Disaini kursused

Kerge helikopter

1 Taktikaliste ja tehniliste nõuete väljatöötamine. 2

2 Kopteri parameetrite arvutamine. 6

2.1 Kasuliku koorma massi arvutamine. 6

2.2 Kopteri rootori parameetrite arvutamine. 6

2.3 Õhu suhteline tihedus staatilistel ja dünaamilistel lagedel 8

2.4 Majandusliku kiiruse arvutamine maapinnal ja dünaamilisel lael. 8

2.5 Dünaamilisel lael horisontaallennu maksimaalsete ja majanduslike kiiruste suhteliste väärtuste arvutamine. 10

2.6 Tõukejõu ja rootori täidise lubatud suhete arvutamine maksimaalse kiiruse jaoks maapinnal ja majandusliku kiiruse jaoks dünaamilise lae korral. 10

2.7 Rootori tõuketegurite arvutamine maapinnal ja dünaamilisel lael 11

2.8 Rootori täitmise arvutamine. 12

2.9 Pearootori tõukejõu suhtelise suurenemise määramine, et kompenseerida kere ja horisontaalse saba aerodünaamilist takistust. 13

3 Kopteri tõukejõusüsteemi võimsuse arvutamine. 13

3.1 Võimsuse arvutamine staatilisel lakke riputamisel. 13

3.2 Võimsustiheduse arvutamine tasasel lennul maksimaalsel kiirusel. 14

3.3 Erivõimsuse arvutamine lennul dünaamilisel lael majanduslikul kiirusel.. 15

3.4 Erivõimsuse arvutamine lennul maapinna lähedal majanduslikul kiirusel ühe mootori rikke korral stardi ajal. 15

3.5 Konkreetsete vähendatud võimsuste arvutamine erinevate lennujuhtumite jaoks 16

3.5.1 Vähendatud erivõimsuse arvutamine staatilisel lael rippumisel 16

3.5.2 Vähendatud erivõimsuse arvutamine horisontaallennul maksimaalsel kiirusel. 16

3.5.3 Erivähendatud võimsuse arvutamine lennu ajal dünaamilisel lael majanduslikul kiirusel... 17

3.5.4 Vähendatud erivõimsuse arvutamine lennul maapinna lähedal majanduslikul kiirusel ühe mootori rikke korral. 18

3.5.5 Käiturisüsteemi nõutava võimsuse arvutamine. 19

3.6 Mootorite valik. 19

4 Kütuse massi arvutamine. 20

4.1 Teise lähenemise reisikiiruse arvutamine. 20

4.2 Kütuse erikulu arvutamine. 22

4.3 Kütuse massi arvutamine. 23

5 Kopteri komponentide ja koostude massi määramine. 24

5.1 Pearootori labade massi arvutamine. 24

5.2 Pearootori rummu massi arvutamine. 24

5.3 Võimendi juhtimissüsteemi massi arvutamine. 25

5.4 Käsijuhtimissüsteemi massi arvutamine. 25

5.5 Peakäigukasti massi arvutamine. 26

5.6 Sabarootori ajamite massi arvutamine. 27

5.7 Sabarootori massi ja põhimõõtmete arvutamine. kolmkümmend

5.8 Kopteri tõukejõusüsteemi massi arvutamine. 32

5.9 Kere ja kopteri varustuse massi arvutamine. 32

5.10 Kopteri stardimassi arvutamine teise lähenduse alusel. 35

6 Helikopteri paigutuse kirjeldus. 36

Viited.. 39

1 Taktikaliste ja tehniliste nõuete väljatöötamine

Projekteeritav objekt on kerge ühe rootoriga helikopter, mille maksimaalne stardimass on 3500 kg. Valime välja 3 prototüüpi nii, et nende maksimaalne stardimass jääb vahemikku 2800-4375 kg. Prototüüpideks on kerged helikopterid: Mi-2, Eurocopter EC 145, Ansat.

Tabelis 1.1 on toodud nende arvutamiseks vajalikud taktikalised ja tehnilised omadused.

Tabel 1.1 – Prototüüpide jõudlusnäitajad

Joonistel 1.1, 1.2 ja 1.3 on näidatud prototüüpide skeemid.

Joonis 1.1 – Mi-2 helikopteri skeem

Joonis 1.2 – Eurocopter EC 145 kopteri skeem

Joonis 1.3 – Ansati kopteri diagramm

Alates taktikalised ja tehnilised omadused ja prototüübi diagrammid, määrame koguste keskmised väärtused ja saame lähteandmed kopteri projekteerimiseks.

Tabel 1.2 – Kopteri projekteerimise algandmed

2 Kopteri parameetrite arvutamine

2.1 Kasuliku koorma massi arvutamine

Valem (2.1.1) kasuliku koorma massi määramiseks:

Kus m mg - kandevõime mass, kg; m ek - meeskonna mass, kg; L- lennuulatus, km; m 01 - helikopteri maksimaalne stardimass, kg.

Kasuliku koorma kaal:

2.2 Kopteri rootori parameetrite arvutamine

Raadius RÜhe rootoriga kopteri pearootori , m arvutatakse valemi (2.2.1) abil:

, (2.2.1)

Kus m 01 - helikopteri stardimass, kg; g- vabalangemise kiirendus 9,81 m/s 2 ; lk- erikoormus pearootori poolt pühitavale alale, p = 3,14.

Võtame rootori raadiuse võrdseks R= 7,2 m.

Määrake perifeerse kiiruse väärtus wR terade otsad joonisel 3 näidatud diagrammil:

Joonis 3 – Diagramm tera tipu kiiruse sõltuvusest lennukiirusest konstantsete väärtuste korral M 90 ja μ

Kell Vmax= 258 km/h wR = 220 m/s.

Nurkkiiruse määramine w, s -1 ja rootori pöörlemissagedus vastavalt valemitele (2.2.2) ja (2.2.3):

2.3 Suhteline õhutihedus staatilistel ja dünaamilistel lagedel

Õhu suhteline tihedus staatilistel ja dünaamilistel lagedel määratakse vastavalt valemitega (2.3.1) ja (2.3.2):

2.4 Majandusliku kiiruse arvutamine maapinnal ja dünaamilisel lael

Määratakse suhteline pindala S samaväärne kahjulik plaat vastavalt valemile (2.4.1):

Kus S E määratakse vastavalt joonisele 4.

Joonis 4 - erinevate transpordihelikopterite samaväärse kahjuliku plaadi pindala muutus

Me nõustume S E = 1,5

Arvutatakse majandusliku kiiruse väärtus maapinna lähedal V h, km/h:

Kus I- induktsioonikoefitsient:

I =1,02+0,0004Vmax = 1,02+0,0004258=1,1232 ,

Arvutatakse majandusliku kiiruse väärtus dünaamilisel lael V din, km/h:

2.5 Dünaamilisel lael horisontaallennu maksimaalsete ja majanduslike kiiruste suhteliste väärtuste arvutamine

Horisontaalse lennu maksimaalse ja majandusliku kiiruse suhtelised väärtused dünaamilisel lael arvutatakse vastavalt valemite (2.5.1) ja (2.5.2) abil:

; (2.5.1)

. (2.5.2)

2.6 Tõukejõu ja rootori täituvuse lubatud suhete arvutamine maksimaalse kiiruse jaoks maapinnal ja ökonoomse kiiruse jaoks dünaamilise lae korral

Kuna valem (2.6.1) lubatud tõukejõu koefitsiendi ja rootori täituvuse suhte jaoks maksimaalse maakiiruse jaoks on järgmine:

Valem (2.6.2) lubatava tõukejõu ja rootori täidise suhte jaoks ökonoomse kiiruse jaoks dünaamilisel lael:

2.7 Rootori tõuketegurite arvutamine maapinnal ja dünaamilisel lael

Rootori tõuketegurite arvutamine maapinnal ja dünaamilisel lael tehakse vastavalt valemite (2.7.1) ja (2.7.2) abil:

2.8 Rootori täitmise arvutamine

Pearootori täitmine s arvutatud maksimaalse ja majandusliku kiirusega lendude puhul:

Arvutatud täiteväärtusena s pearootor, võetakse tingimuse (2.8.3) väärtus:

me nõustume.

Akordi pikkus b ja suhteline pikenemine l rootori labad on võrdsed:

2.9 Pearootori tõukejõu suhtelise suurenemise määramine, et kompenseerida kere ja horisontaalse saba aerodünaamilist takistust

Me aktsepteerime pearootori tõukejõu suhtelist suurenemist, et kompenseerida kere ja horisontaalse saba aerodünaamilist takistust.

3 Kopteri tõukejõusüsteemi võimsuse arvutamine

3.1 Võimsuse arvutamine staatilisel lakke riputamisel

Erivõimsus, mis on vajalik pearootori käitamiseks hõljumisrežiimis statistilisel lael, arvutatakse valemi (3.1.1) abil.

Kus N H st - vajalik võimsus, W;

Drosselklapi karakteristik, mis sõltub staatilise lae kõrgusest ja arvutatakse valemiga (3.1.2)

m 0 - stardimass, kg;

g- vabalangemise kiirendus, m/s 2 ;

lk- erikoormus pearootori poolt pühitavale alale, N/m 2 ;

D st - suhteline õhutihedus staatilise lae kõrgusel;

h 0 - suhteline efektiivsus pearootor hõljumisrežiimis ( h 0 =0.75);

Pearootori tõukejõu suhteline suurenemine kere aerodünaamilise takistuse tasakaalustamiseks:

3.2 Võimsustiheduse arvutamine tasasel lennul maksimaalsel kiirusel

Erivõimsus, mis on vajalik pearootori käitamiseks horisontaallennul maksimaalsel kiirusel, arvutatakse valemi (3.2.1) abil.

kus on labade otste perifeerne kiirus;

Suhteline ekvivalentne kahjulik plaat;

Induktsioonikoefitsient määratakse valemiga (3.2.2)

3.3 Võimsustiheduse arvutamine lennu ajal dünaamilisel lael majanduslikul kiirusel

Pearootori dünaamilisel lael käitamiseks vajalik erivõimsus on:

kus on õhu suhteline tihedus dünaamilisel lael;

Kopteri ökonoomne kiirus dünaamilisel lael;

3.4 Erivõimsuse arvutamine lennul maapinna lähedal majanduslikul kiirusel ühe mootoririkke korral stardi ajal

Erivõimsus, mis on vajalik ühe mootoririkke korral õhkutõusu jätkamiseks ökonoomsel kiirusel, arvutatakse valemi (3.4.1) abil.

kus on majanduslik kiirus maapinnal;

3.5 Konkreetsete vähendatud võimsuste arvutamine erinevate lennujuhtumite jaoks

3.5.1 Vähendatud erivõimsuse arvutamine staatilisel lael rippumisel

Vähendatud erivõimsuse arvutamine staatilisele laele riputamisel toimub vastavalt valemile (3.5.1.1).

kus on gaasipedaali spetsiifiline karakteristik:

x 0 - tõukejõusüsteemi võimsuskasutustegur hõljukrežiimis. Kuna projekteeritud kopteri kaal on 3,5 tonni, ;

3.5.2 Vähendatud erivõimsuse arvutamine tasapinnalisel lennul maksimaalsel kiirusel

Vähendatud erivõimsus horisontaallennul maksimaalsel kiirusel arvutatakse vastavalt valemile (3.5.2.1).

kus on võimsuskasutustegur maksimaalsel lennukiirusel,

Mootori gaasipedaali omadused sõltuvalt lennukiirusest:

3.5.3 Konkreetse vähendatud võimsuse arvutamine lennu ajal dünaamilisel lael majanduslikul kiirusel

Vähendatud erivõimsus lennu ajal dünaamilisel lael majanduslikul kiirusel arvutatakse vastavalt valemile (3.5.3.1).

kus on energiakasutustegur ökonoomse lennukiiruse juures,

ja - mootori drosseldusastmed olenevalt dünaamilise lae kõrgusest H ja lennukiirus V din vastavalt järgmistele gaasihoovastiku omadustele:

3.5.4 Konkreetse vähendatud võimsuse arvutamine lennul maapinna lähedal majanduslikul kiirusel ühe mootori rikke korral

Vähendatud erivõimsuse arvutamine lennul maapinna lähedal majandusliku kiirusega ühe mootori rikke korral toimub vastavalt valemile (3.5.4.1).

kus on võimsuskasutustegur majandusliku lennukiiruse juures;

Mootori drosseldamisaste avariirežiimis;

Helikopteri mootorite arv;

Mootori drosseldusaste majanduslikul kiirusel maapinna lähedal lennates:

3.5.5 Käiturisüsteemi nõutava võimsuse arvutamine

Käiturisüsteemi nõutava võimsuse arvutamiseks valitakse konkreetse vähendatud võimsuse väärtus tingimusest (3.5.5.1).

Nõutav võimsus N helikopteri tõukejõusüsteem on võrdne:

kus on kopteri stardimass;

g= 9,81 m 2 /s - vabalangemise kiirendus;

3.6 Mootorite valik

Võtame vastu kaks gaasiturbiinmootorit GTD-1000T koguvõimsusega 2×735,51 kW. Tingimus on täidetud.

4 Kütuse massi arvutamine

4.1 Teine ligikaudne reisikiiruse arvutamine

Aktsepteerime esimese lähenemise reisikiiruse väärtust.

Kuna arvutame induktsioonikoefitsiendi valemi (4.1.1) abil:

Valemi (4.1.2) abil määrame kindlaks erivõimsuse, mis on vajalik pearootori käitamiseks lennu ajal reisimise režiimis:

kus on tõukejõusüsteemi vähendatud erivõimsuse maksimaalne väärtus,

Võimsuse muutuse koefitsient sõltuvalt lennukiirusest, arvutatakse järgmise valemiga:

Arvutame teise lähenemise reisikiiruse:

Määrame esimese ja teise ligikaudse reisikiiruse suhtelise hälbe:

Kuna me täpsustame esimese lähenduse reisikiirust, siis võetakse see võrdseks teise lähenduse arvutatud kiirusega. Seejärel kordame arvutamist valemitega (4.1.1) - (4.1.5):

Me nõustume.

4.2 Kütuse erikulu arvutamine

Kütuse erikulu arvutatakse valemi (4.2.1) abil:

kus on kütuse erikulu muutuste koefitsient sõltuvalt mootorite töörežiimist,

Kütuse erikulu muutuste koefitsient sõltuvalt lennukiirusest, mis määratakse valemiga (4.2.2):

Kütuse erikulu õhkutõusmisel, ;

Kütuse erikulu muutumise koefitsient sõltuvalt temperatuurist,

Kütuse erikulu muutuste koefitsient sõltuvalt lennukõrgusest, ;

4.3 Kütuse massi arvutamine

Lennule kulutatud kütuse mass on võrdne:

, (4.3.1)

kus on reisikiirusel tarbitud erivõimsus;

Reisikiirus;

Spetsiifiline kütusekulu;

L- lennuulatus;

5 Kopteri komponentide ja koostude massi määramine

5.1 Pearootori labade massi arvutamine

Pearootori labade mass määratakse valemiga (5.1.1):

Kus R- pearootori raadius;

s- pearootori täitmine;

5.2 Rootori rummu massi arvutamine

Pearootori rummu mass arvutatakse valemi (5.2.1) abil:

kus on kaasaegse konstruktsiooniga pukside kaalukoefitsient, ;

Labade arvu mõjutegur rummu massile, mis arvutatakse valemiga (5.2.2):

Teradele mõjuv tsentrifugaaljõud, mis arvutatakse valemiga (5.2.3):

5.3 Võimendi juhtimissüsteemi massi arvutamine

Võimendi juhtimissüsteem sisaldab pöördplaati, hüdrovõimendeid ja hüdraulilist pearootori juhtimissüsteemi. Võimendi juhtimissüsteemi mass arvutatakse valemi (5.3.1) abil:

Kus b- tera akord;

Võimendi juhtimissüsteemi kaalukoefitsient, milleks võib võtta 13,2 kg/m 3 ;

5.4 Käsijuhtimissüsteemi massi arvutamine

Käsijuhtimissüsteemi mass arvutatakse vastavalt valemile (5.4.1):

kus on ühe rootoriga kopterite käsijuhtimissüsteemi kaalukoefitsient 25 kg/m;

5.5 Peakäigukasti massi arvutamine

Peakäigukasti mass sõltub pearootori võlli pöördemomendist ja arvutatakse valemi (5.5.1) abil:

kus on kaalukoefitsient, mille keskmine väärtus on 0,0748 kg/(Nm) 0,8.

