Пилотирование вертолета | страница 72

Рассмотрим схему сил, действующих на элемент лопасти несущего винта (рис. 85).

Рис. 85. Схема сил, действующих на элемент лопасти несущего винта при работе его на режиме самовращения:

_{>1 — установившийся режим; 2 — рост оборотов; 3 — падение оборотов}

Как известно, подъемная сила профиля Y всегда перпендикулярна к потоку, а лобовое сопротивление профиля X направлено по потоку. Полная аэродинамическая сила элемента лопасти R_>эл будет равна геометрической сумме сил Y и X. Когда полная аэродинамическая сила элемента лопасти R_>эл перпендикулярна к плоскости вращения несущего винта, то этот случай соответствует установившемуся режиму самовращения несущего винта.

В случае уменьшения оборотов несущего винта по какой-либо причине окружная скорость R_>эл элемента лопасти уменьшится, при этом увеличится угол атаки α, а следовательно, наклонится вперед. