Владимир Живетин - Безопасность полета вертолета. Системы аэромеханического контроля

– сечение съема перепада давления не должно попадать в зону обратного обтекания ( < 0,3), в которой имеет место нестабильность обтекания;

– с целью повышения чувствительности системы к изменению осевой скорости движения НВ желательно, чтобы в выбранном сечении съема информации величина приращения перепада давления за счет изменения этой скорости составляла основную долю от среднего значения перепада давления в этом сечении;

– желательно, чтобы искомое сечение обтекалось несжимаемым потоком, поскольку в этом случае коэффициенты заложенной в алгоритм зависимости (5.3) между коэффициентами перепада давления и подъемной силы сечения являются только функциями координаты точки съема перепада давления по хорде профиля и не зависят от местного числа Маха.

Всем перечисленным требованиям удовлетворяет сечение лопасти = 0,4, которое и примем за сечение съема перепада давления, по величине которого и заданным остальным параметрам движения НВ (коэффициенту полной аэродинамической силы НВ С R , продольной скорости движения θ y и значению числа Маха М на конце лопасти) будет осуществляться идентификация величины осевой составляющей скорости движения НВ.

Для сечения лопасти = 0,4 имеет место функциональная зависимость между осредненными за один оборот НВ коэффициентом перепада давления, замеренным в определенной точке этого сечения, и параметрами движения НВ

которая может быть получена на основании разработанного выше алгоритма и линейной зависимости (5.3). При этом зависимость (5.15) представлена в неявной форме относительно коэффициента .

На рис. 5.10÷5.14 изображены зависимости аэродинамической нагрузки на лопасти НВ вертолета Ми-8 в сечении = 0,4 от параметров его движения. Анализ характера влияния каждого из параметров движения НВ в отдельности на величину коэффициента показывает, что неявная функциональная зависимость (5.15) может быть аппроксимирована полиномом второй степени от четырех переменных C R , μ, θ y и M .

Рис. 5.10. Влияние продольной скорости движения несущего винта вертолета Ми-8 на величину аэродинамической нагрузки в сечении лопасти = 0,4 ( М = 0,65)

Рис. 5.11. Влияние осевой скорости движения несущего винта вертолета Ми-8 на величину аэродинамической нагрузки в сечении лопасти = 0,4 ( М = 0,65)

Рис. 5.12. Зависимость аэродинамической нагрузки в сечении лопасти = 0,4 отвеличины полной аэродинамической силы несущего винта вертолета Ми-8 ( М = 0,65)

Рис. 5.13. Зависимость аэродинамической нагрузки в сечении лопасти = 0,4 несущего винта вертолета Ми-8 от числа Маха на конце лопасти (μ = 0,0)

Рис. 5.14. Зависимость аэродинамической нагрузки в сечении лопасти = 0,4 несущего винта вертолета Ми-8 от числа Маха на конце лопасти (μ = 0,3)

В частности, для НВ вертолета Ми-8 для сечения = 0,4, являющегося оптимальным с точки зрения съема информации об аэродинамической нагрузке, с целью идентификации величины осевой скорости движения НВ в рабочем диапазоне изменения параметров C R = 0,008 ÷ 0,020, μ = 0 ÷ 0,3, М = 0,6 ÷ 0,7 и θ y = –0,04 ÷ 0,04 при расположении точки съема перепада давления на расстоянии 40 % хорды от передней кромки зависимость (5.15) аппроксимируется полиномом

откуда

θ 2 y – K θ y + L = 0,

где

Следовательно, искомое значение безразмерной осевой скорости движения НВ может быть вычислено как

а осевая скорость движения НВ будет равна

V y = ω R θ y . (5.20)

Совокупность формул (5.1), (5.5), (5.17)–(5.20) позволяет вычислить величину осевой скорости движения НВ вертолета Ми-8 при заданных значениях плотности воздуха ρ, частоты вращения НВ и ω, числа Маха М на конце лопасти, продольной скорости движения V x , значения величины полной аэродинамической силы НВ и значения осредненного за один оборот НВ перепада давления , замеряемого в сечении лопасти = 0,4 на расстоянии 40 % хорды от передней кромки лопасти.

Поскольку величина осевой скорости движения НВ вертолета на основании алгоритма (см. выше) в конечном итоге является функцией шести параметров: перепада давления , замеряемого в сечении лопасти = 0,4; продольной скорости движения V x ; величины полной аэродинамической силы НВ ; плотности воздуха ρ; скорости звука за бортом а и частоты вращения НВ ω, т. е.