1.5.3 Угол атаки элемента лопасти

Углом атаки элемента лопасти r называется угол, заключенный между вектором скорости результирующего потока и хордой профиля элемента (рис. 1.7). Определяется по формуле: r=r- r, где r - угол установки элемента; r - угол притекания элемента, определяющий положение результирующего потока относительно КПВ.

tgr=Voc/Vэф=(Vi+Vy+Vвзм+Vsinн)/(нr+Vosin).

Из формулы следует, что углы атаки элементов лопасти зависят от следую­щих факторов: шага НВ, вертикальной обдувки, поступательной скорос­ти, угла атаки НВ, частоты вращении НВ и положения элемента на оме­таемой поверхности (азимута, радиуса). При перемещении рычагов управления пилот изменяет углы установки лопастей, а также углы атаки НВ, тем самым воздействуя на углы атаки элементов лопасти. В зависимости от углов атаки на лопастях изменяется ха­рактер обтекания элементов лопастей и величина аэродинамических сил .

Контрольные вопросы

1. Какие преимущества имеет теория элемента лопасти перед им­пульсной теорией?

2. Что понимается под эффективной скоростью обтекания элемента лопасти?

3. Что представляет собой осевая скорость обтекания элемента?

14

4. Как изменяется эффективная скорость в зависимости от азимута лопасти: в осевом потоке? В косом потоке?

5. Как изменяется эффективная скорость в зависимости от радиуса элемента?

6. Как изменяются скорости обтекания наступающих и отступающих лопастей при работе НВ в косом потоке?

7. Что представляет собой обратное обтекание лопастей? В чем при­чина образования зоны обратного обтекания, и какие факторы влияют на ее размер?

8. Как влияет обратное обтекание элементов на работу НВ? Какие ограничения вводятся по зоне обратного обтекания?

9. Что представляет собой результирующая скорость обтекания эле­мента лопасти? Что понимается под углом атаки элемента лопасти? Какие основ­ные факторы полета влияют на углы атаки лопастей НВ?

1.6. Аэродинамические силы элемента лопасти

Каждый элемент лопасти находится под углом атаки r к резуль­тирующему потоку, скорость которого Wr.При несимметричном обтека­нии профиля элемента возникает аэродинамическая сила Rr (рис. 1.7). Причи­ной возникновения силы Rr являются разность давлений на поверхнос­ти элемента лопасти и действие сил трения в пограничном слое.

Проекциями силы Rr на оси скоростной системы координат Охa, Оуa являются силы Хar и Ύar.

Хar - лобовое сопротивление элемента, совпадающее с направлением результирующего потока.

Уar - подъем­ная сила элемента, направленная перпендикулярно результирующему по­току .

Проекциями силы Rr на оси связанной системы координат Ох, Оу являются силы Хr и Ύr (рис. 1.6)

Хr - сила сопротивления вра­щению элемента, действующая в плоскости вращения НВ и направленная против вращения НВ.

Тr - сила тяги элемента лопасти, действующая параллельно оси вращения НВ.

Силы Тr, и Хr связаны с Хr и Уr следующими соотношениями:

Тr=Ύarсcosr-Xarсsinr; Xr=Хarсcosr+Уarсsinr.

На вертикальных режимах полета УarTr, Xar=Xr, так как углы притекания  незначительны (38°), поэтому cosr =1, sinr=0. На режимах с поступательной скоростью отличия тяги и подъемной силы незначительны, в то время как силы Хar и Хr могут существен­но отличаться не только по значению, но и по направлению. Так, на режиме самовращения НВ (РСНВ) Хr направлена в сторону, противоположную лобовому сопротивлению Хar и совпадает с направлением вращения НВ.

15

Разложение полной аэродинамической силы элемента лопасти на составляющие позволяет исследовать работу лопастей в плоскости вращения НВ и вертикальной плоскости. Суммируя силы Tr и Хr от­дельных элементов по длине лопасти, можно определить тягу лопасти Т_л и сопро­тивление вращению лопасти Х_л.