Pearootori võlli maksimaalne pöördemoment määratakse tõukejõusüsteemi vähendatud võimsuse kaudu N ja propelleri kiirus w:

kus on tõukejõusüsteemi võimsuskasutustegur, mille väärtus võetakse sõltuvalt kopteri stardimassist. Sellest ajast;

5.6 Sabarootori ajamite massi arvutamine

Sabarootori tõukejõud arvutatakse:

kus on pearootori võlli pöördemoment;

Pea- ja sabarootori telgede vaheline kaugus.

Kaugus L pea- ja sabarootori telgede vahel on võrdne nende raadiuste ja kliirensi summaga d nende labade otste vahel:

kus on vahe, mis võrdub 0,15...0,2 m;

Sabarootori raadius. Sellest ajast

Sabarootori pööramiseks kuluv võimsus arvutatakse valemiga (5.6.3):

kus on sabarootori suhteline efektiivsus, milleks võib võtta 0,6...0,65.

Roolivõlli poolt edastatav pöördemoment on võrdne:

kus on roolivõlli pöörlemiskiirus, mis leitakse valemi (5.6.5) järgi:

Jõuülekande võlli poolt pööretel minutis edastatav pöördemoment on võrdne:

Kaal mülekandevõllis:

kus on jõuülekandevõlli kaalukoefitsient, mis on 0,0318 kg/(Nm) 0,67;

Vahekäigukasti mass määratakse valemiga (5.6.9):

kus on vahekäigukasti kaalukoefitsient, võrdne 0,137 kg/(Nm) 0,8.

Saba rootorit pöörleva sabakäigukasti mass:

kus on sabakäigukasti kaalukoefitsient, mille väärtus on 0,105 kg/(Nm) 0,8;

5.7 Sabarootori massi ja põhimõõtmete arvutamine

Sabarootori mass ja peamised mõõtmed arvutatakse sõltuvalt selle tõukejõust.

Sabarootori tõuketegur on:

Sabarootori labade täituvus arvutatakse samamoodi nagu pearootori puhul:

kus on tõukejõu ja sabarootori täidise suhte lubatud väärtus,

Sabarootori labade kõõlu pikkus ja suhteline pikenemine arvutatakse valemite (5.7.3) ja (5.7.4) abil:

kus on pearootori labade arv,

Sabarootori labade mass arvutatakse empiirilise valemi (5.7.5) abil:

Sabarootori labadele mõjuva ja rummu hingede poolt tajutava tsentrifugaaljõu väärtus arvutatakse valemiga (5.7.6):

Sabarootori rummu mass arvutatakse sama valemiga nagu pearootori puhul:

kus on sabarootori labale mõjuv tsentrifugaaljõud;

Puksi kaalukoefitsient, mis on võrdne 0,0527 kg/kN 1,35;

Kaalukoefitsient olenevalt labade arvust ja arvutatud vastavalt valemile (5.7.8):

5.8 Kopteri tõukejõusüsteemi massi arvutamine

Kopteri tõukejõusüsteemi erimass arvutatakse empiirilise valemi (5.8.1) abil:

, (5.8.1)

Kus N- jõuseadme võimsus;

Käiturisüsteemi mass on võrdne:

5.9 Kere ja kopteri varustuse massi arvutamine

Kopteri kere mass arvutatakse valemi (5.9.1) abil:

kus on kere pestud pinna pindala:

Tabel 5.8.1

Esimene ligikaudne stardimass;

koefitsient 1,1;

Kütusesüsteemi kaal:

kus on lennul kulutatud kütuse mass;

Kütusesüsteemi eeldatav kaalukoefitsient on 0,09;

Kopteri teliku kaal on:

kus on kaalukoefitsient olenevalt šassii konstruktsioonist. Kuna projekteeritud kopteril on sissetõmmatav telik, siis

Kopteri elektriseadmete mass arvutatakse valemiga (5.9.5):

kus on pea- ja sabarootori telgede vaheline kaugus;

Pearootori labade arv;

R- pearootori raadius;

Pearootori labade suhteline pikenemine;

ja – elektrijuhtmete ja muude elektriseadmete kaalukoefitsiendid,

Kopteri muu varustuse kaal:

kus on kaalukoefitsient, mille väärtus on 1.

5.10 Kopteri stardimassi arvutamine teise lähenduse alusel

Tühja helikopteri mass võrdub põhiüksuste masside summaga:

Teise lähenemise helikopteri stardikaal:

Määrame esimese ja teise lähenduse masside suhtelise hälbe:

Esimese ja teise lähenduse masside suhteline hälve rahuldab tingimust. See tähendab, et kopteri parameetrite arvutamine viidi läbi õigesti.

6 Helikopteri paigutuse kirjeldus

Projekteeritud helikopter on valmistatud ühe rootori konstruktsiooni järgi, millel on sabarootor, kaks gaasiturbiinmootorit ja liugtelik.

Kere on poolmonokokk. Kere kandvad jõuelemendid on valmistatud alumiiniumisulamitest ja neil on korrosioonivastane kate. Vibu Kere koos kokpiti varikatuse ja mootori gondli kapottidega on valmistatud klaaskiul põhinevast komposiitmaterjalist. Piloodikabiinil on kaks ust, aknad on varustatud jäätumisvastase süsteemi ja klaasipuhastitega. Kauba-reisijate salongi vasak ja parem uks ning kere tagumises osas asuv lisaluuk tagavad haigete ja vigastatute kanderaamile laadimise mugavuse, aga ka suuregabariidiliste veoste laadimise. Lükandraam on valmistatud tugevast painutatud metalltorudest. Vedrud on kaetud kaitsekattega. Sabatugi takistab sabarootori puudutamist maandumisalusega. Pea- ja sabarootori labad on valmistatud komposiitmaterjalid põhinevad klaaskiust ja võivad olla varustatud jäätumisvastase süsteemiga. Nelja labaga pearootori rumm on hingedeta, valmistatud kahest ristuvast klaaskiudtalast, millest kummagi külge on kinnitatud kaks laba. Kahe labaga sabarootori rumm ühise horisontaalliigendiga. Kütusepaagid kogumahuga 850 liitrit asuvad kere põrandas. Helikopteri juhtimissüsteem on juhtmevaba ilma mehaanilise juhtmestikuta, millel on neli korda digitaalne koondamine ja kaks korda üleliigne sõltumatu elektritoide. Kaasaegne lennu- ja navigatsioonitehnika tagab lennud lihtsates ja ebasoodsates ilmastikutingimustes, samuti lennud VFR ja IFR reeglite järgi. Helikopterisüsteemide parameetreid jälgitakse pardaseadme abil infosüsteem juhtimine BISK-A. Kopter on varustatud hoiatus- ja hädaolukorra signalisatsioonisüsteemiga.

Helikopterit saab varustada vesimaandumissüsteemiga, samuti tulekustutus- ja kemikaalipihustussüsteemidega.

Elektrijaamaks on kaks gaasiturbiinmootorit GTD-1000T koguvõimsusega 2×735,51 kW. Mootorid on monteeritud kerele eraldi gondlitesse. Õhuvõtuavad on külgmised, varustatud tolmukaitseseadmetega. Gondlite külgpaneelid seisavad hingede külge, et moodustada hooldusplatvorme. Mootori võllid ulatuvad nurga all keskkäigukasti ja tarvikuruumi poole. Mootorite väljalaskeotsikud on 24" nurga all väljapoole painutatud. Liiva eest kaitsmiseks on paigaldatud filtrid, mis takistavad 90% üle 20 mikronise läbimõõduga osakeste tungimist mootorisse.

Ülekanne koosneb mootori käigukastidest, vahekäigukastidest, nurkkäigukastidest, peakäigukastist, abijõuseadme võllist ja käigukastist, roolivõllist ja nurkkäigukastist. Ülekandesüsteemis kasutatakse titaanisulameid.

Elektrisüsteem koosneb kahest isoleeritud vooluringist, millest ühe toiteallikaks on 115-120V pinget tootev vahelduvvoolugeneraator ja teise ahela toiteallikaks on 28V pingega alalisvoolugeneraator. Generaatorid käitatakse pearootori käigukastist.

Juhtimine on dubleeritud, jäik ja kaabeljuhtmestik ning hüdraulikavõimendid, mida juhitakse põhi- ja varuhüdraulikasüsteemidest. Nelja kanaliga autopiloot AP-34B tagab helikopteri stabiliseerimise lennu ajal veeres, kursis, kaldenurgas ja kõrguses. Põhihüdraulikasüsteem annab toite kõigile hüdroagregaatidele ja varusüsteem ainult hüdrovõimenditele.

Kütte- ja ventilatsioonisüsteem varustab sooja või külma õhku meeskonna- ja reisijatekabiinidega, jäätumisvastane süsteem kaitseb jäätumise eest pea- ja sabarootori labasid, kokpiti esiaknaid ja mootori õhuvõtuavasid.

Sidevarustus sisaldab käsku HF-riba - "Yurok", sisetelefoni seadet SPU-34.

Bibliograafia

1. Helikopteri disain / V.S. Krivtsov, L.I. Losev, Ya.S. Karpov. - Õpik. - Harkov: Nat. kosmoselennundus Ülikool "Khark" lennundus Instituut", 2003. - 344 lk.
2. www.wikipedia.ru
3. www.airwar.ru
4. narod.ru
5. http://www.vertolet-media.ru/helicopters/kvz/ansat/

Lae alla: Teil pole juurdepääsu failide allalaadimiseks meie serverist.

Üldsätted.

Helikopteri pearootor (HV) on loodud tõste-, tõukejõu- ja juhtimismomentide tekitamiseks.

Pearootor koosneb rummust ja labadest, mis kinnitatakse rummu külge hingede või elastsete elementide abil.

Peamised rootori labad, kuna rummul on kolm liigendit (horisontaalne, vertikaalne ja aksiaalne), teostavad lennu ajal keerulist liikumist: - pöörlevad ümber HB telje, liiguvad koos helikopteriga ruumis, muudavad oma nurgaasendit, pöörates. näidatud hingedes, seetõttu on rootori laba aerodünaamika keerulisem kui lennukitiiva aerodünaamika.

NV ümbritseva voolu iseloom sõltub lennurežiimidest.

Pearootori (RO) geomeetrilised põhiparameetrid.

NV peamised parameetrid on läbimõõt, pühitav pindala, labade arv, täitmistegur, horisontaalsete ja vertikaalsete hingede vahekaugus, erikoormus pühitavale alale.

Läbimõõt D on ringi läbimõõt, mida mööda labade otsad liiguvad, kui NV töötab paigal. Kaasaegsete helikopterite läbimõõt on 14-35 m.

Pühkimisala Fom on ringi pindala, mida NV labade otsad kirjeldavad, kui see paigal töötab.

Täitetegurσ on võrdne:

σ = (Z l F l) / F oomi (12,1);

kus Z l on labade arv;

F l – tera pindala;

F ohm – NV pühitud ala.

Iseloomustab pühitava ala täitumise astet labadega, varieerub vahemikus s=0,04¸0,12.

Täiteteguri suurenedes suureneb NV tõukejõud teatud väärtuseni, mis on tingitud kandepindade tegeliku pindala suurenemisest, seejärel langeb. Tõukejõu langus tuleneb voolu kaldpinna ja ees oleva laba tõukepöörise mõjust. Kui s suureneb, on labade tõmbejõu suurenemise tõttu vaja suurendada NV-le antavat võimsust. Kui s suureneb, väheneb antud tõukejõu saavutamiseks vajalik samm, mis viib NV seiskamisrežiimidest eemale. Varisemisrežiimide omadusi ja nende esinemise põhjuseid käsitletakse edasi.

Horisontaalsete l g ja vertikaalsete l v hingede vahekaugus on hinge teljest HB pöörlemistelje vaheline kaugus. Võib vaadelda suhtelisena (12.2.)

Asub . Liigeste vahekauguse olemasolu parandab pikisuunalise ja põikisuunalise juhtimise efektiivsust.

(12.3.)

NV põhilised kinemaatilised parameetrid.

NV peamised kinemaatilised parameetrid hõlmavad pöörlemise sagedust või nurkkiirust, NV lööginurka ja üldise või tsüklilise sammu nurki.

Pöörlemiskiirus n s - NV pöörete arv sekundis; NV pöörlemise nurkkiirus - määrab selle perifeerse kiiruse w R.

Kaasaegsetel helikopteritel on w R väärtus 180¸220 m/sek.

Ründenurka NV (A) mõõdetakse vabavoolu kiirusvektori ja c vahel
Riis. 12.1 Rootori lööginurgad ja selle töörežiimid.

NV pöörlemistasand (joonis 12.1). Nurka A loetakse positiivseks, kui õhuvool jookseb NV juures altpoolt. Horisontaalsetes lennu- ja tõusurežiimides on A negatiivne, laskumisel A. NV-l on kaks töörežiimi – aksiaalne voolurežiim, kui A = ±90 0 (hõljumine, vertikaalne tõus või laskumine) ja kaldus puhumisrežiim, kui A¹± 90 0 .

Kollektiivne kaldenurk on kõigi NV labade paigaldusnurk sektsioonis raadiusega 0,7R.

NV tsüklilise sammu nurk sõltub NV töörežiimist, seda küsimust arutatakse üksikasjalikult NV kaldus puhumise analüüsimisel.

NV tera peamised parameetrid.

Tera peamised geomeetrilised parameetrid hõlmavad raadiust, kõõlu, paigaldusnurka, ristlõike profiili kuju, geomeetrilist keerdumist ja tera plaanikuju.

Tera praegune ristlõike raadius r määrab selle kauguse NV pöörlemisteljest. Määratakse suhteline raadius

(12.4);

Profiili akord– sirgjoon, mis ühendab lõikeprofiili kõige kaugemaid punkte, tähistatud tähega b (joonis 12.2).

Riis. 12.2. Tera profiili parameetrid. Tera nurk j on tera sektsiooni kõõlu ja HB pöörlemistasandi vaheline nurk.

Paigaldusnurk j võrra `r=0,7, kui juhtseadised on neutraalasendis ja libiseva liikumise puudumine, loetakse kogu tera paigaldusnurgaks ja NV üldiseks sammuks.

Tera ristlõike profiil on tera pikiteljega risti oleva tasapinnaga ristlõike kuju, mida iseloomustab maksimaalne paksus, mille suhteline paksus on max. nõgusus f ja kumerus . Reeglina kasutatakse rootoritel kaksikkumeraid asümmeetrilisi väikese kumerusega profiile.

Geomeetriline pööre tekib sektsioonide nurkade vähendamisel tagumisest otsani ja see parandab tera aerodünaamilisi omadusi. Helikopteri labadel on plaanis ristkülikukujuline kuju, mis pole aerodünaamilises mõttes optimaalne, kuid on tehnoloogia seisukohast lihtsam.

Tera kinemaatilised parameetrid määratakse asimuut-asendi, pöörde, pöörde ja lööginurga nurkade järgi.

Asimuudi nurk y määratakse NV pöörlemissuuna järgi tera pikitelje ja tera nullasendi pikitelje vahel antud ajahetkel. Nullpositsioonijoon horisontaallennul kattub praktiliselt kopteri saba poomi pikiteljega.

Pöördenurk b määrab tera nurkliikumise horisontaalses hinges pöörlemistasandi suhtes. Seda peetakse positiivseks, kui tera kaldub ülespoole.

Pöördenurk x iseloomustab tera nurkliikumist vertikaalses hinges pöörlemistasandis (joon. 12.). Seda peetakse positiivseks, kui tera kaldub vastu pöörlemissuunda.

Laba elemendi a lööginurk määratakse elemendi kõõlu ja vastutuleva voolu vahelise nurga järgi.

Tera lohistamine.

Laba eesmine takistus on aerodünaamiline jõud, mis toimib rummu pöörlemistasandil ja on suunatud propelleri pöörlemisele.

Tera eesmine takistus koosneb profiili-, induktiiv- ja lainetakistusest.

Profiilitakistus on tingitud kahest põhjusest: tera ees ja taga rõhkude erinevus (rõhutakistus) ja piirkihis olevate osakeste hõõrdumine (hõõrdetakistus).

