Углы атаки лопасти на режиме авторотации

[syryl]

Приветствую всех форумчан!

На форуме, и не только на этом, перечитал всё что можно, но так и не нашёл ответа на свой вопрос.

Вопрос заключается в следующем.

Имеем одноместный вертолёт - диаметр НВ - 5950 мм, максимальный расчетный вес: 276 кг. Лопасти с несимметричным профилем. Никаких круток на лопастях не планируется.

Какой минимальный угол атаки лопасти, необходимо закладывать в конструкцию автомата перекоса, для возможности посадки машины в режиме авторотации?

Мои размышления на эту тему: на моделях вертолётов, оптимальный угол атаки для посадки на авторотации, составляет -3 -4 градуса. Отрицательный угол способствует раскрутке ротора от набегающего снизу воздушного потока, и только благодаря переводу ротора в режим ветряка и производится раскрутка...

Много раз при чтении "авторотирующих" веток, натыкался на цифры в +1 градус для вертолётов, но это противоречит законам физики - лопасть с положительным углом атаки будет тормозиться от набегающего на неё снизу потока, т.к. вектор силы при этом, будет приложен в направлении, противоположном вращению.

Склоняюсь к выводу, что нужно остановиться на примерно аналогичных углах -2 -4 градуса, но необходима консультация знающих подобные тонкости людей.

Прошу совета, ибо дальнейшее проектирование автомата перекоса зашло в тупик. Какие вообще минимальные углы применяются на подобных вертолётах?

зы. ...Темку я затронул. Надеюсь на конструктивное обсуждение, при минимальных холиварах 🙂

Заранее спасибо всем отозвавшимся!

 

[vert]

Рабочий режим как и на автожирах +2 - +4 градуса.
Для переходных режимов при просаживании оборотов можно с запасом +1. Законам физики не противоречит, т.к. лопасть не стартует с места(тогда отрицательный угол), а уже вращается, поэтому угол всегда положительный. См. в учебниках схему сил на элементе лопасти на авторотации.

 

[syryl]

См. в учебниках схему сил на элементе лопасти на авторотации.

Спасибо за участие, но в учебниках по вертолётам окромя бестолковых формул ничего подобного не нашел. Может у меня не не буквари...

То есть Выутверждаете, что лопасть, имеющая положительный угол атаки +1 градус (а положительные углы работают в режимах нормального полёта), будет раскручиваться от набегающего снизу потока, который при этом по идее должен ее не подталкивать в сторону вращения, а наоборот притормаживать?

Прошу более подробно пояснить этот момент. В чем тут загвоздка? Ветряк с положительным углом атаки будет вращаться в противоположную сторону.

Чтобы не путать понятия - положительный угол, это когда задняя кромка лопасти находится ниже передней.

За счет чего будет производиться раскрутка ротора с положительным углом, дует то на него не сверху, а снизу???

Буду благодарен за ссылку на конкретный букварь, где этот момент рассмотрен подробно.


зы. Пока печатал, картинка появилась, изучаю.

 

[rtyuiop.400]

Угол атаки или угол заклинения?
Угол атаки сечения лопасти -это угол, который постоянно меняется и зависит радиуса на котором сечение, скорости вращения , добавочной (индуктивной) скорости и тд.
Угол атаки также меняется по азимуту лопасти, поэтому на авторотации лопасть как тормозит, так и раскручивает винт на разных азимутах, плюс еще: концы всегда тормозят, середина раскручивает, а корни -в принципе так в довесок
А угол заклинения-это угол под которым лопасть стоит на втулке

 

[syryl]

Угол атаки или угол заклинения?

Угол общего шага ротора (НВ).

 

[goodwin13]

То есть Выутверждаете, что лопасть, имеющая положительный угол атаки +1 градус (а положительные углы работают в режимах нормального полёта), будет раскручиваться от набегающего снизу потока, который при это по идее должен ее не подталкивать в сторону вращения, а наоборот притормаживать?

