Вопросы теории вертолетов, спорим, рассуждаем, объясняем...

Вот это да...

Можете сообщить от куда взялись эти 4,7?
Наверняка же в РЛЭ имелось ввиду аэродинамическое качество вертолёта на безмоторном планировании?
Если это так, то всё, что в тексте ниже первой строки - это чистой воды домыслы из которых вы, в итоге, сделали абсолютно неверные выводы.
 
все вертолеты так "любят" моторы над головой.
Это скорее из минимизации веса трансмиссии.
Качество чисто винта - не более 12 (из трудов М.Л. Миля), отсюда можете прикинуть сопротивление фюзеляжа.
Вышеперечисленные вертолеты, на мой взгляд,  не закрывают "задницу" из-за веса, стоимости, удобства обслуживания, охлаждения   и малых скоростей полета. Современные  же вертолеты стараются более обтекаемые делать. При желании в крейсере убрать продольный наклон конуса относительно вала - просто конструктивно наклоняют вал, относительно фюзеляжа, т.н. угол заклинения.
Схема сил при продольной балансировке, мне более понятна такая. См.рис. Сила сопротивления фюзеляжа- F, конечно, может и не совпадать с ц.т.  В идеале,  в крейсере фюзеляж располагается  без наклона,с мин. Сх.
 

Вложения

  • R-44-1.jpg
    R-44-1.jpg
    74,4 КБ · Просмотры: 166
Как видим, чем выше Ц.Т., тем меньшим сопротивлением может обладать фюзеляж. Поэтому все вертолеты так "любят" моторы над головой.

Все вертолёты любят моторы над головой .
Чтобы освободить место в фюзеляже, для грузов и пассажиров.
Это же банально и ОЧЕВИДНО.  :IMHO   😉
 
Для уменьшения аэродинамического  сопротивления фюзеляжа его делают обтекаемым .
И вдобавок как писал VERT.  Наклоняют вал несущего винта в перёд, у некоторых моделей аж до 7 градусов.
Тем самым убивают двух зайцев, в крейсерском режиме вертолёт идёт по потоку, без наклона вперёд или с минимальным наклоном.
И добиваются  положения тарелки автомата перекоса в крейсере, перпендикулярно валу.
Что значительно уменьшает работу шарниров втулки и поводков лопастей.  😉  :~)
 
 
Для уменьшения аэродинамического  сопротивления фюзеляжа его делают обтекаемым ... и наклоняют вал несущего винта вперёд, у некоторых моделей аж до 7 градусов.
   Наклоняют относительно чего?.. Если относительно направления из т.подвеса в Ц.Т. фюзеляжа, то на висении будет завал и тряска...   А если Ц.Т. на оси вала, то без того, чтоб Ц.Сопр. фюзеляжа был ниже его Ц.Т.  невозможно избавиться от завала в ГП. (попробуйте сами нарисовать вектора сил с плечами и во всем убедитесь 🙂).


   
И добиваются  положения тарелки автомата перекоса в крейсере, перпендикулярно валу.
А шо никто не поправляет? 🙂  ... Как это в крейсере лететь без перекоса тарелки?? (на одновинтовом). Вероятно Вы путаете ось конуса с осью тарелки... 
 
   I.
При желании в крейсере убрать продольный наклон конуса относительно вала - просто конструктивно наклоняют вал, относительно фюзеляжа, т.н. угол заклинения.
    А разве кто-нибудь делает переменный в полете угол заклинения?  А если нет (и не менять в полете оперативно центровку) то будет либо завал на висении, либо в ГП.


   II.
3. Теперь, если б у Робинсонов фюзеляж  был бы каплей с Сх = 0,04 (по миделю), то на скорости 167 он бы сопротивлялся полету с силой [ch8776] 10 кгс и, очевидно, не отклонялся бы на 12° = atan(1/4.7), а [ch8776] на 1° (при G = 2000 фунтов)  т.е. завал конуса был бы 11°!
  Ошибка! Завал будет меньше, ведь и сам конус отклонится назад при меньшем общем сопротивлении вертолета.