Survetakistus sõltub tera profiili kujust s.t. profiili suhtelise paksuse () ja suhtelise kumeruse () kohta. Mida rohkem ja seda suurem on vastupanu. Rõhukindlus ei sõltu töötingimustel lööginurgast, vaid suureneb kriitilisel a.

Hõõrdetakistus sõltub sõukruvi pöörlemiskiirusest ja labade pinna seisukorrast. Induktiivne takistus on takistus, mis on põhjustatud voolunihkest tingitud tegeliku tõste kallest. Tera indutseeritud takistus sõltub lööginurgast α ja suureneb selle suurenedes. Lainetakistus tekib edasiliikuval labal, kui lennukiirus ületab kavandatud kiirust ja labale ilmuvad lööklained.

Tõmbejõud, nagu veojõud, sõltub õhutihedusest.

Rootori tõukejõu tekitamise impulssiteooria.

Impulssiteooria füüsikaline olemus on järgmine. Töötav ideaalne propeller tõrjub õhku, andes selle osakestele teatud kiiruse. Kruvi ette moodustatakse imemistsoon, kruvi taha väljatõmbeala ja õhuvool läbi kruvi. Selle õhuvoolu peamised parameetrid on: induktiivne kiirus ja õhurõhu tõus propelleri pöörlemistasandis.

Aksiaalse voolu režiimis läheneb õhk NV-le igast küljest ja propelleri taha moodustub kitsenev õhuvool. Joonisel fig. 12.4. NV-puksil on kujutatud üsna suurt kera, mille keskpunkt on kolme iseloomuliku sektsiooniga: sektsioon 0, mis asub kruvi ees, kruvi pöörlemistasandil, sektsioon 1 voolukiirusega V 1 (imemiskiirus) ja sektsioon 2 voolukiirusega V 2 (viskekiirus).

Õhuvoolu paiskab HB tagasi jõuga T, kuid sama jõuga surub õhk ka propellerile. See jõud on pearootori tõukejõud. Jõud võrdub kehamassi kordade korrutisega
Riis. 12.3. Tõukejõu loomise impulssiteooria selgituse poole.

kiirendus, mille keha sai selle jõu mõjul. Seetõttu on NV tõukejõud võrdne

(12.5.)

kus m s on teine ​​õhumass, mis läbib õhu pindala, mis on võrdne

(12.6.)

kus on õhu tihedus;

F - kruviga pühitud ala;

V 1 - induktiivne voolukiirus (imemiskiirus);

a on voolu kiirendus.

Valemit (12.5.) saab esitada ka muul kujul

(12.7.)

kuna ideaalse sõukruvi teooria kohaselt on sõukruvi poolt väljapaiskuva õhu kiirus V kaks korda suurem kui imemiskiirus V 1 NV pöörlemistasandil.

(12.8.)

Induktiivkiiruse peaaegu kahekordistumine toimub kaugusel, mis on võrdne NV raadiusega. Kopterite Mi-8 imemiskiirus V 1 on 12 m/s, Mi-2 puhul – 10 m/s.

Järeldus: Pearootori tõukejõud on võrdeline õhutihedusega, õhupuhuri pühkimisala ja induktiivse kiirusega (õhupuhuri pöörlemiskiirus).

Rõhulang sektsioonis 1-2 atmosfäärirõhu suhtes häirimatus õhukeskkonnas on võrdne induktiivkiiruse kolme kiirusrõhuga

(12.9.)

mis põhjustab NV taga asuvate kopteri konstruktsioonielementide takistuse suurenemist.

Tera elemendi teooria.

Tera elemendi teooria olemus on järgmine. Arvesse võetakse vooluhulka teraelemendi iga väikese lõigu ümber ja määratakse terale mõjuvad elementaarsed aerodünaamilised jõud dу e ja dх e. Tera tõstejõud U l ja tera takistus X l määratakse järgmiste elementaarjõudude liitmise tulemusena, mis mõjuvad kogu tera pikkuses selle põkkosast (r k) kuni tipuosani (R). ):

Rootorile mõjuvad aerodünaamilised jõud on defineeritud kui kõikidele labadele mõjuvate jõudude summa.

Pearootori tõukejõu määramiseks kasutatakse tiiva tõstmise valemiga sarnast valemit.

(12.10.)

Laba elemendi teooria kohaselt on pearootori poolt välja töötatud tõukejõud võrdeline tõuketeguriga, tera pühkimisalaga, õhutihedusega ja labade tipu kiiruse ruuduga.

Impulssiteooriast ja teraelemendi teooriast tehtud järeldused täiendavad teineteist.

Nendest järeldustest järeldub, et NV tõukejõud telgvoolurežiimis sõltub õhutihedusest (temperatuurist), labade paigaldusnurgast (NV samm) ja pearootori pöörlemiskiirusest.

NV töörežiimid.

Pearootori töörežiimi määrab NV asend õhuvoolus.(Joon. 12.1) Olenevalt sellest määratakse kaks peamist töörežiimi: aksiaal- ja kaldvoolu režiim. Aksiaalset voolurežiimi iseloomustab asjaolu, et vastutulev segamatu vool liigub paralleelselt NV-puksi teljega (risti NV-puksi pöörlemistasandiga). Selles režiimis töötab pearootor vertikaalsetes lennurežiimides: hõljumine, vertikaalne tõus ja helikopteri laskumine. Selle režiimi peamine omadus on see, et laba asend sõukruvile langeva voolu suhtes ei muutu, seetõttu ei muutu aerodünaamilised jõud, kui laba liigub asimuutis. Kaldvoolu režiimi iseloomustab asjaolu, et õhuvool läheneb NV-le oma telje suhtes nurga all (joon. 12.4.). Õhk läheneb propellerile kiirusega V ja kaldub allapoole induktiivse imemiskiiruse Vi tõttu. Saadud voolukiirus läbi NV on võrdne häirimatu voolu kiiruste ja induktiivse kiiruse vektori summaga

V1 = V + Vi (12.11.)

Selle tulemusena suureneb õhu sisselaskeava kaudu voolav teine ​​õhuvoolukiirus ja sellest tulenevalt ka rootori tõukejõud, mis suureneb lennukiiruse suurenedes. Praktikas täheldatakse NV tõukejõu suurenemist kiirustel üle 40 km/h.

Riis. 12.4. Pearootori töö kaldus puhumisrežiimis.

Kaldus puhumine. Efektiivne voolukiirus teraelemendi ümber õhus lendava elemendi pöörlemistasandil ja selle muutumine piki õhuelemendi pühkivat pinda.

Aksiaalse voolu režiimis on tera iga element voolus, mille kiirus on võrdne elemendi ümbermõõdu kiirusega , kus on antud teraelemendi raadius (joonis 12.6).

Kaldvoolurežiimis, mille lööginurk HB ei ole võrdne nulliga (A=0), sõltub saadav kiirus W, millega vool voolab ümber laba elemendi, elemendi u perifeersest kiirusest, lennukiirusest V1 ja asimuutnurk.

W = u + V1 sinψ (12.12.)

need. konstantsel lennukiirusel ja propelleri konstantsel pöörlemiskiirusel (ωr = konst.) varieerub efektiivne voolukiirus laba ümber sõltuvalt asimuutnurgast.

Joonis 12.5. Voolukiiruse muutus tera ümber lõhkeaine pöörlemistasandil.

Efektiivse voolukiiruse muutus õhuväe pühitava pinna kohal.

Joonisel fig. 12.6. näitab perifeerse kiiruse ja lennukiiruse liitmise tulemusena labaelemendile põrkuva voolu kiirusvektoriid. Diagramm näitab, et efektiivne voolukiirus varieerub nii piki laba kui ka asimuuti. Perifeerne kiirus suureneb nullist propelleri rummu teljel kuni maksimumini labade otstes. Asimuudil 90 o on tera elementide kiirus võrdne , asimuutil 270 o on saadud kiirus , tera tagumikul diameetriga d piirkonnas tuleb vool vooluriba küljelt, s.o. moodustub tagasivoolu tsoon, tsoon, mis ei osale tõukejõu loomises.

Mida suurem on NV raadius ja mida suurem on lennukiirus konstantsel NV pöörlemiskiirusel, seda suurem on tagasivoolu tsooni läbimõõt.

Asimuudil y=0 ja y=180 0 on tera elementide saadud kiirus võrdne .

Joonis 12.6. Efektiivse voolukiiruse muutus lõhkeaine pühitava pinna kohal.

Kaldus puhumine. Teraelemendi aerodünaamilised jõud.

Kui laba element on voolus, tekib tera elemendi aerodünaamiline kogujõud, mida saab kiiruse koordinaatsüsteemis lagundada tõstejõuks ja tõmbejõuks.

Elementaarse aerodünaamilise jõu suurus määratakse järgmise valemiga:

Rr = CR(ρW²r/2)Sr (12.13.)

Elementaarsete tõukejõudude ja pöörlemistakistusjõudude summeerimisel saab määrata kogu tera tõukejõu ja pöörlemistakistuse suuruse.

Tera aerodünaamiliste jõudude rakenduspunkt on rõhu keskpunkt, mis asub kogu aerodünaamilise jõu ja tera kõõlu ristumiskohas.

Aerodünaamilise jõu suuruse määrab teraelemendi lööginurk, mis on tera elemendi kõõlu ja vastutuleva voolu vaheline nurk (joonis 12.7).

Laba elemendi paigaldusnurk φ on nurk rootori konstruktsioonitasandi (KPV) ja laba elemendi kõõlu vahel.

Sissevoolunurk on nurk kiiruste ja . vahel (joonis 12.7.)

Joonis 12.7 Teraelemendi aerodünaamilised jõud kaldu puhumisel.

Ümbermineku momendi tekkimine, kui terad on jäigalt kinnitatud. Tõukejõud tekitavad kõik tera elemendid, kuid suurimad elementaarjõud Tl on elementide jaoks, mis asuvad ¾ tera raadiusest; resultantne Tl suurus tera tõukejõu ümber kaldus voolu režiimis sõltub asimuut. Kui ψ = 90 on see maksimum, ψ = 270 juures on see minimaalne. Selline elementaarsete tõukejõudude jaotus ja resultantjõu asukoht toob kaasa suure muutuva paindemomendi moodustumise tera M painde juures.

See hetk tekitab tera kinnituskohas suure koormuse, mis võib viia selle hävimiseni. Tõukejõu T l1 ja T l2 ebavõrdsuse tulemusena tekib kopteri ümberminekumoment,

M x = T l1 r 1 -T l2 r 2, (12.14.)

mis suureneb helikopteri lennukiiruse kasvades.

Jäigalt kinnitatud labadega sõukruvil on järgmised puudused (joonis 12.8):

Ümbermineku momendi olemasolu kaldus voolurežiimis;

Suure paindemomendi olemasolu tera kinnituspunktis;

Tera tõukemomendi muutmine asimuutis.

Need puudused kõrvaldatakse, kinnitades tera rummu külge horisontaalsete hingede abil.

Joonis 12.8 Ümbermineku momendi tekkimine, kui terad on jäigalt kinnitatud.

Tõukemomendi joondamine tera erinevatesse asimuudiasenditesse.

Horisontaalse hinge olemasolul moodustab tera tõukejõud selle hinge suhtes momendi, mis pöörab tera (joon. 12. 9). Tõukemoment T l1 (T l2) paneb tera selle hinge suhtes pöörlema

või (12.15.)

seetõttu ei kandu moment puksile, st. Helikopteri ümberminekumoment elimineeritakse. Paindemoment Muzg. tera juure juures muutub nulliks, selle juureosa on koormatud, tera paindumine väheneb, tänu sellele vähenevad väsimuspinged. Asimuudi tõukejõu muutustest põhjustatud vibratsioon väheneb. Seega täidab horisontaalne liigend (HS) järgmisi funktsioone:

Kõrvaldab ümbermineku momendi kaldus puhumisrežiimis;

Tühjendab tera juureosa M-kaarest;

rootori juhtimise lihtsustamine;

Parandab kopteri staatilist stabiilsust;

Vähendage tera tõukejõu muutumist asimuutis.

Vähendab tera väsimuspinget ja asimuudi tõukejõu muutuste tõttu selle vibratsiooni;

Tera elemendi lööginurkade muutmine lehvitamise tõttu.

Kui tera liigub kaldus puhumisrežiimis asimuutiga ψ vahemikus 0 kuni 90 o, suureneb voolukiirus laba ümber pidevalt horisontaalse lennukiiruse komponendi tõttu (madalatel lööginurkadel NV ) (Joonis 12. 10.)

need. . (12.16.)

Vastavalt sellele suureneb tera tõukejõud, mis on võrdeline läheneva voolu kiiruse ruuduga, ja selle laba tõukemoment horisontaalse hinge suhtes. Tera klapib ülespoole
Joon.12.9 Tõukemomendi joondamine tera erinevates asimuudiasendites.

Tera ristlõige puhutakse täiendavalt ülevalt (joon. 12.10) ja see põhjustab tegelike lööginurkade vähenemist ja tera tõstejõu vähenemist, mis toob kaasa libisemise aerodünaamilise kompensatsiooni. Liikudes ψ 90-lt ψ 180-le, väheneb voolukiirus labade ümber ja lööginurgad suurenevad. Asimuudil ψ = 180 o ja ψ = 0 o juures on voolukiirused laba ümber ühesugused ja võrdsed ωr-ga.

Asimuudi ψ = 270 o suunas hakkab tera laskuma voolukiiruse vähenemise ja Tl vähenemise tõttu, samal ajal kui labad puhutakse lisaks altpoolt, mis põhjustab teraelemendi lööginurkade suurenemist ja seega teatud tõstejõu suurenemine.

Kui ψ = 270, on voolukiirus laba ümber minimaalne, tera allapoole kõikumine Vy on maksimaalne ja labade otste lööginurgad on kriitilise lähedal. Tänu voolukiiruse erinevusele tera ümber erinevatel asimuutidel suurenevad ründenurgad ψ = 270 o juures mitu korda rohkem kui vähenevad ψ = 90 o juures. Seetõttu võivad kopteri lennukiiruse suurenemisel asimuuti ψ = 270 o piirkonnas ründenurgad ületada kriitilisi väärtusi, mis põhjustab voolu eraldumist laba elementidest.

Kaldus vool viib selleni, et labade pöördenurgad NV-ketta esiosas asimuuti 180 0 piirkonnas on oluliselt suuremad kui ketta tagumises osas asimuuti 0 0 piirkonnas. Sellist ketta kallet nimetatakse HB koonuse takistuseks. Tera asimuudi pöördenurkade muutmine vaba õhuvoolu korral, kui pöörderegulaatorit pole, muutub järgmiselt:

asimuut 0 kuni 90 0:

Sellest tulenev voolukiirus tera ümber suureneb, tõstejõud ja selle moment suurenevad;

Pöördenurk b ja vertikaalkiirus V y suurenevad;

asimuut 90 0:

Üles pöördekiirus V y on maksimaalne;

asimuut 90 0 – 180 0:

Tera tõstejõud väheneb tekkiva voolukiiruse vähenemise tõttu;

Üles pöördekiirus V y väheneb, kuid tera pöördenurk kasvab jätkuvalt.

asimuut 200 0 – 210 0:

Vertikaalne lappamiskiirus on null V y = 0, tera b lehvimisnurk on maksimaalne, tera langeb tõstejõu vähenemise tulemusena allapoole;

asimuut 270 0:

Voolukiirus tera ümber on minimaalne, tõstejõud ja selle moment vähenevad;

Pöördekiirus allapoole V y – maksimaalne;

Pöördenurk b väheneb.

asimuut 20 0 – 30 0:

Voolu kiirus tera ümber hakkab suurenema;

V у = 0, allapoole pöördenurk on maksimaalne.

Seega langeb koonus paremale pöörleva ja kaldu puhumisega vabaõhupuhuris tagasi vasakule. Lennukiiruse kasvades suureneb koonuse kokkuvarisemine.

Joon 12.10.Laba elemendi lööginurkade muutmine lehvitamisest.

