Вертолёт, 2010 №02

Исследования показали, что вследствие сильного индуктивного влияния крутящий момент заднего винта значительно превосходит крутящий момент переднего винта. Так, в большом диапазоне скорости, включая скорости от μ = 0,1 до ?μ = 0,25, потребный М_к у заднего винта почти в два раза больше, чем у переднего винта. Аналогичный результат получен и для вертолета V-44. По зависимостям m_к = ?(?) для обоих винтов определен коэффициент взаимного влияния переднего винта на задний, который показывает, насколько среднее приращение индуктивной скорости в плоскости вращения заднего винта больше его собственной индуктивной скорости. Это приращение индуктивной скорости практически на всех режимах в два раза превышает собственную индуктивную скорость заднего винта. Поэтому при одинаковых размерах винтов практически все летные данные в полете с поступательной скоростью у вертолета продольной схемы при вдвое большей полетной массе и мощности двигателей будут значительно хуже, чем у вертолета одновинтовой схемы. Кроме того, переменные нагрузки, действующие в несущей системе заднего винта, значительно выше, что создает большие технические трудности в обеспечении ресурса лопастей, редуктора, подредукторной рамы и силовой части системы управления заднего винта. Эти результаты исследований использованы при разработке тяжелого вертолета В-12 поперечной схемы.

Влияние близости земли на аэродинамические характеристики несущего винта

Известно, что теоретические методы расчета не обеспечивают определение с удовлетворительной точностью аэродинамических характеристик несущих винтов на ряде режимов полета вертолета. К числу таких режимов относится полет на малых высотах (0-50 м) вблизи поверхности земли, на которых отмечается значительное индуктивное влияние этой поверхности как экрана на аэродинамические характеристики несущего винта. По предложению МВЗ в ЛИИ были проведены летные исследования влияния земли на максимальную тягу и потребную мощность несущего винта одновинтового вертолета. Для получения количественных данных особое внимание в летных исследованиях было уделено обеспечению высокой точности измерения тяги вертолета, крутящего момента винта, высоты и воздушной скорости полета.

По результатам измерений величин T, M, h и V на режимах горизонтального полета были определены зависимости относительного изменения тяги T и потребной мощности N несущего винта от высоты полета для ряда значений воздушной скорости. Большой положительный эффект «воздушной подушки» проявляется до относительных высот полета, равных 1-1,2 диаметра несущего винта D и до значительных скоростей полета (около 100 км/ч). Наибольшее уменьшение потребной мощности винта на режиме висения при уменьшении удаления плоскости винта от поверхности земли h/D от 1,2 до 0,25 составляет около 25%. С увеличением скорости это влияние близости земли на аэродинамические характеристики винта заметно ослабевает. Соответствующим образом увеличивается тяга винта вертолета при N = const.

Полученные данные по влиянию близости земли на аэродинамические характеристики несущего винта используются при определении взлетно-посадочных характеристик и при проведении летных испытаний вертолетов.

Академик М.Н. Тищенко вручает диплом почетной лекции А.И. Акимову

Летные исследования потребных мощностей несущего и рулевого винтов одновинтового вертолета (Ми-8)

При выборе типов несущих систем вертолетов при проектировании и выполнении аэродинамических расчетов постоянно возникает вопрос о балансе мощности и определении различных потерь мощности на вертолете и, в частности, потерь на компенсацию крутящего момента несущего винта и путевое управление. В зависимости от схемы вертолета эти потери могут изменяться от 0 (двухвинтовые вертолеты) до 25% потребной мощности несущего винта (одновинтовые вертолеты). Поэтому является актуальным определение затрат мощности на работу хвостового устройства на одновинтовом вертолете. Вертолет Ми-8 был оборудован измерительной аппаратурой, позволявшей определить одновременно крутящие моменты несущего и рулевого винтов и другие параметры.

Посредством этой аппаратуры удалось определить, что на режиме висения потери мощности на вращение рулевого винта составляют примерно 10% от потребной мощности несущего винта, а с увеличением скорости полета резко уменьшаются и в диапазоне от 70 км/ч до V_max составляют 3-4%. Это свидетельствует о том, что рулевой винт является наиболее экономичным среди других устройств компенсации крутящего момента несущего винта. Исследования показали, что расчет потерь мощности по рекомендациям Руководства для конструкторов (РДК) существенно отличался от экспериментальных данных, что потребовало внести уточнение в методику расчета N_ра .

Определение предельной несущей способности винтов по материалам летных исследований