   III.   Основное: –   у 2-х лопастных вертолетов главный источник вибрации - завал.

  Завал конуса – угол между его осью и осью вала – у вертолета, Ц.Т. которого находится на оси вала (что необходимо, чтобы его не трясло на висении) – равен:

             Завал конуса = arctan[(Х[sub]фюз[/sub] + Х[sub]винта[/sub])/G[sub]верт[/sub]]   –  arctan[(у[sub]фюз[/sub][ch10799]Х[sub]фюз[/sub])/(G[sub]фюз[/sub][ch10799]у[sub]ц.т.[/sub])] ;

     здесь Х – силы сопротивления, G – веса, у[sub]фюз[/sub] и   у[sub]ц.т.[/sub] – вертикальные плечи.
  Теперь, поскольку углы малы, считаем, что tan([ch966]) [ch8776] arctan(tan([ch966])) = [ch966]; и весом винта пренебрегаем, т.е. полагаем   G[sub]верт[/sub] = G[sub]фюз[/sub].  Тогда завал конуса в радианах будет:

             Завал= (Х[sub]фюз[/sub]+ Х[sub]винта[/sub])/G  -  (у[sub]фюз[/sub][ch215] Х[sub]фюз[/sub])/(G[ch215]у[sub]ц.т.[/sub] ) ;

   И он будет равен нулю, когда:

          (у[sub]фюз[/sub][ch215] Х[sub]фюз[/sub])/(G[ch215]у[sub]ц.т.[/sub])=  (Х[sub]фюз[/sub]+ Х[sub]винта[/sub])/G  ;

          (у[sub]фюз[/sub][ch215] Х[sub]фюз[/sub])/у[sub]ц.т.[/sub] = Х[sub]фюз[/sub]+ Х[sub]винта[/sub] ;

          (у[sub]фюз[/sub]/у[sub]ц.т.[/sub]) - 1) Х[sub]фюз[/sub]   =  Х[sub]винта[/sub] .

      Вот это последнее уравнение является ключевым для 2-х лопастных вертолетов. И из него сразу видно, что:
  1-е, –  если бы не было сопротивления винта, то совпадение по высоте Ц.Т.[sub]фюз[/sub] и Центра Сопротивлени (Ц.С.[sub]фюз[/sub]) автоматически – при любой скорости и любом Сх[sub]фюз[/sub]  обеспечивало бы полет без Завала;
  2-е, – что для отсутствия Завала, Ц.С. фюзеляжа всегда должен быть ниже его Ц.Т.;
  3-е, – что при заданном Х[sub]винта[/sub], чем больше отношение  у[sub]фюз[/sub]/у[sub]Ц.Т.[/sub], то есть чем выше расположен Ц.Т. фюзеляжа относительно его Ц.С.,  тем при меньшем сопротивлении фюзеляжа не будет завала конуса;
  4-е, – что при малом относительном превышении Ц.Т. фюзеляжа над его Ц.С. (моторы внизу) – приходится специально обеспечивать большое Х[sub]фюз[/sub] (Сх[sub]фюз[/sub])  (..да,да!,  у легких – малый Сх не есть гуд...)
 
Наклоняют относительно чего?.. Если относительно направления из т.подвеса в Ц.Т. фюзеляжа, то на висении будет завал и тряска...

Почему Вы считаете, что при отклонении АП на висении будет тряска? Все вертолеты висят и с передней и с задней центровкой, носом вниз и носом вверх и тряска не наблюдается.
Разговор о тряске зашел же о переходных режимах вертолетов, особенно при гашении скорости перед зависанием. Из моего опыта пилотирования, что в крейсере, что на висении тряски не наблюдается у всех нормальных вертолетов. Если лопасти не сбалансированы по стат.моменту или соконусность не выставлена - тогда да, оборотная вибрация сильная. А так не заметна обычно, что на трехлопастном, что на двухлопастном. Правда на  двух лопастном при косом обтекании при несоответствии веса и оборотов для которых высота ГШ посчитана - возникают заметные вибрации, но обычно изменением оборотов они  убираются.
Вот прикладываю условную схему сил в крейсере без продольного завала с сопротивлением фюзеляжа выше ц.т. . Относительно НВ сопротивление фюзеляжа, независимо от высоты,  дает пикирующий момент,  стабилизатор кабрирующий. На  висении АП  наклонен назад, относительно вала.
Я бы не стал специально ухудшать сопротивление фюзеляжа, да и не слышал нигде в авиации о таком абсурде. Да и посмотрите на современные двухлопастные вертолеты - культура обтекаемого фюзеляжа не сравнима с пятидесятыми годами прошлого века.
Основное: – у 2-х лопастных вертолетов главный источник вибрации - завал.
   Я с этим не согласен, думаю чем больше лопастей у вертолета в косом потоке, тем меньше неравномерность по азимуту аэродинамических сил.
А вообще устранение вибраций на любом вертолете - очень сложный комплексный подход, главное отстроить резонансы силового каркаса от несущего винта и снизить источники вибраций, для этого и маятники вешают на лопасти  и упругую подвеску редуктора, даже с активными виброопорами делают, и активные виброопоры пола фюзеляжа у транспортников.
Применительно к легким самодельным вертолетам - главное это правильная конструкция втулки винта, его балансировка, выставить соконусность и убрать явные резонансы фермы с винтом.
 