Pöörderegulaator (RF). Lehvitav liikumine toob kaasa dünaamilise koormuse suurenemise laba konstruktsioonile ja labade lööginurkade ebasoodsa muutuse rootori kettale. Kiige amplituudi vähendamine ja NV koonuse loomuliku kalde muutmine vasakult paremale toimub kiigeregulaatori abil. Pöörderegulaator (joon. 12.11.) on kinemaatiline ühendus aksiaalhinge ja pöörleva pöördeplaadi rõnga vahel, mis tagab tera paigaldusnurkade j vähenemise koos käigunurga b vähenemisega ja vastupidi, tera suurenemise. paigaldusnurk koos käigunurga suurenemisega. See ühendus seisneb varda kinnituspunkti nihutamises pöördeplaadilt aksiaalsele hingeõlale (punkt A) (joon. 12.12) horisontaalse hinge teljest. Mi-tüüpi kopteritel kallutab libisemisregulaator HB koonust tagasi ja paremale. Sel juhul suunatakse tekkivast NV jõust piki Z-telge külgmine komponent paremale vastu sabarootori tõukesuunda, mis parandab helikopteri külgmise tasakaalustamise tingimusi.

Joonis 12.11 Pöörderegulaator, kinemaatiline diagramm. . . Tera tasakaal horisontaalse hinge suhtes.

Tera lappamise ajal (joon. 12.12.) veojõu tasapinnal mõjuvad sellele järgmised jõud ja momendid:

Tõukejõud T l, mis on rakendatud ¾ tera pikkusest, moodustab momendi M t = T·a, pöörates tera käigu suurendamiseks;

Tsentrifugaaljõud F cb, mis toimib NV kavandatud pöörlemisteljega välissuunas risti. tera lappamisest tulenev inertsiaaljõud, mis on suunatud tera teljega risti ja vastupidine libisemise kiirendusele;

Raskusjõud G l rakendub tera raskuskeskmele ja moodustab tera pööramisel käigu vähendamiseks momendi M G = G ·.

Tera võtab ruumis positsiooni piki sellest tulenevat jõudu Rl. Tera tasakaalutingimused horisontaalse hinge suhtes määratakse avaldise abil

(12.17.)

Joonis 12.12. Pöördetasandil terale mõjuvad jõud ja momendid.

NV labad liiguvad mööda koonuse generaatorit, mille tipp asub rummu keskel ja telg on risti labade otste tasapinnaga.

Iga laba hõivab teatud asimuudil Ψ samad nurgaasendid β l HB pöörlemistasandi suhtes.

Terade libisemine on tsükliline, korrates rangelt perioodiga, mis on võrdne NV ühe pöörde ajaga.

Horisontaalsete puksliidete moment NV (M gsh).

Aksiaalse voolu režiimis NV ümber suunatakse labade Rn resultantjõud piki NV telge ja seda rakendatakse rummu keskele. Kaldpuhumisrežiimis suunatakse jõud Rn koonuse takistuse suunas. Horisontaalsete hingede eraldumise tõttu ei läbi aerodünaamiline jõud Rn puksi keskpunkti ning jõuvektori Rn ja puksi keskkoha vahele tekib õlg. Tekib hetk M gsh, mida nimetatakse HB-puksi horisontaalsete hingede inertsiaalmomendiks. See sõltub horisontaalsete hingede vahekaugusest l r. NV M gsh puksi horisontaalsete hingede moment suureneb kauguse l r suurenedes ja on suunatud NV koonuse takistuse poole.

Horisontaalsete hingede vahekauguste olemasolu parandab NV summutusomadust, s.o. parandab kopteri dünaamilist stabiilsust.

Tera tasakaal vertikaalse hinge (VH) suhtes.

Pöörlemise ajal kaldub NV tera nurga x võrra kõrvale. Pöördenurka x mõõdetakse radiaaljoone ja tera pikitelje vahel HB pöörlemistasandil ja see on positiivne, kui tera pöörleb radiaaljoone suhtes tahapoole (jääb maha) (joon. 12.13.).

Keskmiselt on pöördenurk 5-10 o ja isepööramise režiimis on see negatiivne ja võrdub 8-12 o HB pöörlemistasandil. Terale mõjuvad järgmised jõud:

Tõmbejõud X l rakendatakse rõhu keskpunktis;

Tsentrifugaaljõud, mis on suunatud piki laba massikeskpunkti ja sõukruvi pöörlemistelge ühendavat sirgjoont;

Inertsiaaljõud F in, mis on suunatud tera teljega risti ja on vastupidine kiirendusele, rakendub tera massikeskmele;

Tera massikeskmesse rakenduvad vahelduvad Coriolise jõud F k.

Coriolise jõu tekkimist seletatakse energia jäävuse seadusega.

Pöörlemisenergia oleneb raadiusest, kui raadius on vähenenud, kulub osa energiast pöörlemise nurkkiiruse suurendamiseks.

Seetõttu, kui tera klapib ülespoole, väheneb tera massikeskme raadius r c2 ja perifeerne kiirus, ilmneb Coriolise kiirendus, mis kipub kiirendama pöörlemist ja seega ka jõudu - Coriolise jõudu, mis pöörab tera ettepoole. vertikaalse hinge suhtes. Kui pöördenurk väheneb, suunatakse Coriolise kiirendus ja seega ka jõud pöörlemise vastu. Coriolise jõud on otseselt proportsionaalne tera kaalu, tera pöörlemiskiiruse, lappamise nurkkiiruse ja lehvimisnurgaga

Ülaltoodud jõud moodustavad momente, mis peavad olema tasakaalustatud tera liikumise igal asimuutil

. (12.15.)

Joonis 12.13. Tera tasakaal vertikaalse hinge (VH) suhtes.

Hetkede esinemine NV-l.

NV kasutamisel ilmnevad järgmised punktid:

Labade aerodünaamiliste tõmbejõudude poolt tekitatud pöördemoment Mk määratakse õhujõu parameetritega;

Reaktsioonimoment M p rakendatakse põhikäigukastile ja kere käigukasti raami kaudu.;

Mootorite pöördemoment, mis edastatakse läbi peakäigukasti NV-võllile, määratakse mootorite pöördemomendi järgi.

Mootorite pöördemoment on suunatud piki NV pöörlemist ning NV reaktiiv- ja pöördemoment on suunatud pöörlemise vastu. Mootori pöördemomendi määravad kütusekulu, automaatjuhtimisprogramm ja välised atmosfääritingimused.

Ühtlastel lennurežiimidel M k = M p = - M dv.

NV pöördemomenti identifitseeritakse mõnikord NV reaktiivmomendiga või mootorite pöördemomendiga, kuid nagu ülaltoodust nähtub, on nende hetkede füüsiline olemus erinev.

Kriitilised voolutsoonid NV ümber.

Õhupuhurile kaldu puhumisel moodustuvad järgmised kriitilised tsoonid (joonis 12.14.):

Pöördvoolu tsoon;

Voolu peatamise tsoon;

Lainekriisi tsoon;

Vastuvoolu tsoon. Horisontaalse lennu asimuuti 270 0 piirkonnas moodustub tsoon, milles labade tagumikuosad ei voola mitte esiservast, vaid tera tagumisest servast. Selles tsoonis asuv tera osa ei osale tera tõstejõu loomises. See tsoon sõltub lennukiirusest; mida suurem on lennukiirus, seda suurem on tagasivoolu tsoon.

Voolu peatumise tsoon. Lennul asimuudil 270 0 - 300 0 labade otstes suurenevad tera allapoole kaldumise tõttu tera sektsiooni lööginurgad. See efekt suureneb koos helikopteri lennukiiruse suurenemisega, kuna samal ajal suureneb labade libiseva liikumise kiirus ja amplituud. Propelleri kalde olulise suurenemise või lennukiiruse suurenemise korral tekib selles tsoonis voolu seiskumine (joon. 12.14.), kuna labad jõuavad ülekriitiliste lööginurkadeni, mis toob kaasa tõstejõu vähenemise ja suurenemise. selles tsoonis asuvate labade takistuses. Pearootori tõukejõud selles sektoris väheneb ja kui lennukiirust oluliselt ületatakse, tekib NV-le märkimisväärne kreenimoment.

Laine kriisitsoon. Tera lainetakistus toimub asimuudi 90 0 at piirkonnas suur kiirus lend, kui voolu kiirus laba ümber saavutab kohaliku helikiiruse ja tekivad lokaalsed lööklained, mis põhjustab lainetakistuse ilmnemise tõttu koefitsiendi C xo järsu tõusu.

C xo = C xtr + C xv. (12.18.)

Lainetakistus võib olla mitu korda suurem kui hõõrdetakistus ja kuna lööklained ilmnevad igal labal tsükliliselt ja lühikese aja jooksul, mis põhjustab tera vibratsiooni, mis suureneb lennukiiruse suurenedes. Pearootori ümber olevad kriitilised voolutsoonid vähendavad pearootori efektiivset pindala ja seega ka pearootori tõukejõudu ning halvendavad kopteri kui terviku aerodünaamilisi ja tööomadusi, mistõttu on kopteri lendudel kiiruspiirangud. vaadeldavate nähtustega.

.“Vortex ring”.

Pöörisrõnga režiim toimub helikopteri madalal horisontaalkiirusel ja suurel vertikaalsel laskumiskiirusel, kui kopteri mootorid töötavad.

Helikopteri laskumisel selles režiimis tekib teatud kaugusel NV alla pind a-a, kus induktiivne tagasilükkamise kiirus võrdub kahanemiskiirusega V y (joon. 12.15). Sellele pinnale jõudes pöördub induktiivne vool NV poole, haarab selle osaliselt kinni ja paiskub uuesti alla. Kui V y suureneb, läheneb pind a-a HB-le ja teatud kriitilise laskumiskiiruse korral imetakse pearootori poolt uuesti sisse peaaegu kogu väljapaiskuv õhk, moodustades rootori ümber keeristoru. Kehtib keerisrõnga režiim.

Joonis 12.14. Kriitilised voolutsoonid NV ümber.

Sel juhul väheneb NV kogutõukejõud ja vertikaalne languskiirus V y suureneb. Pind jagu a-a perioodiliselt puruneb, muudavad torukeerised järsult aerodünaamilise koormuse jaotust ja labade libiseva liikumise olemust. Selle tulemusena muutub NV tõukejõud pulseerivaks, kopteri värisemine ja kallutamine, juhtimise efektiivsus halveneb, kiirusnäidik ja variomeeter annavad ebastabiilseid näitu.

Mida väiksem on labade paigaldusnurk ja horisontaalne lennukiirus, seda suurem on vertikaalne laskumiskiirus, seda intensiivsemalt avaldub keerisrõnga režiim. vähendamine lennukiirusel 40 km/h või vähem.

Vältimaks kopteri "pöörisrõnga" režiimi sisenemist, on vaja järgida lennukäsiraamatu vertikaalkiiruse piiramise nõudeid

Helikopter on pöörleva tiivaga masin, mille tõste- ja tõukejõu tekitab propeller. Pearootor toetab ja liigutab kopterit õhus. Horisontaaltasandil pöörlemisel tekitab pearootor ülespoole suunatud tõukejõu (T) ja toimib tõstejõuna (Y). Kui pearootori tõukejõud on suurem kui kopteri kaal (G), tõuseb kopter maapinnalt õhku ilma stardijooksuta ja alustab vertikaalset tõusu. Kui kopteri kaal ja pearootori tõukejõud on võrdsed, ripub kopter liikumatult õhus. Vertikaalseks laskumiseks piisab, kui teha pearootori tõukejõud veidi väiksemaks kui kopteri kaal. Helikopteri (P) edasiliikumine tagatakse pearootori pöörlemistasandi kallutamise abil rootori juhtimissüsteemi abil. Rootori pöörlemistasandi kalle põhjustab kogu aerodünaamilise jõu vastava kalde, samas kui selle vertikaalne komponent hoiab kopterit õhus ja horisontaalkomponent paneb kopteri edasi liikuma vastavas suunas.

Joonis 1. Jõujaotuse diagramm

Helikopteri disain

Kere on helikopteri konstruktsiooni põhiosa, mis ühendab kõik selle osad üheks tervikuks, samuti meeskonna, reisijate, lasti ja varustuse majutamiseks. Sellel on saba- ja otsatalad sabarootori paigutamiseks väljapoole pearootori pöörlemistsooni ning tiib (mõnedel helikopteritel on tiib paigaldatud maksimaalse lennukiiruse suurendamiseks pearootori osalise mahalaadimise tõttu (MI- 24)). Elektrijaam (mootorid)on mehaanilise energia allikas, mis paneb pea- ja sabarootori pöörlema. See hõlmab mootoreid ja süsteeme, mis tagavad nende töö (kütus, õli, jahutussüsteem, mootori käivitussüsteem jne). Pearootor (RO) toetab ja liigutab kopterit õhus ning koosneb labadest ja pearootori rummust. Sabarootor tasakaalustab pearootori pöörlemise ajal tekkivat reaktsioonimomenti ja reguleerib kopteri suunamist. Sabarootori tõukejõud tekitab kopteri raskuskeskme suhtes momendi, mis tasakaalustab pearootori reaktiivmomenti. Helikopteri pööramiseks piisab sabarootori tõukejõu muutmisest. Sabarootor koosneb ka labadest ja puksist. Pearootori juhtimine toimub spetsiaalse seadmega, mida nimetatakse pöördeplaadiks. Sabarootorit juhitakse pedaalide abil. Stardi- ja maandumisseadmed toetavad kopterit pargituna ning tagavad helikopteri liikumise maapinnal, õhkutõusmisel ja maandumisel. Löökide ja põrutuste pehmendamiseks on need varustatud amortisaatoritega. Stardi- ja maandumisseadmeid saab valmistada ratastel šassii, ujukite ja suuskade kujul

Joonis 2 Helikopteri põhiosad:

1 — kere; 2 - lennukimootorid; 3 — pearootor (kandesüsteem); 4 — jõuülekanne; 5 — sabarootor; 6 - otsa tala; 7 - stabilisaator; 8 — sabapoom; 9 — šassii

Propelleri ja propelleri juhtimissüsteemi abil tõste loomise põhimõte

Vertikaalse lennu ajalPearootori aerodünaamilist kogujõudu väljendatakse pearootori poolt ühe sekundi jooksul läbi pinna voolava õhu massi ja väljuva joa kiiruse korrutisena:

Kus πD 2/4 - pearootori poolt pühitud pindala;V-lennukiirus sisse m/sek; ρ — õhu tihedus;sina —väljamineva reaktiivlennuki kiirus m/sek.

Tegelikult on propelleri tõukejõud võrdne reaktsioonijõuga õhuvoolu kiirendamisel

Helikopteri edasiliikumiseks peab rootori pöörlemistasand olema viltu ning pöörlemistasandi muutus saavutatakse mitte pearootori rummu kallutamise teel (kuigi visuaalne efekt võib olla just selline), vaid tera asukoha muutmine piiritletud ringi kvadrantide erinevates osades.

Rootori labad, mis kirjeldavad pöörlemisel täisringi ümber telje, lendavad läheneva õhuvooluga erineval viisil. Täisring on 360º. Seejärel võtame tera tagumise asendi 0º ja seejärel iga 90º täispöörde järel. Niisiis on tera vahemikus 0º kuni 180º edasi liikuv tera ja 180º kuni 360º taanduv tera. Selle nime põhimõte on minu arvates selge. Edasiliikuv tera liigub vastutuleva õhuvoolu suunas ja selle liikumise kogukiirus selle voolu suhtes suureneb, kuna vool ise liigub omakorda selle poole. Helikopter ju lendab edasi. Vastavalt suureneb ka tõstejõud.

Joonis 3 Kopteri MI-1 vabavoolu kiiruste muutus rootori pöörlemise ajal (keskmised lennukiirused).

Taanduva tera puhul on pilt vastupidine. Kiirus, millega see tera näib sellest "ära jooksvat", lahutatakse läheneva voolu kiirusest. Selle tulemusena on meil vähem tõstejõudu. Selgub, et propelleri paremal ja vasakul küljel on jõudude vahel tõsine erinevus ja seega ilmne pöördepunkt. Sellises olukorras kipub kopter edasiliikumisel ümber minema. Sellised asjad toimusid esimese rootorlennuki loomise kogemuse ajal.

Et seda ei juhtuks, kasutasid disainerid üht nippi. Fakt on see, et peamised rootori labad on kinnitatud hülsi külge (see on selline massiivne seade, mis on paigaldatud väljundvõllile), kuid mitte jäigalt. Need on sellega ühendatud spetsiaalsete hingede (või sarnaste seadmete) abil. Hingeid on kolme tüüpi: horisontaalne, vertikaalne ja aksiaalne.