Вы, как и многие, путаете угол атаки и угол установки. Когда вы при отказе двигателя суете в пол шаг - газ, вы меняете угол установки. Угол атаки меняется у  вращающейся лопасти в каждом ее сечении постоянно и вы на эту величину можете повлиять через угол установки.

Касательно силы самовращения.  Нас интересует не проекция подьемной силы на хорду профиля лопасти, а проекция на плоскость перпендикулярную оси вращения.
И в этом смысле картинка, приведенная выше, замечательно все иллюстрирует.

 

[rtyuiop.400]

Относительно плоскости вращения угол заклинения МОЖЕТ быть отрицательным, а вот относительно набегающего потока  ДОЛЖЕН быть положительным..

Если укол заклинения большой, то на лопасть  набегающий воздух будет идти вообще под около(за)критическими углами и авторотации не будет или она будет слабой или вообще винт начнет тормозить(с авторотации), и может начать вращаться в другую сторону(правда перед этим лопасти могут поотваливатся)!!!!

угол заклинения относительно оси вращения  для авторотации в +1(и даже -1) вполне нормально!

 

[goodwin13]

угол заклинения относительно оси вращения  для авторотации в +1(и даже -1) вполне нормально

А это зависит от крутки лопасти.

 

[rtyuiop.400]

А это зависит от крутки лопасти. 

Озвучено:

Никаких круток на лопастях не планируется.

 

[syryl]

Относительно плоскости вращения угол заклинения МОЖЕТ быть отрицательным, а вот относительно набегающего потока  ДОЛЖЕН быть положительным..

...угол заклинения относительно оси вращения  для авторотации в +1(и даже -1) вполне нормально!

Вот спасибо! Именно обэтом я хотел уточнить, рассматривая надписи "большой и малый установочный угол".

Итого мы имеем, что "малый установочный угол" может быть отрицательным, относительно плоскости вращения...

... И да - лопасти экструдированные, и поэтому о крутках речь не идёт.

 

[rtyuiop.400]

менно обэтом я хотел уточнить, рассматривая надписи "большой и малый установочный угол".

На вертолетах МИ-самый малый шаг как раз +1. Для авторотации в это положение и ставят

 

[syryl]

На вертолетах МИ-самый малый шаг как раз +1. Для авторотации в это положение и ставят

На сколько я понимаю, на МИ имеется крутка лопасти, и шаг +1 при этом видимо берётся у комля?

Не знаком с принципом замера шага на лопастях имеющих крутку, поэтому уточняю. Итого - на лопастях с круткой, самый агрессивный угол атаки у комля, и шаг замеряется по нему, или в расчёт берётся средняя величина по всей лопасти?

Тогда наверное получится что на лопасти с круткой, у комля может быть положительный, а у законцовок - отрицательный угол, или я заблуждаюсь в этом?

 

[rtyuiop.400]

На сколько я понимаю, на МИ имеется крутка лопасти, и шаг +1 при этом видимо берётся у комля?

Если поставить корень на +1. то у концов там вообще -5(МИ-2), -7 град(МИ-8), в зависимости от типа. Крутка там отрицательная. По памяти пишу, цифры лучше проверьте. Но на Ми-2 крутка точно отрицательная 6 град

 

[syryl]

Ура, теперь то вырисовывается воедино картина загадочного положительного шага при авторотации.. 🙂

Ибо

У концов там вообще минус несколько градусов 

Вот тут то собака и порылась видимо и этот минус и позволяет раскручиваться...

Уважаемый А.Б., спасибо за разьяснение подробностей, укрепили мои выводы.

Теперь осталось каким-то образом вычислить необходимую именно в моём случае величину общего шага... Имеются какие-то методики расчета данного угла? В каком учебнике искать инфу?

Может быть владельцы действующих подобных вертолётов подскажут СКОЛЬКО у них градусов на минимуме?...

...Хотя можно и экперементальным методом , но это будет тот еще экспириенс. :craZy

 

[rtyuiop.400]

Теперь осталось каким-то образом вычислить необходимую именно в моём случае величину общего шага... Имеются какие-то методики расчета данного угла? В каком учебнике искать инфу?