Вложения

  • 44-4.jpg
    44-4.jpg
    28,1 КБ · Просмотры: 144
 
Для уменьшения аэродинамического  сопротивления фюзеляжа его делают обтекаемым ... и наклоняют вал несущего винта вперёд, у некоторых моделей аж до 7 градусов.
   Наклоняют относительно чего?..

Относительно перпендикуляра к строительной горизонтали фюзеляжа, конечно. И очень часто также заваливают ось вала несущего винта ещё и в бок.
Делается это всё в основном только для двух целей :
- как вам уже сообщили, увеличить ресурс элементов подвески лопасти ко втулке несущего винта и элементов системы управления лопастями.
- снизить сопротивление фюзеляжа в крейсерском режиме полета.

При этом взаимное расположение втулки НВ и Ц.Т. вертолёта практически не изменяется.
 
Доброго Всем здоровья!

        На Джидж кае втулка прямая как лом.Естественно, нет выноса горизонтального шарнира, но нет и вибрации ( я уже выкладывал этот факт). Очень сильно трясет при переходе на косую.Не скрою, трясет очеень сильно, того и гляди приборка отлетит.  Амплитуду замерить не получается ( на приборке) но "на глаз" мм 8.На всех остальных скоростях вибрации нет.
      Очень сильная вибрация от " бвбочки" на винте.Даже 8-10 мм вызывает вибрацию всего стояка, причем такую, что тяга АП попадает в резонанс с амплитудой 2 см ( есть видео этого резонанса).
С уважением Евгений
 
Книги в основном констатируют факт возникновения вибраций при переходе на косую обдувку и наоборот. Ввели понятие - переходной режим, оно ни о чем не говорит.
О причинах возникновения вибрации кто нибудь сможет рассказать более развернуто, отразить физическую суть явления ?
Причина вибраций это пульсация подъемной силы, передающаяся на вал?

augen, а что означает "бвбочка" на винте?
 
Про переходную вибрацию.

Говорят, что при энергичном разгоне вертолета  данная вибрация заметно меньше, или ее вообще нет.
Если так, то все это очень похоже на несимметричный спутный резонанс.

Это когда на определенной скорости задние лопасти попадают в спутные дорожки (рукава спутных спиралей) от передних лопастей. А поскольку их частоты абсолютно одинаковы, но смещены по фазе, это и может вызывать раскачку лопастей, т.е. их маховый резонанс.

Ну и соответственно, при энергичном разгоне, с большим тангажом винта, спутные дорожки проскакивают ниже задних лопастей и волнуют их меньше. А при снижении и торможении вертолета, это явление должно быть наиболее сильным, поскольку спутные спирали прямиком попадают в задние лопасти.
В литературе я встречал похожую версию. Но там говорилось о том, что на висении у винта один спутный вихрь, а на скорости два, как у самолета. Вот перестройка этих вихрей и вызывает вибрацию. Это то, что запомнилось. Может не точно передал.
 
vert сказал(а):
Вал наклоняется вперед у транспортных и скоростных вертолетов для лучшей балансировки в крейсерском режиме, чтобы лопасти НВ и автомат-перекоса в крейсере перпендикулярно валу стоял, износ шарниров меньше.
   "...чтобы лопасти НВ ... в крейсере перпендикулярно валу стоял, износ шарниров меньше." : тут, видимо, имелось в виду: "...чтоб конус НВ был соосен валу, не было махов и меньше изнашивались ГШ и ВШ."