Nüüd vaatame, mis juhtub teraga, mis on hingedel pöörlemisteljest riputatud. Niisiis, meie tera pöörleb konstantsel kiirusel ilma väliste juhtimissisenditeta.

Riis. 4 Jõud, mis mõjutavad tiiviku rummu hingedel riputatud laba.

Alates 0º kuni 90º suureneb voolukiirus tera ümber, mis tähendab, et suureneb ka tõstejõud. Aga! Tera on nüüd riputatud horisontaalsele hingele. Üleliigse tõstejõu mõjul pöördub see horisontaalses hinges ja hakkab ülespoole tõusma (ekspertide sõnul “teeb hoo). Samal ajal kaldub tera takistuse suurenemise tõttu (lõppude lõpuks on voolukiirus suurenenud) tagasi, jäädes propelleri telje pöörlemisest maha. Täpselt see on see, milleks vertikaalne pallinier teenib.

Lehvitades selgub aga, et tera suhtes olev õhk omandab ka mingi allapoole liikumise ja seega väheneb lööginurk vastutuleva voolu suhtes. See tähendab, et liigse tõste kasv aeglustub. Seda aeglustumist mõjutab lisaks kontrollmeetmete puudumine. See tähendab, et tera külge kinnitatud õõtsplaadi varras säilitab oma asendi muutumatuna ja tera, mis libiseb, on sunnitud pöörlema ​​oma teljesuunalises hinges, mida hoiab varras, ja vähendades seeläbi selle paigaldusnurka või lööginurka seadme suhtes. vastutulev vool. (Pilt toimuvast on joonisel. Siin Y on tõstejõud, X on tõmbejõud, Vy on õhu vertikaalne liikumine, α on lööginurk.)

Joon.5 Pilt vastutuleva voolu kiiruse ja lööginurga muutustest pearootori laba pöörlemise ajal.

Täiendavalt 90º üleliigne tõstejõud kasvab jätkuvalt, kuid eelnevast tulenevalt üha aeglasemalt. Pärast 90º see jõud väheneb, kuid selle olemasolu tõttu jätkab tera liikumist ülespoole, ehkki üha aeglasemalt. See saavutab oma maksimaalse pöördekõrguse pärast 180º punkti veidi ületamist. See juhtub seetõttu, et teral on teatud kaal ja sellele mõjuvad ka inertsjõud.

Edasise pöörlemise korral muutub tera taandumas ja kõik samad protsessid toimivad sellele, kuid vastupidises suunas. Tõstejõu suurus langeb ja tsentrifugaaljõud koos raskusjõuga hakkab seda allapoole langetama. Kuid samal ajal suurenevad vastutuleva voolu lööginurgad (nüüd liigub õhk tera suhtes ülespoole) ja tera paigaldusnurk suureneb varraste liikumatuse tõttu. helikopteri pesuplaat . Kõik, mis juhtub, hoiab taganeva tera tõstejõu vajalikul tasemel. Tera jätkab laskumist ja saavutab oma minimaalse pöörde kõrguse kuskil pärast 0º punkti, jällegi inertsiaalsete jõudude mõjul.

Seega, kui pearootor pöörleb, siis kopteri labad paistavad “vehkivat” või öeldakse ka “laperdamas”. Seda laperdamist aga nii-öelda palja silmaga ei märka. Terade tõus ülespoole (nagu ka nende kõrvalekaldumine vertikaalses hinges tagasi) on väga ebaoluline. Fakt on see, et tsentrifugaaljõul on labadele väga tugev stabiliseeriv toime. Näiteks tõstejõud on 10 korda suurem kui tera kaal ja tsentrifugaaljõud on 100 korda suurem. Just tsentrifugaaljõud muudab paigalseisvas asendis painduva pealtnäha “pehme” laba kõvaks, vastupidavaks ja ideaalselt toimivaks kopteri pearootori elemendiks.

Vaatamata oma ebaolulisusele on aga labade vertikaalne läbipaine olemas ja pearootor kirjeldab pöörlemisel koonust, ehkki väga õrna. Selle koonuse alus on propelleri pöörlemistasand(vt joonis 1.)

Kopterile edasiliikumise andmiseks tuleb seda tasapinda kallutada nii, et ilmneks kogu aerodünaamilise jõu horisontaalkomponent, st propelleri horisontaalne tõukejõud. Teisisõnu peate kogu propelleri kujuteldava pöörlemiskoonuse kallutama. Kui kopteril on vaja edasi liikuda, tuleb koonus ettepoole kallutada.

Tuginedes laba liikumise kirjeldusele propelleri pöörlemisel, tähendab see, et 180º asendis olev laba peaks langema ja 0º (360º) asendis tõusma. See tähendab, et punktis 180º peaks tõstejõud vähenema ja punktis 0º (360º) peaks see suurenema. Ja seda saab omakorda teha, vähendades tera paigaldusnurka 180º punktis ja suurendades seda punktis 0º (360º). Sarnased asjad peaksid juhtuma ka siis, kui kopter liigub teistes suundades. Ainult sel juhul tekivad sarnased terade asendi muutused loomulikult ka teistes nurgapunktides.

On selge, et sõukruvi vahepealsete pöörlemisnurkade korral näidatud punktide vahel peavad laba paigaldusnurgad hõivama vahepealseid positsioone, see tähendab, et laba paigaldusnurk muutub, kui see liigub ringis järk-järgult, tsükliliselt. mida nimetatakse tera tsükliliseks paigaldusnurgaks ( tsükliline propelleri samm). Toon selle nime esile, kuna seal on ka propelleri üldine samm (labade üldine paigaldusnurk). See muutub kõikidel labadel samaaegselt sama palju. Tavaliselt tehakse seda rootori üldise tõstejõu suurendamiseks.

Selliseid toiminguid tehakse helikopteri pesuplaat . See muudab pearootori labade paigaldusnurka (rootori samm), pöörates neid aksiaalsetes hingedes nende külge kinnitatud varraste abil. Tavaliselt on alati kaks juhtimiskanalit: samm ja veeremine, samuti kanal pearootori üldise sammu muutmiseks.

Pitch tähendab õhusõiduki nurgaasendit selle risttelje suhtes (nina üles-alla), akreni vastavalt pikitelje suhtes (kallutamine vasakule-paremale).

Struktuurselt helikopteri pesuplaat See on üsna keeruline, kuid selle ülesehitust saab selgitada helikopteri mudeli sarnase üksuse näitel. Mudelmasin on disainilt muidugi lihtsam kui tema vanem vend, kuid põhimõte on absoluutselt sama.

Riis. 6 Helikopteri mudeli alusplaat

See on kahe labaga helikopter. Iga tera nurgaasendit juhitakse varraste kaudu6. Need vardad on ühendatud nn sisemise plaadiga2 (valgest metallist). See pöörleb koos propelleriga ja püsiolekus on propelleri pöörlemistasandiga paralleelne. Kuid see võib muuta oma nurkasendit (kallutamist), kuna see on kinnitatud kruvi telje külge kuulliigendi kaudu3. Selle kalde (nurkasendi) muutmisel mõjutab see vardaid6, mis omakorda mõjuvad labadele, pöörates neid aksiaalsetes hingedes ja muutes seeläbi sõukruvi tsüklilist sammu.

Sisemine plaat samal ajal on see laagri sisemine ratas, mille välimine ratas on kruvi1 välimine plaat. See ei pöörle, kuid võib muuta oma kallet (nurkasendit) kaldekanali4 ja kaldekanali5 kaudu juhtimise mõjul. Muutes juhtimise mõjul oma kaldenurka, muudab välimine plaat sisemise plaadi kallet ja sellest tulenevalt ka rootori pöörlemistasandi kallet. Selle tulemusena lendab kopter õiges suunas.

Kruvi üldist sammu muudetakse, liigutades sisemist plaati2 piki kruvi telge, kasutades mehhanismi7. Sel juhul muutub paigaldusnurk mõlemal labal korraga.

Parema mõistmise huvides lisan veel mõned illustratsioonid pöördeplaadi kruvirummu kohta.

Riis. 7 Pöördplaadiga kruvipuks (skeem).

Riis. 8 Tera pöörlemine pearootori rummu vertikaalses hinges.

Riis. 9 Helikopteri MI-8 pearootori rumm

ROOTORI FÜÜSIKA

Suurepärane masin – helikopter! Selle tähelepanuväärsed omadused muudavad selle asendamatuks tuhandetel juhtudel. Ainult helikopter suudab tõusta ja maanduda vertikaalselt, liikumatult õhus rippuda, külgsuunas liikuda ja isegi saba ees.

Kust sellised imelised võimalused tulevad? Milline on selle lennu füüsika7 Püüdkem neile küsimustele lühidalt vastata.

Helikopteri rootor loob tõstejõu. Propelleri labad on samad propellerid. Horisondi suhtes teatud nurga alla paigaldatuna käituvad nad sissetuleva õhuvoolus nagu tiib: labade alumise tasapinna all tekib rõhk ja selle kohal tekib vaakum. Mida suurem see erinevus, seda suurem on tõstejõud. Kui tõstejõud ületab kopteri raskuse, tõuseb see õhku, aga kui juhtub vastupidine, siis kopter laskub alla.

Kui lennukitiival ilmneb tõstejõud ainult lennuki liikumisel, siis kopteri “tiival” ilmneb see ka siis, kui kopter seisab: “tiib” liigub. See on peamine.

Kuid helikopter tõusis kõrgusele. Nüüd peab ta edasi lendama. Kuidas seda teha? Kruvi tekitab ainult ülespoole suunatud tõuke! Vaatame praegu piloodikabiini. Ta pööras juhtnupu endast eemale. Helikopter kaldus kergelt ninale ja lendas edasi. Miks?

Juhtnupp on ühendatud geniaalse seadmega - ülekandemasinaga. Selle helikopteri juhtimiseks ülimalt mugava mehhanismi leiutas oma tudengiaastatel akadeemik B. N. Jurjev. Selle konstruktsioon on üsna keeruline, kuid selle eesmärk on võimaldada piloodil muuta labade nurka horisondi suhtes oma suva järgi.

Pole raske mõista, et helikopteri horisontaalse lennu ajal liigub selle labadelt tulev rõhk ümbritseva õhu suhtes erineva kiirusega. Edasi liikuv tera liigub õhuvoolu poole ja tagasi pöörduv tera liigub mööda voolu. Seetõttu on tera kiirus ja koos sellega ka tõstejõud tera edasiliikumisel suurem. Propeller kipub helikopterit külili keerama.

Et seda ei juhtuks, ühendasid nonstrunterid labad teljega liikuvalt, hingedel. Seejärel hakkas eesmine tera tõusma ja suurema tõstejõuga klappima. Kuid seda liikumist enam helikopterile ei edastatud, see lendas rahulikult. Tänu tera libisevale liikumisele püsis selle tõstejõud konstantsena kogu pöörde vältel.

See aga ei lahendanud edasiliikumise probleemi. Lõppude lõpuks peate muutma sõukruvi tõukesuunda ja sundima kopterit horisontaalselt liikuma. See sai võimalikuks tänu swashplate'ile. See muudab pidevalt iga sõukruvi laba nurka, nii et suurim tõstejõud tekib ligikaudu selle pöörlemise tagumises sektoris. Sellest tulenev pearootori tõukejõud kaldub ja kopter, samuti kaldudes, hakkab edasi liikuma.

Nii töökindla ja mugava helikopteri juhtimisseadme loomine võttis kaua aega. Seade lennusuuna juhtimiseks ei ilmunud kohe.

Sa muidugi tead, et helikopteril pole rooli. Jah, seda pole rootorlennukile vaja. Seda asendab väike propeller, mis on paigaldatud sabale. Kui piloot proovis seda välja lülitada, lülitub kopter ise välja. Jah, see keeras nii, et hakkaks järjest kiiremini pöörlema ​​pearootori pöörlemisele vastupidises suunas. See on reaktiivmomendi tagajärg, mis tekib pearootori pöörlemisel. Sabarootor hoiab ära helikopteri saba pöörlemise reaktsioonimomendi mõjul ja tasakaalustab seda. Ja vajadusel suurendab või vähendab piloot sabarootori tõukejõudu. Siis pöörab kopter õiges suunas.

Mõnikord saavad nad täiesti ilma sabarootorita, paigaldades helikopteritele kaks peamist rootorit, mis pöörlevad üksteise poole. Reaktiivsed hetked sel juhul muidugi hävivad.

Nii lendab “õhust maastikusõiduk” ja väsimatu töömees – helikopter.

§ 1. Sõukruvide otstarve ja liigid
Eesmärk propeller seisneb mootorilt edastatava pöördemomendi muutmises aerodünaamiliseks jõuks. Aerodünaamilise jõu teket seletatakse mehaanika kolmanda seadusega. Kui propeller pöörleb, püüab see kinni ja paiskab välja teatud õhumassi. See mass, mis ei lase äraviskamisel, surub propelleri kaasa lennukid viskesuunale vastupidises suunas.
Sõukruvi aerodünaamilise jõu tekkimise põhjuseks on propelleri poolt paisatud õhumassi reaktsioon.
Lennuki propellereid kasutatakse õhusõiduki edasiliikumiseks vajaliku tõukejõu tekitamiseks.
Helikopteri pearootor loob tõstejõu, mis on vajalik kopteri õhus hoidmiseks ja kopteri edasiliikumiseks vajaliku tõukejõu. Nagu öeldud, on helikopteri üks eeliseid selle võime liikuda igas suunas. Kopteri liikumissuund oleneb sellest, kuhu on kaldu pearootori tõukejõud – ette, taha või külgsuunas (joon. 1.32).
Pearootor tagab helikopteri juhitavuse ja stabiilsuse kõikides režiimides. Seega toimib pearootor samaaegselt tiiva, traktori rootori ja peamiste juhtseadistena.
Helikopteri sabarootorid tasakaalustavad helikopteri reaktsioonimomenti ja suunajuhtimist.

§ 2. Pearootori iseloomustavad põhiparameetrid
Helikopteri pearootori peamised parameetrid on järgmised:
Terade arv. Kaasaegsetes helikopterites kasutatakse kolme-, nelja- ja viielabalisi propellereid. Labade arvu suurendamine halvendab rootori jõudlust labade kahjuliku vastastikuse mõju tõttu. Labade arvu vähendamine (alla kolme) toob kaasa rootori tekitatava tõukejõu pulseeriva olemuse ja kopteri vibratsiooni suurenemise lennu ajal. Pearootori läbimõõt D on labade otstega kirjeldatud ringi läbimõõt pöörlemise ajal. Selle ringi raadius on tähistatud tähega R ja seda nimetatakse pearootori raadiuseks. Kaugus pearootori pöörlemisteljelt vaadeldava sektsioonini on tähistatud tähega g (joonis 1.33).

Arvutused näitavad, et propellerile antud sama võimsuse korral suureneb selle tõukejõud läbimõõdu suurenedes. Näiteks diameetri kahekordistamine suurendab tõukejõudu 1,59 korda, diameetri suurendamine viis korda suurendab tõukejõudu 2,92 korda.
Läbimõõdu suurenemine on aga seotud propelleri massi suurenemisega, suurte raskustega labade tugevuse tagamisel, labade tootmistehnoloogia komplitseerimisega, saba pikkuse suurenemisega. buum jne.
Seetõttu valitakse helikopteri väljatöötamisel teatud optimaalne läbimõõt.

Pearootori F0M pühitav ala on pöörlemise ajal pearootori labade otstega kirjeldatud ringi pindala.
Pühkitava ala mõiste võetakse kasutusele seetõttu, et seda ala võib vaadelda teatud kandepinnana, mis on õhu viskoossuse ja inertsi tõttu sarnane lennukitiivaga, mis moodustab läbi pühitava ala voolates ühe ühise joa. propeller. Kaasaegsetel helikopteritel on F0M= 100-:-1000 m2.
Koormus pühkivale alale p on kopteri G massi ja propelleri pöörlemise ajal pühitava ala suhe:
FomP = G/Fom (kg/m2).
P suurenemine toob kaasa languse maksimaalne kõrgus lendu ja laskumiskiiruse suurenemist pearootori isepöörlevas režiimis.
Kaasaegsetele helikopteritele P=12-:-45kg/m2 või 118-:-440n/m2

Täitetegur Q on väärtus, mis näitab, milline osa pühkimisalast on kõigi propelleri labade pindala.

