть.
Это значит, что при увеличении угла установки в комле на допустим 10 градусов, угол установки конца лопасти будет увеличен не на 10, а на 8...6 или вообще на 3...2 градуса.
То есть, лопасть будет скручиваться.
Вот это как раз и не очень удобно.

Пилот попытается наклонить плоскость вращения винта на пример вперёд, а из-за увеличения отрицательных осевых моментов ближе к концам лопастей они начнут отрицательно закручиваться и пилот не получит той интенсивности изменения положения плоскости вращения НВ.
Управление станет менее чувствительным, вплодь до полной потери возможности управлять вертолётом в продольно-поперечном направлении.

Но это ещё не смертельно.
Ну висит себе вертолётик и кушать не просит. Из-за сверх устойчивого НВ вертолётик ни куда перемещаться не станет.

Куда опаснее третья сторона медали.

Если пилот, управляя умеренно устойчивым НВ наберёт какую-то определённую поступательную скорость, которая приблизится и заскочит за критическую по устойчивости (на пример в пикировании), то пилот столкнётся с тем, что НВ начнёт затягивать в пикирование ещё быстрее.
И это при том, что РУ будет упёрта практически в живот пилота.

Помните, с чем столкнулся Бахчиванджи Григорий Яковлевич?
Из-за аэродинамического реверса на управляющее воздействие пилота самолёт затянуло в пикирование.
Жаль, что у него в том полёте не хватило ни времени, ни высоты.
Я уверен, он справился бы обязательно.

Так вот с умеренно устойчивым НВ  может произойти тоже самое.

А что касается "головной боли конструкторрв лопастей" из-за применения безмоментных профилей, то не страшно.
Ведь увеличением веса противофлатерного груза можно избавиться от необходимости устанавливать на конце лопасти центробежный груз.
Или снизить вес этого самого ЦиБиГа.

В общем, "всё хорошо в меру".

Мне известны (пока) только две методики приближения к нулю отрицательного осевого момента аэродинамического профиля:

1) приближая координату максимальной кривизны средней линии аэродинамического профиля ближе к носику профиля
                  (характерный прием NACA-23012)

2) загибая задний кончик средней линии профиля кверху (8Н-12 и подобные)
 
Не только.  :-?
Практически все Советские вертолёты летали и летают на этом профиле.
 
Доброго время суток.
Вы обсуждаете винты- а позвольте спросить про методику
изготовления.
Я купил смолу G102 и бутанокс М50.
Думаю из этого клеить лопасть.
Как вы считаете пластификатор для элостичности нужен - вродебы гобкая в меру!?
 
На пример, 8Н12 этот момент практически равен нулю.А совсем не давно ВМГ мне помог вспомнить и то, что NACA-23012 тоже имеет осевой момент близкий к нулю.
Об этом кто только не писал, но я чувствую, никто не понимает сути. Момент, если смотреть на графики, никогда не бывает нулевым. Он представлен кривой где-то пересекающей ноль. Но момент можно мерить относительно любой точки. На графиках он показан относительно 25% хорды. Это ни о чем не говорит. На кручение момент надо считать относительно оси жесткости и он там нулевым может быть только при двух условиях - если центр давления совпадает с центром жесткости и если центр давления остается на одном месте при изменении угла атаки. Поэтому "безмоментный" профиль это прежде всего тот у которого ЦД не плавает. Но он таким не будет если ЦЖ находится где не попадя. Лучшим бы был профиль у которого ЦД находиля подальше назад от 25% и не плавал по углу атаки.
 
Доброго Всем здоровья!

Не можете ли Вы обозначить эти профиля Вортмана? 

В понедельник выложу координаты  РАФ-6 и Вортмана (все осталось на производственной машиние).

Координаты профиля ВС -2 есть, но как обычно 12 точек-верх, 12 точек- низ

С уважением Евгений
 
Но момент можно мерить относительно любой точки. 