  А вот это (мое представление о Мире 🙂) ну никак не может переварить: "...чтобы  автомат-перекоса в крейсере перпендикулярно валу стоял ..." ...  кто ж тогда будет переменными по азимуту углами атаки удерживать от завала конус? (у советских вправо, у Робинсона влево).
 
  niksann! Сам концевой индуктивный вихрь (который один на висении и два на скорости) при таких удлинениях погоды не делает. А попадание в общую спутку бывшей впереди лопасти (скос потока по всей её длине) при торможении действительно должно быть и как-то сказываться. И весь вопрос как и насколько значимо?..
   Ведь при установившемся снижении, или равномерном торможении в горизонте (что одно и то же в плане попадания в переднюю спутку) летчик, отклоняя ручку назад,  компенсирует меньшие углы атаки в районе 180° и удерживает конус на месте. А втулка, вал и далее фюзеляж "не знают" что там с аэродинамикой у лопастей; для них (при ГШ и ВШ) "существует" только тянущая сила лопастей  (передают втулке только силу, а не момент (который у "жесткой" лопасти передается на втулку мгновенно)).   И лопасть, своей инерцией, по секторам усредняя, в целом по кругу выравнивает подъемную силу не взирая на жуткую асимметрию вымпельных скоростей (по величине и углам). Которая (асимметрия) в быстром ГП неизмеримо больше, чем от скоса потока передней лопастью.
   И если летчик "держит конус на месте", то, в отношении вибраций,  эффект спутки в принципе не отличим от остальной асимметрии скоростей. Источником вибраций (у ТВД вертолетов) является только пульсация силы и момента, воспринимаемых втулкой со стороны лопастей.  А поскольку (единственно, что у вертолета есть постоянного 🙂) "натяжение" лопасти одинаково по азимутам (на данных оборотах), то причиной вибрации является только пульсация направлений (во вращающейся вместе с валом системе координат)  комля лопасти (у шарнирных втулок), то есть – махи на круге. Которых нет при отсутствии завала конуса.
   И, если конус соосен валу, то неважно: спуск, или торможение, или разгон, не важно что там с аэродинамикой – вибраций не будет (если, конечно, винт уравновешен сам по себе).

   Как говорится, поправьте если не прав 🙂, буду очень признателен.

   (Но сперва! всем критикам (с линейкой, а не от руки!) нарисовать для себя равновесный векторный расклад сил (при равенству нулю моментов) у вертолета в ГП 🙂.



 
 
Но там говорилось о том, что на висении у винта один спутный вихрь, а на скорости два, как у самолета. 
Это и видно на видео https://yandex.ru/video/preview?filmId=13336225952967188935&text=хим%20работы%20вертолёта&noreask=1&path=wizard&parent-reqid=1572872975456483-868784026529450140400105-man1-3958&redircnt=1572873011.1
"химия" - хороший "модулятор" происходящего
 
Это и видно на видео https://yandex.ru/video/preview?filmId=13336225952967188935&text=хим%20работы%20
вертолёта&noreask=1&path=wizard&parent-reqid=1572872975456483-868784026529450140
400105-man1-3958&redircnt=1572873011.1

На этом вот ролике видно гораздо лучше (с 0:39 до 0:41 , с 6:45 и до окончания ролика): -
https://youtu.be/5gfHSahAilM
 
Кстати.
На этом видеоролике в десятках эпизодов показано достаточно активное торможение вертолёта перед приземлением.
Я могу себе представить как рухнул бы (мгновенно влетев в РВК НВ провалился бы) при попытке пилота вот так же динамично и эффектно оттормозиться на том же, допустим, Ми-8....
 
 
И очень часто также заваливают ось вала несущего винта ещё и в бок.
   Это делают, при желании сохранять в ГП поперечную ось фюзеляжа горизонтальной,  ради ликвидации бокового завала  у наклоненного вбок  конуса (относительно земли), уравновешивающего боковую силу хвостового винта. (У Робинсона предпочли лететь с креном всего фюзеляжа влево, но без завала конуса).


кто ж тогда будет переменными по азимуту углами атаки удерживать от завала конус? (у советских вправо, у Робинсона влево).
   Здесь речь о "главном" заваливании на бок, которое совершенно не позволяет лететь вперед на одиночном жестком винте без ОШ. И которое победили Юрьев с Сикорским в 11-м году, принеся Жуковскому идею АП. Жуковский посмотрел и сказал: "А вот это будет работать". Но именно что перекосом тарелки...
 
Назад
Вверх