Пульсации тяги соосного несущего винта, обусловленные взаимным расположением лопастей

Для соосного несущего винта характерно влияние взаимного расположения лопастей верхнего винта относительно нижнего. Установлено, что начальный азимут лопасти, например, верхнего винта, не совпадающий с начальным азимутом лопасти нижнего винта, влияет на уровень вибраций, обусловленных пульсациями тяги винтов, на уровень шума, генерируемого, главным образом, соосным несущим винтом. В данной работе выполнены численные исследования по оценке влияния начального азимута лопастей верхнего винта («фазировки») на пульсации силы тяги соосного несущего винта вертолета. Исследования проводились с помощью метода расчета, основанного на нелинейной вихревой теории в нестационарной постановке. Приводятся результаты численного моделирования обтекания соосного несущего винта вертолета с разными начальными азимутами лопасти верхнего винта относительно азимута лопасти нижнего винта. Показано влияние «фазировки» лопастей на изменение коэффициента силы тяги винта и величину пульсации силы тяги. Моделировалось обтекание шестилопастного соосного несущего винта (два винта по 3 лопасти) на режиме косого обтекания на скоростях 51.25 м/с и 71.75 м/с при углах атаки винта – 5⁰ и – 12⁰ соответственно. Изучалось изменение коэффициента тяги несущего винта за один оборот при различных значениях «фазировки». Коэффициент тяги соосного несущего винта определяется суммированием коэффициентов тяги соответственно нижнего и верхнего винтов. Таким образом, при некоторых «фазировках» приращения коэффициента тяги нижнего и верхнего винтов усиливают пульсации тяги, а при других – пики пульсаций верхнего и нижнего винтов смещены и суммарный коэффициент тяги соосного несущего винта изменяется за один оборот с меньшей амплитудой. Установлено, при каких «фазировках» имеют место максимальные величины пульсации тяги, и при которых – минимум пульсации тяги.

соосный несущий винт, пульсация тяги, взаимное расположение лопастей

1. Петросян Э.А. Аэродинамика соосного вертолета. М.: Полигон пресс, 2004. 820 с.

2. Белоцерковский С.М., Локтев Б.Е., Ништ М.И. Исследование на ЭВМ аэродинамических и упругих характеристик винтов вертолета. М.: Машиностроение, 1992. 219 с.

3. Крицкий Б.С. Математическое моделирование аэродинамики винтокрылого летательного аппарата // Научный Вестник МГТУ ГА. Серия «Аэромеханика и прочность». 2003. № 59. С. 24–31.

4. Головкин М.А., Кочиш С.И., Крицкий Б.С. Методика расчета аэродинамических характеристик комбинированной несущей системы летательного аппарата [Электронный ресурс] // Труды МАИ. 2012. № 55. 16 c. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=30023 (дата обращения 28.05.2020).

5. Игнаткин Ю.М., Макеев П.В., Шомов А.И. Интерференция несущего и рулевого винтов вертолета при полете со скольжением [Электронный ресурс] // Труды МАИ. 2015. № 82. 23 с. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=58605 (дата обращения 28.05.2020).

6. Nik Ahmad Ridhwan Nik Mohd, Barakos G.N. Computational aerodynamics of hovering helicopter rotors // Jurnal Mekanikal. 2012. No. 34. Pp. 16–46.

7. Garipova L.I. Estimates of hover aerodynamics performance of rotor mode / L.I. Garipova, A.S. Bratkov, A.N. Kusyumov, S.A. Mikhailov, G.N. Barakos // Russian Aeronautics. 2014. Vol. 57, iss. 3. Pp. 223–231. DOI: 10.3103/S1068799814030027

8. Kusyumov A.N. Prediction of helicopter rotor noise in hover / A.N. Kusyumov, S.A. Mikhailov, L.I. Garipova, A.S. Batrakov, G. Barakos // EPJ Web of Conferences. 2015. Vol. 92, 5 p. DOI: 10.1051/epjconf/20159202042

9. Вершков В.А., Крицкий Б.С., Миргазов Р.М. Численное моделирование обтекания несущего винта вертолета с учетом циклического управления и махового движения лопастей // Материалы XXVIII научно-технической конференции по аэродинамике, пос. Володарского, 2122 апреля 2017. Жуковский: ЦАГИ, 2017. С. 78.

10. Вершков В.А. Сравнение результатов численного моделирования обтекания несущего винта в различных пакетах программ [Электронный ресурс] / В.А. Вершков, Б.С. Крицкий, М.С. Махнев, Р.М. Миргазов, Т.В. Требунский // Труды МАИ. 2016. № 89. 17 с. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=72704&eng=N (дата обращения 12.06.2020.)

11. Анимица В.А. Расчетные исследования виброперегрузок несущего винта, вызванных пульсацией силы тяги, на базе вихревой теории [Электронный ресурс] / В.А. Анимица, Е.А. Борисов, Б.С. Крицкий, Р.М. Миргазов // Труды МАИ. 2016. № 87. 15 с. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=69626 (дата обращения 15.06.2020.)