Контрольные вопросы

1. Объяснить схему взаимодействия НВ и осевого потока.

2. Что представляет собой индуктивная скорость, как она изменяется вдоль оси НВ?

3. Какие факторы влияют на индуктивную скорость подсасывания?

4. Объяснить причину образования тяги НВ на режиме осевого обтекания.

5. Какие потери имеет реальный НВ по сравнению с идеальным? Что понимается под профильной мощностью НВ?

6. Объяснить схему взаимодействия НВ с косым потоком.

7. Как влияет эффект косого обтекания на тягу НВ?

1.5. Работа нв с позиции теории элемента лопасти

Согласно импульсной теории, истинные значения индуктивных ско­ростей по ометаемой поверхности неизвестны, а массовый расход опре­деляется их средним значением. Для нахождения истинных значений ин­дуктивных скоростей Н.Е.Жуковским предложена вихревая теория. Вих­ревая теория НВ является наиболее точной, но при анализе работы ло­пастей можно воспользоваться более простой классической теорией элемента лопасти.

В соответствии с классической теорией, лопасть считается состоя­щей из бесконечного числа отдельных элементов, аналогичных профилю крыла. Для оценки различий в работе отдельных элементов вводится понятие относительного радиуса элемента лопасти ,угла азимутального положения  и угла установки элементов .

Относительный радиус есть отношение радиуса элемента (расстоя­ния элемента до оси вращения НВ) к радиусу НВ: =r/rн. Под углом установ­ки понимается угол между конструктивной плоскостью вращения (КПВ) и хордой профиля элемента. Угол азимутального положения элемента отсчитывается по направлению вращения НВ и представляет собой угол, заключенный между продольной осью лопасти и нулевым ази­мутом (рис.1.4). Нулевой азимут соответствует положению лопасти, при котором её продольная ось совпадает с направлением невозмущенного потока.

10

Рис. 1.4. Скорости обтекания элемента лопасти

Радиус, азимут и угол установки определяют положение отдельного элемента лопасти на ометаемой поверхности НВ, а также относительно КПВ.

Осевое обтекание НВ. Каждый элемент лопасти находится под воз­действием двух потоков: окружного - со скоростью нr и осевого со скоростью Vi+Vy, где Vi - индуктивная скорость, Vy - скорость вертикального перемещения вертолета (на висении Vy = 0). Рассмотрим движение лопасти только в плоскости вращения.

При движении лопасти по ометаемой площади окружные скорости изменяются только по длине лопасти (в зависимости от радиуса элементов). От азимута они не зависят и равномерно распределе­ны по ометаемой площади, при этом концевые элементы лопастей име­ют максимальные скорости обтекания (Рис.1.5).

Рис.1.5 Распределение скоростей обтекания лопастей

по ометаемой площади Косое обтекание НВ. Если в плоскости вращения НВ действует поток со скоростью Vo=Vсosн (поступательный, полет, висение с ветром), картина обтекания НВ будет иная. Каждый элемент нахо­дится под воздействием так называемого эффективного потока.

Эффективная скорость получается от сложения двух потоков: окружного и от косой обдувки НВ ( поступательной скорости) Vosin : Vэф=нr+Vosin, где  - угол азимутального положения лопас­ти; Vosin - проекция скорости вcтречного потока от поступа­тельного движения V на направление вращения элемента (рис. 1.4).

Из формулы следует, что значение эффективной скорости Vэф зави­сит от азимута лопасти. Графическая зависимость Vэф от  представ­лена на рис.1.6. График имеет вид синусоиды, смещенной вверх на величину _нr .

Рис.1.6 Изменение эффективной скорости элемента