так сразу и не скажу.
вот еще рисун с пояснениями

  полет под тягой
1-Набегающий поток воздуха
2- Нисходящий поток воздуха
3-Результирующий поток
4- Угол атаки
5- Шаг лопасти
6- Подъемная сила (
7-Вертикальная составляющая подъемной силы,
8- Аэродинамическое сопротивление
9- Сопротивление профиля

авторотация
1-Набегающий поток воздуха
2- Восходящий поток
3- Результирующий поток
4- Угол атаки
5 -шаг лопасти
6- Подъемная сила
7- Вертикальная составляющая подъемной силы,
8-Приводящая сила
9- Сопротивление профиля

 

[syryl]

вот еще рисун с пояснениями

Какой замечательный рисунок, подобных рисунков с раскладкой на силы, мне найти не удавалось, спасибо!

 

[niksann]

Ура, теперь то вырисовывается воедино картина загадочного положительного шага при авторотации.. 

Не обольщайтесь, ничего Вы не уяснили.
На вертолете отрицательная крутка как раз ухудшает авторотацию.
На автожирах с лопастями без крутки установочный угол положительный, и это дает устойчивую авторотацию.
Вам vert дал четкую иллюстрацию (нижний рисунок). Посмотрите внимательно, угол лопасти положительный, надпись снизу - условия самовращения НВ. Найдите там черную стрелочку лежащую на плоскости вращения и направленную влево, она называется проекция УЛоп. Вот эта стрелочка и есть сила двигающая лопасть вперед.

в учебниках по вертолётам окромя бестолковых формул ничего подобного не нашел.

Интересно а что вы там хотели найти кроме бестолковых формул?

 

[rtyuiop.400]

Не обольщайтесь, ничего Вы не уяснили.
На вертолете отрицательная крутка как раз ухудшает авторотацию.
На автожирах с лопастями без крутки установочный угол положительный, и это дает устойчивую авторотацию.

Однако ж....

Заклините лопасть под углом к примеру +10 и авторотация ваша будет лишь при небольших углах атаки встречного потока  и вы лишитесь многих режимов полета.
Чем меньше угол заклинения-тем больше режимов полета при которых возможна  устойчивая авторотация


Посмотрите рис. Вертикальное парашюирование
Если угол атаки, т. е. угол, под которым лопасти встречают поток, не превышает 95° то авторотация есть.  Если превысить эти 95 град-авторотация прекратится.
Мысленно увеличьте  угол заклинения на 1-2 град-и вы лишитесь авторотации при вертикальном снижении.

 

[rtyuiop.400]

Интересно а что вы там хотели найти кроме бестолковых формул? 

Он прав. Касаемо вертолетов у нас к сожалению нет литературы (я не встречал по крайней мере) типа книги Кондратьева или РДК и др. Дай вам полные учебники по аэродинамике и сопромату по Самолетам-уснете на 2 странице так ничего и не поняв

 

[niksann]

Заклините лопасть под углом к примеру +10

Вы бы еще сказали 20 градусов. 😉 Для такого заклинивания vert дал верхний рисунок, как раз и демонстрирующий что проекция Х Лоп. Опа! только заметил, что рисунок сделан немного некорректно. Ну в принципе неважно, просто пропорции для наглядности взяты немного неудачно. Там стрелка проекции Х должна быть короче чем стрелка проекции У.
Прежде всего надо начать с того, что для появления авторотации самым главным условием должно быть то, чтобы результирующий поток пересекал плоскость вращения снизу, а остальное сводится к оптимизации. Так вот, для лопасти без крутки оптимальным является угол в районе +2 градуса. (Из опыта автожирщиков практиков).

Дай вам полные учебники по аэродинамике и сопромату по Самолетам-уснете на 2 странице так ничего и не поняв

А другого пути для человека решившего грамотно сконструировать ЛА самому просто нету.