Tera kuju plaanis(Joon. 1.34). Pearootori laba võib olla ristküliku-, trapetsi- või segaplaaniga. Trapetsikujulise tera ahenemine ei ole suurem kui 2-3.
Tera koonus on tagumiku juures oleva kõõlu ja otsakõla suhe.
Tera profiil - selle kuju ristlõige. Rootori labade jaoks kasutatakse lennukitiibadega sarnaseid profiile. Tavaliselt on need asümmeetrilised profiilid suhtelise paksusega c =
7-=-14%”. Profiili kuju piki selle pikkust võib olla muutuv (tera aerodünaamiline keerdumine). Valides püüavad profiilikujud tagada, et sellel oleks parim aerodünaamiline kvaliteet

Terasektsiooni lööginurk a on nurk profiili kõõlu ja sissetuleva õhuvoolu suuna vahel see jaotis. Ründenurga suurus määrab aerodünaamiliste jõukoefitsientide väärtused.

Paigaldusnurk Ф nimetatakse nurka profiili kõõlu ja pearootori pöörlemistasandi vahel. Helikopteri sõukruvide paigaldusnurka mõõdetakse rootori raadiusest 0,7 kaugusel See konventsioon võeti kasutusele labade geomeetrilise keerdumise tõttu, mille tõttu on labade kõik osad erineva (lõpu poole väheneva) paigaldusega. nurgad. Geomeetrilise keerdumise vajadust selgitatakse järgmiselt. Esiteks on tera otsa suunas suureneva perifeerse kiiruse tõttu indutseeritud kiiruste ja sellest tulenevalt aerodünaamiliste jõudude ebaühtlane jaotumine tera pikkuses. Koormuse ühtlasema jaotumise tagamiseks vähendatakse paigaldusnurka tera otsa suunas. Teiseks, edasilennul tekib labade teatud asendis lööginurga suurenemise tõttu labade otstes voolu seiskumine; geomeetrilise keerdumise olemasolu surub terminali varisemist suurema lennukiiruse poole. Seda küsimust arutatakse üksikasjalikumalt allpool.
Pearootori laba samm muutub, kui seda pöörata telghinges, s.t. ümber pikitelje.
Struktuuriliselt on pearootor konstrueeritud nii, et kõik selle labad aksiaalhinges saavad samaaegselt pöörata sama nurga või erinevate nurkade alla.
Rootori lööginurk. Eespool öeldi, et pearootori poolt pühitavat pinda võib pidada kandepinnaks, mille pindalaühiku kohta langeb teatud koormus.
Tutvustame mõistet - pearootori A lööginurk, mille all mõeldakse nurka pearootori pöörlemistasandi ja vastutuleva õhuvoolu suuna (lennusuuna) vahel. Kui vool läheneb pearootori pöörlemistasandile altpoolt (joon. 1.36), loetakse ründenurk positiivseks, kui ülevalt - negatiivseks.
Kuna kopter liigub õhus igas suunas, võib pearootori lööginurk varieeruda ±180° piires. Vertikaalse laskumisega A = +90°, vertikaalse tõusuga A = -90°.

Tera asimuudi asendi nurk. Kui kopter lendab, kombineeritakse pearootori labade pöörlev liikumine kogu kopteri kui terviku edasiliikumisega. Sel põhjusel sõltuvad labade töötingimused suuresti nende asendist lennusuuna suhtes. Terade tööomaduste hindamiseks sõltuvalt nende asendist võetakse kasutusele tera asimuutse asendi mõiste.
Tera asimuudi asendi nurk on nurk lennusuuna ja tera pikitelje vahel (joonis 1.37).

Üldiselt aktsepteeritakse, et φ = 0, kui tera pikitelg langeb kokku vastutuleva õhuvoolu suunaga. Tähele tuleb panna (kuna kopter võib liikuda ette-, taha- või külgsuunas), et kõigil juhtudel tuleb asimuudi asendi nurka mõõta laba suunast, mis langeb kokku vastutuleva õhuvoolu suunaga. Loendamine toimub tavaliselt pearootori pöörlemissuunas. On ilmne, et tera asimuutse asendi nurk muutub 0 kuni 360° (0 kuni 2l) pöörde kohta.
Pearootori pöörete arv. Tänu sellele, et helikopteri rootorid on suure läbimõõduga rootorid, on nende kiirus madal – 100-600 p/min.
Nagu arvutused näitavad, on suurima võimaliku tõukejõuga sõukruvi saamiseks (antud võimsuse jaoks) vaja selle läbimõõtu suurendada ja kiirust vähendada. Nii et näiteks tõukejõu kolmekordseks suurendamiseks tuleb kiirust vähendada viisteist korda (sel juhul suureneb propelleri läbimõõt umbes viis korda).
Konkreetse sõukruvi puhul suureneb tõukejõud kiiruse suurenedes, kuid see nõuab sisendvõimsuse suurendamist.
Pearootori pöörete arvu piirab lainekriis, mis tekib eeskätt vastutuleva voolu suunas liikuvate labade otstes (asimuti lähedal r = 90°).
Lainetakistuse ületamisest tingitud suurte kadude vältimiseks valitakse tänapäevaste helikopterite pearootorite pöörete arv nii, et labade otstes oleks allahelikiirusega voolukiirus. Tänapäevastel helikopteritel küünivad labade otste perifeersed kiirused 200-250 m/sek.
§ 3. Ideaalse rootori tõukejõud aksiaalvoolul
Ideaalne kruvi on kruvi, mille töö ei võta arvesse hõõrdekadusid ja joa keerdumist kruvi taga. Aksiaalne voolurežiim on režiim, milles õhuvool on suunatud piki propelleri pöörlemistelge. Sel juhul on pearootori lööginurk 90°. Aksiaalse voolu režiimis töötab pearootor helikopteri hõljumise, vertikaalse tõusu ja vertikaalse laskumise ajal.
Pearootor imeb õhku sisse kiirusega U1 ja paiskab selle välja kiirusega U2. Kiirusi U1 ja U2 nimetatakse induktiivkiirusteks (joon. 1.38).

Kui voolukiirus propelleri ümber on võrdne V-ga, siis sõukruvi ees võrdub see V + U1 ja propelleri taga V+U2.
Õhumass, olles läbinud pühitava ala, saab tiiviku tekitatud jõu F toimel kiirenduse j. Mehaanika kolmanda seaduse alusel mõjub õhk rootorile samasuuruse, kuid vastupidise suunaga jõuga T. Jõud T on propelleri tõukejõud. Lähtudes mehaanika teisest seadusest, T=mj Pühkimisala läbiva õhu massi saab määrata, korrutades ruumala massitihedusega. N. E. Žukovski tõestas teoreetiliselt ja kinnitas eksperimentaalselt, et induktiivne tagasilükkamiskiirus on kaks korda suurem imemise induktiivkiirusest. Teisisõnu, propelleri ketta indutseeritud kiirus on võrdne poolega propellerit läbiva õhu kogukiiruse juurdekasvust.

Induktiivne imemiskiirus määratakse katseliselt ja see on 8-15 m/sek.
Saadud tõukejõu valemist järeldub, et pearootori tõukejõud sõltub õhu massitihedusest, pühkimisalast ja induktiivsest imemiskiirusest.
Lennukõrguse või ümbritseva õhu temperatuuri tõusuga väheneb massi tihedus P ja seega ka tõukejõud. Kiiruse ja propelleri sammu suurenedes suureneb induktiivne kiirus U1 (propelleri tõukejõud).
Pearootori Fоv pühitav ala on konstruktsiooniparameeter ja on konkreetse rootori puhul konstantne.
Rootori tõukejõudu saab saada ka muul viisil - üksikute labade tekitatud aerodünaamiliste jõudude summana, kuna labade ümber olev vool on sarnane tiiva ümbritseva vooluga. Erinevus seisneb aga selles, et tera ei soorita translatsioonilist, vaid pöörlevat liikumist ning seetõttu liiguvad kõik selle lõigud (elemendid) erineva kiirusega. Seetõttu tuleb tera tekitatav aerodünaamiline jõud arvutada mõjuvate aerodünaamiliste jõudude summana
teraelemendile (joonis 1.39).

Teraelemendi tõstejõud ΔY ja elemendi takistus ΔX erinevad vastavalt suuruselt elemendi tõukejõust ΔT ja elemendi pöörlemistakistusjõust ΔQ.
Seda seletatakse asjaoluga, et tõstejõud on suunatud risti lõigule langeva vooluga, tõmbejõud on suunatud piki voolu, tõmbejõud on risti elemendi pöörlemistasandiga ja takistusjõud pöörlemine asub pöörlemise tasapinnal.
§ 4. Rootori tõukejõud kaldus voolu ajal
Kaldvoolu režiimi all mõistetakse režiimi, mille puhul õhuvool on suunatud teatud suvalise lööginurga all pearootori pöörlemistasandi suhtes (mitte võrdne 90°). Seda režiimi kasutatakse helikopteri horisontaalse lennu ajal, samuti kaldtrajektooril tõusmisel ja laskumisel.

Uuritava probleemi lihtsustamiseks käsitleme esmalt pearootori ümber toimuva külgvoolu juhtumit, st juhtumit, kus vool on suunatud paralleelselt pearootori pöörlemistasandiga ja rootori lööginurk on null. Sellisel juhul liidetakse imemiskiirusele u vastutuleva voolu kiirus V ja saadakse saadud kiirus V1 (joonis 1.41). On ilmne, et V>u1.

Valemist on selgelt näha, et sama väljaviskekiiruse U2 korral on sõukruvi tõukejõud külgvoolu ajal suurem kui aksiaalse voolu korral. Füüsiliselt on see seletatav propelleri poolt pühitud ala läbiva teise õhumassi suurenemisega.
Kui vaadelda üldisemat kaldvoolu juhtumit, kui õhk läheneb propelleri poolt pühitud tasapinnale pearootori A mingi suvalise lööginurga all, saame sarnase pildi. Tuleb vaid meeles pidada, et igal konkreetsel juhul peab rootori tasapinnale voolava õhu tulenev kiirus olema võrdne vastutuleva voolukiiruse ja imemiskiiruse geomeetrilise summaga.
§ 5. Pearootori tõukejõu muutmine
kaldus vooluga, olenevalt labade asimuutaalsest asendist
Rootori ümber oleva kaldus voolu korral on labade ümber toimuva voolu kiirus pöörlemisliikumise kiiruse ja läheneva õhuvoolu translatsioonikiiruse summa. Arutluskäigu lihtsuse huvides vaatleme voolu ümber tera otsaosa. Pange tähele, et vastutuleva voolu kiiruse komponent, mis on suunatud piki laba, ei osale tõste loomisel. Otsaosa perifeerne kiirus on wR. Olgu vastutuleva voolu kiirus võrdne V-ga. Jagame selle kiiruse tera piki ja sellega risti olevaks suunaks (joonis 1.42).

Asimuudil 90° võrdub see + V ja asimuutil 270° -V. Seega saavutab tera ühe pöörde jooksul voolukiirus selle ümber maksimumi 90° asimuuti juures ja miinimumi 270° asimuuti juures.
Valemist näeme, et tera tõukejõud on muutuv suurus ja sõltub asimuutist. Maksimaalse väärtuse saab see asimuutil 90°, kui lennukiirusele liidetakse perifeerse kiiruse väärtus, minimaalne väärtus on asimuutil 270°, kui perifeersest kiirusest lahutatakse lennukiirus.
Kahe labaga sõukruvi tõukejõu suurus sõltub asimuutist ja on muutuv väärtus. Kahe labaga rootori tõukejõu muutuv komponent põhjustab kopteri suurenenud vibratsiooni ja seetõttu on kahe labaga rootorite kasutamine piiratud. Kolme labaga sõukruvi tõukejõu arvutamiseks on vaja liita kolme laba tõukejõud, mis paiknevad asimuuti järgi 120° kaugusel. Elementaarsed matemaatilised arvutused näitavad, et kolme või enama labaga propellerite puhul kaob muutuv komponent ja kogu tõukejõud muutub konstantseks, asimuutist sõltumatuks väärtuseks.
Väga oluline on märkida, et kaldpuhumisel jäigalt rummu külge kinnitatud labadega rootori kogutõukejõud ei lange kokku pöörlemisteljega, vaid nihkub õhuvoolu suunas liikuvate labade suunas. Seda seletatakse sellega, et voolu suunas liikuvate labade tõstejõud on suurem kui voolu suunas liikuvatel labadel ning geomeetrilise liitmise tulemusena nihkub tõstejõudude resultant voolu suunas liikuvate labade omast. labad liiguvad voolu suunas. Pearootori nihutatud tõukejõud tekitab kopteri raskuskeskme suhtes ümbermineku (rullumis)momendi (joonis 1.43). Jäigalt fikseeritud labadega pearootor kukuks kopteri paratamatult ümber, kui see üritaks tekitada olulist edasiliikumist.
Lisaks kallutusmomendile, mis kipub pearootori kaldus puhumisel kopterit pikitelje suhtes ümber lükkama, tekib ka pikisuunaline moment, mis pöörab pearootori pöörlemistasapinda põikitelje suhtes, et suurendada kopterit. ründenurk. Selle momendi tekkimist seletatakse asjaoluga, et voolutingimused labade ümber 180° asimuudi lähedal on paremad kui 360° asimuudil. Selle tulemusena nihkub sõukruvi tõukejõu rakenduspunkt pöörlemisteljelt ettepoole, mis viib koostöömomendi moodustumiseni. Elastse tera pikisuunalise momendi suurus suureneb lisaks terade ülespoole painutamise tõttu tõstejõudude mõjul, kuna vastutulev vool mõjub altpoolt 180° asimuutpiirkonnas asuvale terale, kusjuures joonisel fig. 1.43.

Ümbermineku momendi tekkimine jäigalt fikseeritud labadega sõukruvis
0° asimuuti piirkonnas asuv tera on peal (joonis 1.44). Ümbermineku ja pikisuunaliste momentide kahjuliku mõju kõrvaldamine toimub hingedega vedrustuse abil

terad.
§ 6. Rootori takistus kaldus voolus
Rootori poolt pühitud tasapinda käsitletakse kandepinnana. See pind tekitab vastutuleva õhuvoolu tõttu tõste ja takistuse. Pearootori takistus koosneb analoogselt tiivaga profiilist ja induktiivsest.
Teljevoolu korral on labade profiilitakistus kõigis asimuutides ühesugune ja nende resultant null.

Profiili takistuse ilmnemise füüsiline tähendus kaldus
voolu võib kujutada järgmiselt.
Ühe pöörde jooksul muutub tera takistus perioodiliselt,
saavutab maksimumi asimuutil 90° ja miinimumi asimuutil 270°. Erinevus takistuses "edenevate" ja "taganevate" labade vahel annab jõu, mis on suunatud kopteri liikumisele vastupidises suunas. See jõud on pearootori profiiltakistus X pr (joonis 1.45). Pearootori induktiivreaktants on seletatav samaga
samadel põhjustel nagu ümber tiiva voolamisel ehk keeriste teke, mis kulutavad voolu energiat. Pearootori frontaaltakistus koosneb profiilist ja induktiivsest X nv = X pr + X in
Pearootori takistuse suurus sõltub labade profiilikujust, nende paigaldusnurgast, pöörete arvust, lennukiirusest ja pearootori lööginurgast.
Pöörlemisrežiimis lennates tuleb arvestada pearootori takistusega.