Вот и я так считаю, что момент это произведение силы на плечо.
Следовательно для ЛЮБОГО профиля можно выбрать такую точку, когда при  заданном Су полная аэродинамическая сила будет приложена к той точке когда сам момент будет равен НУЛЮ. Теперь к этой самой точке приведем и центр тяжести и центр жесткости лопасти и будет нам счастье.
Но вот когда начнем менять угол атаки той самой лопасти, тогда точка приложения полной аэродинамической силы начнет "гулять" по хорде.
Некоторые считают что S-образный профиль обладает какими то сверх уникальными свойствами в отношении удержания точки приложения полной аэродинамической силы на месте в пределах разумного изменения углов атаки лопасти.
А можно засомневаться в таком постулате.
Проверим.
На первом снимке представлены зависимости коэффициентов Су от угла атаки и момента относительно точки на 25% от носика профилей от угла атаки.
Профиль NACA 8-H-12 представлен зелеными линиями (с квадратиками)
Профиль NACA 0012   - красные линии
Профиль NACA 23012 - малиновые линии
Профиль USA 45M       - голубые линии
Профиль VR-7              - синие  линии
Профиль CLARK-Y smoothed    - зеленые линии (с галочками)

Изменение положения центра давления при изменении угла атаки от 0 градусов до 8 градусов приняли такие значения:
Профиль NACA 8-H-12           1,4%
Профиль NACA 0012              1,2%
Профиль NACA 23012            1,4%
Профиль USA 45M                  1.5%
Профиль VR-7                         1,6%
Профиль CLARK-Y smoothed   1,6%

Теперь вооружимся молотком и отогнем заднюю кромку (всего 10%) профиля   NACA 8-H-12   на угол всего 5 градусов вниз, чтоб избавится от явной S-образности профиля.
Смотрим на второй снимок.
Зелеными линиями обозначены характеристики профиля  NACA 8-H-12,  а красными линиями представлен доработанный молотком тот же профиль.
Что видно из этих характеристик?
Изменение положения центра приложения полной аэродинамической силы имеет такой же градиент изменения - 1,4% на 10градусов изменения углов атаки.
Но вот сама точка приложения той самой силы у S-образного профиля заметно дальше от носика профиля аж на 4,4% при одном и том же значении Су.

Вот в этом то и вся прелесть S-образного профиля.
 

Вложения

  • ____________________________001.gif
    ____________________________001.gif
    68,2 КБ · Просмотры: 196
  • ___________________________________.gif
    ___________________________________.gif
    89,1 КБ · Просмотры: 161
Анатолий, лично я счтаю, что всяким там Фойлам, Джавам и Профилям-1 или -2
не стоит верить так уж безоговорочно.
Эти программы для поиграться тем, кто в курсе авианаук.
Эти программы нужны для того, чтобы просто получить общее представление.
Есть отчеты НАСА, в открытом доступе есть куча результатов продувок профилей.
Достаточно сравнить их с результатами этих Фойлов.
Разница очень заметна. 
 
Некоторые считают что S-образный профиль обладает какими то сверх уникальными свойствами в отношении удержания точки приложения полной аэродинамической силы на месте в пределах разумного изменения углов атаки лопасти.
Грубо говоря, у профиля с S образной средней линией, поведение ЦД по хорде с точностью наоборот чем у профиля с нормальной вогнутостью. С увеличением угла атаки ЦД у S профиля идет от носка до фокуса.
 
Анатолий, лично я считаю, что всяким там Фойлам, Джавам и Профилям-1 или -2
не стоит верить так уж безоговорочно.
Эти программы для поиграться тем, кто в курсе авианаук.
Эти программы нужны для того, чтобы просто получить общее представление.
Есть отчеты NACA
Вот этим графикам лично я как-то больше верю.
Это результат работы (команды аэродинамиков высочайшего уровня подготовки),
сделанный на основании продувок в реальной (не в виртуально-цифровой) аэродинамической трубе NACA.
На числах Рейнольдса, соответствующих реальным условиям реботы лопастей НВ вертолётов и роторов автожиров.

Обратите внимание на абсолютно горизонтальный участок осевого моменте на интервале углов атаки от "- 6" до "+ 10" градусов.
И значение этого моментa равно "НУЛЮ" [фунтов на фут].
И это чистый 8Н-12


8H12_001.GIF



Примерно такой же прямой и параллельной выглядит график зависимости осевого момента у профиля 10Н-12.
Только из-за того, что координата максимального прогиба вверх средней линии профиля сдвинуда назад от носика, график осевого момента сдвинулся немного вниз.

10H12_001.JPG


И ЕСТЕСТВЕННО, ЭТО ВСЁ ОТНОСИТЕЛЬНО 25% ХОРДЫ.
 
Назад
Вверх