§ 7. Vastuvoolu tsoon
Kui tera liigub asimuutides Ф = 180-:-360°, voolavad tera tagumiku lähedal asuvad lõigud ümber mitte ründeservast, vaid vooluservast. Tõepoolest, asimuutis

270° nurga all on selline vool tera kõigi osade ümber, mis asuvad pöördeteljest kuni laba punktini, kus v = wr, st punktini, kus perifeerne kiirus on võrdne lennukiirusega (joonis 1.46). . Nende kiiruste vastupidise suuna tõttu on kogukiirus
vooluhulk selle punkti ümber on null (Wr = 0).
Arvestades erinevaid φ väärtusi, on viimastest lihtne saada
avaldised vastupidise voolu tsooni jaoks. Lihtne on kontrollida, kas see tsoon kujutab endast ringi läbimõõduga d = V/w, mis asub pearootori poolt pühitud kettal (joonis 1.46).
Pöördvoolu tsooni olemasolu on negatiivne nähtus. Seda tsooni läbiv laba osa tekitab allapoole suunatud jõu, mis vähendab rootori tõukejõudu ja suurendab

labade ja kogu helikopteri vibratsioon. Lennukiiruse kasvades suureneb tagasivoolu tsoon.
Pöördvoolu tsooni suurust saab hinnata pearootori töörežiimi karakteristikute koefitsiendiga m.
Pearootori töörežiimi karakteristikute koefitsient on translatsioonikiiruse ja ringkiiruse suhe.
tera otsaosa kiirus.
Koefitsient näitab, millises osas tera asub
asimuut 270°, mis asub vastupidise voolu tsoonis. Näiteks,
kui m = 0,25, siis d = 0,25 R. See tähendab, et tera neljas osa töötab vastupidistes tingimustes
ümbervoolu ja vastupidise voolu tsooni läbimõõt on 25% rootori raadiusest.
§ 8 Pearootori energiakaod. Propelleri suhteline efektiivsus
Ideaalse sõukruvi tõukejõu valemi tuletamisel (käesoleva peatüki § 3) jätsime tähelepanuta igasugused kaod. Kui tõeline propeller töötab töötingimustes, kulub umbes 30% selle pöörlemiseks vajalikust võimsusest labade profiilitakistuse ületamiseks. Profiilikadude suurus sõltub profiili kujust ja pinna seisukorrast.
Analüüsides ideaalse kruvi tööd, eeldasime, et induktiivne kiirus kõigis pühitava ala punktides on sama. Aga see pole tõsi. Tera lähedal on indutseeritud kiirus suurem kui labade vahelistes ruumides. Lisaks muutub indutseeritud kiirus piki tera, suurenedes lõigu raadiuse suurenedes, mis on tingitud lõigu ümbermõõdu suurenemisest (joon. 1.47). Seega on rootori tekitatud indutseeritud kiiruste väli ebaühtlane.

Kõrvuti asetsevad õhuvoolud liiguvad erineva kiirusega, mille tõttu õhu viskoossuse mõjul tekivad voolu ebaühtlusest või induktiivkadudest tulenevad kaod, mis moodustavad umbes 6% nõutavast võimsusest. Üks viis nende kadude vähendamiseks on terade geomeetriline väänamine.
Pearootor mitte ainult ei paiska välja õhumassi, tekitades sellega tõukejõudu, vaid ka keerutab juga. Kaod reaktiivlennuki pöörlemisel on umbes 0,2% sõukruvile antavast võimsusest.
Rõhu erinevuse tõttu rootori pöörlemistasandi all ja kohal liigub õhk mööda rootori ketta ümbermõõtu alt üles. Seetõttu ei osale tõukejõu loomises teatud kitsas rõngas, mis asub pearootori poolt pühitud tasapinna ümbermõõdul (joonis 1.48). Veojõu tekitamises ei osale ka labade tagumik osad, kus paiknevad kinnituskohad. Kokku moodustavad otsa- ja põkkkaod umbes 3% vajalikust võimsusest.
Loetletud kadude olemasolu tõttu on tõelise sõukruvi pöörlemiseks vajalik võimsus, mis tekitab ideaalse sõukruvi tõukejõuga võrdse tõukejõu, suurem.
Seda, kui edukas see või teine ​​päris propeller minimaalsete kadude tagamise seisukohalt on, saab hinnata

pearootori suhtelise kasuteguri järgi g| 0, mis on õhu tagasilükkamiseks ja antud tõukejõu tekitamiseks vajaliku võimsuse ja sama tõukejõu tekitava tõelise sõukruvi pööramiseks tegelikult kulutatud võimsuse suhe.

§ 9. Rootori labade hingedega vedrustus
Selle peatüki §-s 2 toodi välja, et rootoritel on aksiaalsed hinged, mille ülesandeks on muuta propelleri sammu lennu ajal. Sammu muutus saavutatakse labade pööramisega ümber telghingede sees? = 0-15°.Lisaks aksiaalhingedele on kruvidel horisontaalsed ja vertikaalsed hinged.
Horisontaalne liigend (HS) võimaldab tera vertikaaltasapinnal kõrvale kalduda. Tänu
See liigend võimaldab tera vastuvoolu liikumisel ülespoole ja voolu suunas liikumisel allapoole pöörata. Seega võimaldab horisontaalne liigend labadel teha libisevaid liigutusi.
Laba telje ja propelleri rummu tasapinna vahelist nurka nimetatakse libisemisnurgaks?. Con-
konstruktsiooniliselt on tera läbipaine horisontaalse hinge suhtes piiratud peatustega (kuni
25-30°, alla 4-8°). Vaatamata libisevatele liigutustele lennu ajal ei puuduta tera peatusi, kuna libisemisnurkade vahemik on väiksem kui peatuste vaheline nurk. Tera puudutab peatusi ainult siis, kui kiirus on tugevalt langenud ja vastavalt sellele, kui tera tsentrifugaaljõud on vastuvõetamatult vähenenud.
Kopteri pargimisel, kui pearootor ei pöörle või pöörleb väikesel kiirusel, painduvad labade otsad oma raskuse tõttu allapoole ja kui tera toetub vastu alumist peatust, saab löögi saba noole või kere vastu. võimalik. Seetõttu on lisaks alumisele piirikule ka spetsiaalne üleulatuse piiraja, mis madalal kiirusel ei lase teral liigselt alla minna ja kopterit tabada.
Kiiruse kasvades, kui aerodünaamilised jõud painutavad labade otsad ülespoole, lülitub üleulatuse piiraja välja, misjärel saab tera teha libisevaid liigutusi kuni põhjapiirini.
Vertikaalne liigend (VH) tagab tera läbipainde tasapinnalise puksi suhtes
kruvi pöörlemine. Allpool on näidatud, et kui pearootor pöörleb, võib tera liikuda neutraalsest (radiaalsest) asendist teatud nurga all tagasi või ette. Seda nurka nimetatakse viivitusnurgaks (edenemisnurk) ja seda tähistatakse tähega ?. Selle nurga suurus on piiratud peatustega. Kas tera saab tagasi pöörata? = 10-:-18° ja edasi? = 6-:-8°*.
Horisontaalsete ja vertikaalsete hingede olemasolu muudab olulise muudatuse kandevõime töös
kruvi

* Tehnilistes kirjeldustes on viivituse (edenemisnurga) väärtus antud mitte tera radiaalse asendi, vaid horisontaalse hinge suhtes risti.
25
Esiteks tuleb märkida nn koonuse (tulbi) moodustumist, mis on tingitud asjaolust, et tõstejõudude mõjul kalduvad labad horisontaalsete hingede suhtes kõrvale ja tõusevad rummu pöörlemistasandist kõrgemale. Teiseks võrdsustuvad lappamisliigutuste tõttu labade tõstejõud erinevates asimuutides, mis võimaldab välistada kopteri ümbermineku ja kallutamise ettelennul. Lõpuks eemaldatakse labade tagumik suurte paindemomentide tõttu, mis tekivad siis, kui labad on jäigalt kinni.
§ 10. Horisontaalne liigend (HS)
Vaatleme tera tasakaalu horisontaalse hinge suhtes, st terale mõjuvaid jõude
suu pöörlemistasandiga risti olevas tasapinnas (joon. 1.49).

Sellel tasapinnal mõjuvad terale järgmised jõud: (Gl - kaal; Yl - tõstejõud; Fc. b -
tsentrifugaaljõud.
Tõstejõud on 10-15 korda suurem kui tera kaal. Suurim on tsentrifugaaljõud, mis ületab tera kaalu 100-150 korda. Tasakaalusendis peaks kõigi terale peavõlli suhtes mõjuvate jõudude momentide summa olema võrdne nulliga. Teisisõnu peab nende jõudude resultant läbima peavõlli telje.
Pöörlemisel kirjeldab tera koonuse lähedast pinda ja seetõttu nimetatakse libisemisnurka koonuse nurgaks.

Teljevoolu, konstantse sammu ja pöörete korral nurga väärtus
Koonus on üsna kindel. Kui näiteks suurendate

tera samm, siis tõstejõust suurenenud momendi mõjul hakkab tera kalduma libisemisnurga suurenemise suunas.
Kui pöördenurk suureneb, suureneb samaaegselt ka moment
tsentrifugaaljõud, mis takistab tera kõrvalekaldumist ja kui tasakaal taastub, hakkab tera pöörlema ​​suure libisemisnurgaga.
Kaldvoolu korral asimuutides 0-180° liigub tera voolu suunas ja asimuutides 180-360° - voolu suunas. Voolu suunas liikuv tera saab tõstejõu suurenemise ja klapib ülespoole, kuna tõstejõu hetk osutub suuremaks kui tsentrifugaaljõu hetk (raskusjõu hetk on selle väikeste väärtuste tõttu tähelepanuta jäetud).
Voolusuunas liikuval labal tõstejõud väheneb ja seda hetke mõjul
tsentrifugaaljõul liigub see allapoole. Seega ühe pöördega liigub tera üles ja
alla kiigutama.
Voolukiirus on suurim asimuutil 90° ja seetõttu on tõstejõu kasv siin suurim.
Väikseim tõstejõud on 270° asimuutil, kus voolukiirus on minimaalne ja vastupidise voolu tsooni mõju on kõige tugevam. Kuid peavõlli olemasolu ja labade libisevate liikumiste tõttu on tõstejõudude suurenemine ja vähenemine näidatud asimuutides suhteliselt väike. Seda seletatakse libisevate labade lööginurkade muutustega. Tõepoolest, kui tera klapib üles, siis lööginurk kahaneb ja kui tera klapib alla, siis see suureneb (joonis 1.50). Sel põhjusel võrdsustatakse tõstejõudude suurus asimuutides, mis praktiliselt välistab kopterile mõjuvad kreeni- ja pikimomendid.

Sellest tulenevalt peab ütlema, et horisontaalsete hingede eesmärk on võrdsustada labade tõstejõude kõikides asimuutides ja vabastada tagumikuosad paindemomentidest. Horisontaalsed hinged asetsevad konstruktsiooniliselt sõukruvi pöörlemisteljest teatud kaugusel Lgsh (joon. 1.51). Teljevoolu korral langevad pöörlemiskoonuse telg ja hülsi telg kokku. Seetõttu on Fcb labade tsentrifugaaljõud, mis on tingimuslikult peavõllile rakendatud, vastastikku tasakaalustatud. Kaldvoolu korral ei lange koonuse telg ja hülsi telg kokku ning tsentrifugaaljõud asuvad erinevatel (paralleelsel) tasapindadel. Need jõud teatud käel c tekitavad momendi M g w = FcbS, mis parandab kopteri juhitavust. Lisaks sellele, kui kopter on kogemata pikitelje või põiktelje suhtes kõrvale kaldunud, on sellel momendil summutav toime, st see on suunatud läbipaindele vastupidises suunas, mis parandab kopteri stabiilsust.

§ 11. Pöörlemiskoonuse kokkuvarisemine kaldu puhumisel
Eelmises lõigus viidati, et horisontaalsete hingede olemasolu tõttu pöörduvad labad asimuutides 0–180° ülespoole ja asimuutides 180–360° allapoole. Tegelikkuses näeb pilt labade libisevatest liigutustest välja mõnevõrra keerulisem. Tänu sellele, et labadel on mass, suureneb nurk

inertsiga libisemine jätkub mitte asimuudini 180°, vaid mõnevõrra edasi, kahanemist - mitte 360°-ni ja ka veidi edasi. Lisaks asimuudi 180° lähedal voolab vool labale altpoolt ja 360° asimuudi lähedal ülalt, mis aitab veelgi kaasa libisemisnurga jätkuvale suurenemisele 180° asimuudi lähedal ja libisemisnurga vähenemisele 360° asimuudi lähedal.
Joonisel 1.52a on näidatud B-1 paigaldusel saadud libisemisnurga asimuudist sõltuvuse eksperimentaalne kõver. Katsetatud jäikade labadega pearootori mudelil kaldus puhumiskiirusel 20 m/sek oli maksimaalne pöördenurk asimuutis 196° ja minimaalne asimuutis 22°. See tähendab, et pöörlemiskoonuse telg on kallutatud tagasi ja vasakule. Rootori pöörlemiskoonuse telje kõrvalekalde nähtust kaldus voolu ajal nimetatakse pöörlemiskoonuse takistuseks (joon. 1.53).

Teoreetiliselt kaldub pearootori koonus kaldu puhumise ajal tagasi ja vasakule. Seda ummistust kinnitab ülaltoodud katse. Külgmise kokkuvarisemise suunda mõjutab aga oluliselt labade deformatsioon ja horisontaalsete hingede eraldumine. Tegelik pearootori laba ei ole piisavalt jäik ja seda mõjutavad sellele mõjuvad jõud.
27

tugevalt deformeerunud - paindub ja keerdub. Keerdumine toimub ründenurkade vähenemise suunas ja seetõttu peatub ülespööre varem (Ф = 160°). Vastavalt sellele peatub ka allapoole liikumine varem (φ = 340°).
Joonisel 1.52, b on näidatud V-2 paigaldusel saadud pöördenurga a asimuudist sõltuvuse eksperimentaalne kõver. Painduvate labadega sõukruvimudeli testimisel saadi maksimaalne libisemisnurk asimuutil φ = 170° ja minimaalne asimuutil φ = 334°. Seega kaldub tõelistes helikopterites pöörlemiskoonus tagasi ja paremale. Seiskumisnurga väärtus sõltub lennukiirusest, propelleri sammust ja pööretest. Propelleri sammu ja kiiruse suurenemisega ning kiiruse vähenemisega suureneb pöörlemiskoonuse võll.
Kaasaegseid koptereid juhitakse pöördekoonuse kallutamise teel kopteri liikumissuunas. Näiteks ettepoole liikumiseks kallutab piloot rootori koonuse telje ettepoole (kasutades pöördeplaati). Koonuse kaldega kaasneb pearootori tõukejõu kallutamine vastavas suunas, mis annab vajaliku komponendi kopteri liigutamiseks (joon. 1.32). Kuid niipea, kui lennukiirus hakkab tõusma, langeb koonus kaldus voolu tõttu tagasi ja küljele. Koonuse kokkuvarisemise mõju neutraliseerib kopteri juhtpulga täiendav liigutamine.
§ 12. Vertikaalne liigend (VH)
Veendumaks, et lisaks horisontaalsele on vaja paigaldada ka vertikaalne kuul-
nir, arvesta terale pöörlemistasandil mõjuvaid jõude.
Kui sõukruvi pöörleb, mõjuvad selle labadele pöörlemistasandil pöörlemistakistusjõud Q l. Hõljuvas režiimis on need jõud kõigis asimuutides ühesugused. Kui sõukruvi ümber on kaldus vool, on voolu suunas liikuva laba takistus suurem kui voolu suunas liikuval labal. Horisontaalsete hingede olemasolu ja labade libisevad liigutused aitavad seda erinevust vähendada (lööginurkade ühtlustamise tõttu), kuid ei kõrvalda seda täielikult. Seetõttu on pöörlemistakistusjõud muutuv jõud, mis koormab labade juureosi.
Kiiruse muutumisel mõjuvad pearootori labadele inertsiaalsed jõud, kiiruse suurenemisel on need suunatud pöörlemisele, kiiruse vähenemisel aga rootori pöörlemisele. Inertsiaalsed jõud võivad tekkida ka rootori rummu pideva pöörlemise korral rootorikettale voolava õhu ebaühtlase voolu tõttu, mis põhjustab aerodünaamiliste jõudude muutumist ja labade täiendavat kalduvust rummu suhtes liikuda. Lennu ajal on inertsiaaljõud suhteliselt väikesed. Küll aga hakkab kandur hetkel maas üles keerlema
Sõukruvi inertsiaaljõud jõuavad suure väärtuseni ja kui jõuülekanne järsult sisse lülitada, võivad need põhjustada isegi labade purunemist.
Lisaks põhjustab labade libisemist võimaldavate horisontaalsete hingede olemasolu asjaolu, et laba raskuskese läheneb perioodiliselt propelleri pöörlemisteljele ja eemaldub sellest (joonis 1.54).

Energia jäävuse seaduse alusel pöörleva kandja kineetiline energia
sõukruvi peab jääma konstantseks olenemata laba libisevast liikumisest (muu energialiikide muutusi eiratakse). Pöörleva sõukruvi kineetiline energia määratakse järgmise valemiga:

kus m on pöörlevate labade mass;
w-
tera pöörlemise nurkkiirus,
g-kaugus pöörlemisteljest tera raskuskeskmeni;

Valem näitab, et konstantse kineetilise energia korral peaks tera raskuskeskme lähenemisega pöörlemisteljele (üles tõusmisega) kaasnema pöörlemise nurkkiiruse suurenemine ja raskuskeskme eemaldamine. teraga pöörlemisteljest (allapoole tõmbumine) peaks kaasnema pöörlemise nurkkiiruse vähenemine. Seda nähtust teavad hästi tantsijad, kes suurendavad oma keha pöörlemiskiirust, viies käed järsult kehale lähemale (joon. 1.55). Jõud, mille mõjul pöörlemise nurkkiirus pöörleva süsteemi inertsmomendi muutumisel suureneb või väheneb, nimetatakse Corioliseks.

Kui labad klapivad ülespoole, suunatakse Coriolise jõud pearootori pöörlemissuunas ja kui labad klapivad alla, on need suunatud selle vastu.
Lehvitades tekkivad Coriolise jõud saavutavad märkimisväärsed väärtused ja koormavad labade juureosasid muutujatega
pearootori pöörlemistasandil mõjuvad paindemomendid.
Seega horisontaalsete hingede paigaldamine, mis võimaldas
välistada paindemomentide ülekandumine propelleri rummule ja koormata labade tagumik osad lappamistasandil, põhjustades samal ajal soovimatuid nähtusi, mis on seotud Coriolise jõudude esinemisega, mis koormavad labade juureosi muutuva momendiga. pöörlemistasand. Coriolise jõudude vahelduvmoment kandub edasi peavõlli laagritele, pearootori rummule ja mootori võllile, põhjustades vahelduvaid koormusi, mis põhjustab peamiste pealaagrite kiirenenud kulumist ja vibratsiooni.
helikopter.
Labade juureosade mahalaadimiseks pöörlemistasandil mõjuvatest vahelduvatest paindemomentidest ja pukside mahalaadimiseks vahelduvatest koormustest, mis põhjustavad kopteri vibratsiooni, paigaldatakse vertikaalsed hinged, mis rootori pöörlemistasandil tagavad kopteri võnkuvad liikumised. terad.
Lisaks arvestatavatele jõududele mõjub terale pöörlemistasandis ka tsentrifugaaljõud.
Vertikaalse hinge ja sissetuleva õhuvoolu ühtlase kiirusvälja olemasolul režiimis
hõljuv tera jääb radiaalsest asendist teatud nurga võrra maha?. Joonisel 1.56 on näidatud viivitusnurga suurus?, mis on määratud hetkede võrdsusega:

Fts.bLts.b =Ql LQ.
Translatsioonikiirusega lennule üleminekul liidetakse aerodünaamilistele jõududele muutuvad inertsiaal- ja Coriolise jõud ning muutuvateks muutuvad ka aerodünaamilised jõud ise. Nende jõudude mõjul teeb tera keerulist liikumist, mis koosneb pöörlevast liikumisest, translatsioonilisest (koos helikopteriga), hoorattast peavõlli suhtes ja võnkuvast liikumisest peavõlli suhtes.
Kui on olemas VSC, pöörleb tera suunas

Mingi viivitusnurk? (Joon. 1.57, a). Sel juhul asetatakse tera nii, et aerodünaamiliste ja tsentrifugaaljõudude N resultant on suunatud piki selle telge. Viides resultandi üle peavõlli teljele ja jagades selle jõududeks A ja B, veendume, et peavõlli laagrid ei oleks võrdselt koormatud. Tõepoolest, ühe jõu A juuresolekul, kuidas
esi- ja tagumised GSH laagrid oleksid koormatud samade radiaalkoormustega. Siiski jõudu
B koormab tagumist laagrit maha, lisaks koormab eesmist, põhjustades laagrite ebaühtlast kulumist. Lisaks nõuab jõud B, mis on GS-i jaoks aksiaalne, tõukejõu laagrite paigaldamist.
Põhilaagrite töötingimuste lähendamiseks sümmeetrilise koormuse tingimustele rakendatakse nihet
Peavõll puksi suhtes on pöörlemisel ettepoole (joon. 1.57, b). Kas sel juhul on viivitusnurk?
toob kaasa asjaolu, et tera telg asub peavõlli teljega ligikaudu risti.

Kuna vertikaalsed hinged võimaldavad labadel teha pearootori pöörlemistasandis võnkuvaid liigutusi, vältides võimalust suurendada nende vibratsioonide amplituudi rootoril.

Kaasaegsete helikopterite rootorid on varustatud spetsiaalsete summutitega – vibratsioonisummutitega. Amortisaatorid on kas hõõrd- või hüdraulilised. Mõlema tööpõhimõte seisneb vibratsioonienergia muundamises soojusenergia, mis seejärel hajub ümbritsevasse ruumi.
Maapinnal tuleb enne mootori käivitamist ja pearootori pöörlemist asetada selle labad propelleri esitugedele. Seda tehakse selleks, et vähendada labade nurkiirendust (inertsjõudu) pöörlemise algmomendil.
Labade ebaühtlane pöörlemine propelleri suhtes põhjustab pearootori raskuskeskme nihkumise pöörlemisteljelt. Selle tulemusena tekib propelleri pöörlemisel inertsiaalne jõud, mis põhjustab kopteri vibratsiooni (kiikumist).
See nähtus kujutab endast erilist ohtu, kui pearootor töötab maapinnal, kuna elastsel šassiil oleva helikopteri loomulik sagedus võib olla võrdne liikuva jõu sagedusega või selle kordne, mis põhjustab vibratsiooni, mida tavaliselt nimetatakse maapinnaks. resonants.
§ 13. Kiigekompensatsioon
Teatavasti on rootori koonuse kokkuvarisemise peamiseks põhjuseks labade libisevad liikumised kaldus voolu ajal. Mida suurem on maksimaalne ülespoole suunatud pöördenurk, seda suurem on pöörlemiskoonuse kokkuvarisemine. Koonuse suure takistuse olemasolu on ebasoovitav, kuna see nõuab kopteri edasilennul juhtimisel takistuse kompenseerimiseks käsuhoobade täiendavat kõrvalekallet. Seetõttu on vajalik, et momentide tasakaal peavõlli suhtes oleks kehtestatud väiksema pöördeliigutuste amplituudiga.
Tagamaks, et pöördeliigutuste amplituud jääb tolerantsi piiresse, kasutatakse pöördekompensatsiooni. Klappimise kompenseerimise põhimõte seisneb selles, et juhthoova kinnituspunkti (A) ei paigaldata horisontaalse hinge teljele, vaid nihutatakse tera poole (joonis 1.58).

Kui punkt A ei asu horisontaalse hinge teljel ja on liikumatu, siis ülespoole kiigutades paigaldusnurk ja seega ka tera lööginurk väheneb ja allapoole pendeldades suureneb. Ründenurkade muutumise tõttu tera klappides tekivad aerodünaamilised jõud, mis takistavad lehvimisliigutuste amplituudi suurenemist.
Kompensatsiooni tõhusus sõltub suuresti tan ?1 (joon. 1.58), mida nimetatakse libisemise kompensatsiooni karakteristikuks. Mida suurem tan A1, seda suurem on nurk, mille võrra tera paigaldusnurk lehvimise ajal muutub. Järelikult, kui tan A1 suureneb, suureneb libisemise kompenseerimise efektiivsus.
Kas on viivitusnurk? vertikaalse hinge paigaldamisel võib see suurendada hoorataste amplituudi
liigutused (joon. 1.59). Kui laba on nurga võrra ümber propelleri painutatud? esiserv (punkt A) on põhirelvast kaugemal kui tagaserv (punkt B). Seetõttu on vehkimisel punkti A teekond suurem kui punkti B läbitud teekond, mistõttu ülespoole lehvitades suureneb tera lööginurk ja allapoole lehvimisel tera lööginurk. tera väheneb.

Seega aitab viivitusnurk kaasa täiendavate aerodünaamiliste jõudude ilmnemisele terale, suurendades libisemisliigutuste amplituudi. Seetõttu on eriti soovitav kasutada vertikaalse hingega terade lappamise kompensatsiooni.

§ 14. Rootori pöördemoment
Pearootori pöörlemisel mõjuvad selle labadele õhutakistusjõud, mis tekitavad rootori telje suhtes pöörlemistakistusmomendi. Selle hetke ületamiseks suunatakse pöördemoment mehaanilise ajamiga helikopterite pearootori võllile kere paigaldatud mootorist. Pöördemoment edastatakse peakäigukasti kaudu pearootori võllile. Vastavalt mehaanika kolmandale seadusele (tegevuse ja reaktsiooni võrdsuse seadus) tekib reaktiivne pöördemoment, mis kandub peakäigukasti kinnituspunktide kaudu kopteri kerele ja kipub seda pöörama pöördemomendile vastupidises suunas. Pöördemoment ja reaktiivne pöördemoment, olenemata sõukruvi töörežiimist, on alati võrdsed ja vastupidised suunas Mkr = Mr.
Kui mootorid on paigaldatud labadele endile, on ilmne, et reaktsioonimomenti pole. Reaktiivne
pöördemoment puudub ka pearootori isepöörlevas režiimis, st kõigil juhtudel, kui pöördemoment
pöördemomenti ei edastata kere paigaldatud mootorilt pearootori võllile.
Varem räägiti, et mehaanilise ajamiga ühe rootoriga helikopterite reaktsioonimomendi tasakaalustamine toimub hetkega, mille tekitab sabarootori tõukejõud kopteri raskuskeskme suhtes.
Kahe rootoriga helikopterites saavutatakse mõlema pearootori reaktsioonimomentide kompenseerimine rootorite eri suundades pööramisega. Veelgi enam, mõlema kruvi vastandsuunaliste reaktiivmomentide võrdsuse säilitamiseks tehakse kruvid täpselt ühesuguseks nende pöörete täpse sünkroniseerimisega.

Pearootorile edastatav võimsus on võrdne
Valemist on selge, et mida madalam on rootori kiirus, seda suurem on pöördemoment ja järelikult
kehtiv ja reageeriv.
Helikopteri pearootori pöörete arv on oluliselt väiksem kui lennuki propelleri pöörete arv. Seetõttu on sama mootorivõimsuse juures helikopteri rootori reaktiivne pöördemoment oluliselt suurem kui lennuki rootoril.
Pöördemoment ja reaktiivmomendid varieeruvad ka sõltuvalt pearootori tõukejõu suurusest. Näiteks propelleri tõukejõu suurendamiseks on vaja suurendada üldist sammu. Propelleri sammu suurenemisega kaasneb selle pöörlemise takistuse momendi suurenemine. Seetõttu on propelleri sammu suurenedes vaja suurendada sõukruvile antavat pöördemomenti. Kui seda ei tehta, väheneb pearootori pöörete arv, mis toob kaasa pearootori tõukejõu vähenemise.
Seetõttu on rootori tõukejõu suurendamiseks vaja suurendada mitte ainult propelleri sammu, vaid ka pöördemomenti. Selleks on piloodi kokpitti paigaldatud “astmega gaasihoob”, mis on kinemaatiliselt ühendatud mootoriga ja mehhanismiga, mis muudab propelleri sammu. Kangi liikumisel toimub kruvi pöördemomendi ja sammu proportsionaalne muutus ning samal ajal ka reaktiivmomendi muutumine. Ühe rootoriga helikopteril on reaktsiooni pöördemomendi muutmiseks vajalik sabarootori tõukejõu vastav muutmine pöörde kõrvaldamiseks.

§ 15. Sabarootori tõukejõud
Sabarootori tõukejõu suurust (joon. 1.60) saab määrata võrdsuse põhjal

propelleri tarbitav võimsus väheneb ja sellest tulenevalt suureneb sabarootori poolt tekitatav vajalik tõukejõud.
Sabarootor töötab kaldu puhumistingimustes, kuna lennu ajal ei ole selle pöörlemistasand vastutuleva voolu suunaga risti.
Jäika sõukruvi kaldu puhumisel põrkab sellele vastu muutuv voolukiirus
terad põhjustavad perioodilist
iga tera tõukejõu muutus põhjustab vibratsiooni.
Labade tõukejõu võrdsustamiseks kõigis asimuutides ja
terade mahalaadimine tegevusest
paindemomentide korral kinnitatakse tõelise sabarootori labad rummu külge horisontaalsete hingede abil, mis võimaldavad labadel teha libisevaid liigutusi.
Aksiaalhingede olemasolu propelleri rummu konstruktsioonis tagab labade pöörlemise tiiviku suhtes.
pikitelg, mis on vajalik sammu muutmiseks.
Rasketel helikopteritel saab sabarootoritele paigaldada ka vertikaalsed hinged.
§ 16. Olemasolev rootori võimsus
IN Elektrijaamad Kaasaegsetes helikopterites kasutatakse kolb- või turbopropellerlennukite mootoreid.
Õhkjahutusega kolblennukite mootorite töö eripäraks helikopterites on
vajadus mootori jahutatud pindade sundpuhumiseks spetsiaalsete ventilaatorite abil. Kopterite mootorite sundjahutus on seotud ebapiisavate võimalustega kasutada kiirrõhu jahutamiseks edasilennul ja rõhu puudumisega hõljumise režiimis. Turbopropellermootoriga helikopteritesse on tavaliselt paigaldatud ventilaatorid, mis jahutavad peakäigukasti, õlijahutit, generaatoreid ja muid agregaate. Ventilaatorite käitamiseks kulutatakse osa mootori võimsusest Noxl.
Osa mootori võimsusest kulutatakse hõõrdumise ületamiseks käigukastis, mis mootorit ühendab
kruvid Ntr, sabarootori Npв pööramiseks ning hüdrosüsteemi pumpade ja muude sõlmede ajamiseks
Na.
Seega on pearootorile edastatav võimsus väiksem efektiivsest võimsusest
Mootori võllil pole arenenud.
Kui lahutada efektiivsest võimsusest kulud, saame saadaoleva rootori võimsuse Np
Np= Ne.- Noxl.- Nтp – Npв – Na
Erinevate helikopterite puhul on Np 75-85% Ne.
Teisisõnu, jahutus-, käigukasti-, rooli- ja ajamiseadmete võimsuskaod ulatuvad
15-25% efektiivsest mootorivõimsusest.
Mootori efektiivne võimsus ja saadaolev rootori võimsus sõltuvad kiirusest ja kõrgusest
lendu, kuid helikopteri madalate lennukiiruste tõttu võib kiiruse mõju Ne ja Np-le tähelepanuta jätta.
Lennukõrgusest saadava võimsuse muutumise olemus sõltub mootori tüübist ja määratakse kindlaks
selle kõrguse karakteristikud (joonis 1.61).

On teada, et kolbmootori võimsus ilma ülelaadurita konstantsel kiirusel koos suurenemisega
kõrgus langeb silindritesse siseneva õhu-kütuse segu kaalulaengu vähenemise tõttu. Sarnaselt muutub ka pearootorile edastatav võimsus (joon. 1.61/a).
Ühekäigulise ülelaaduriga varustatud kolbmootori võimsus suureneb koos kõrgusega kuni projekteeritud kõrguseni, kuna õhu-kütuse segu massi laengu suurenemine on tingitud ümbritseva õhu temperatuuri langusest ja silindrite paranenud puhastamisest. Ülelaaduri õhusiibri järkjärgulise avamisega hoitakse ülelaadimisrõhk konstantsena kavandatud kõrguseni. Projekteeritud kõrgusel avaneb õhusiiber täielikult ja mootori võimsus saavutab maksimumi. Üle projekteerimiskõrguse väheneb efektiivne võimsus ja seega ka pearootori saadaolev võimsus samamoodi nagu ilma ülelaadurita mootoril (joon. 1.61, b).

Kahekäigulise ülelaaduriga mootori puhul on efektiivse ja saadaoleva võimsuse muutuse olemus lennukõrguse funktsioonina näidatud joonisel fig. 1,61, c.
Turbopropellermootori puhul on olemasoleva rootori võimsuse sõltuvus lennukõrgusest näidatud joonisel fig. 1,61, g Turbopropellermootori võimsuse tõus teatud kõrgusele on seletatav vastuvõetud juhtimissüsteemiga, mis tagab turbiini ees olevate gaaside temperatuuri tõusu teatud kõrguseni.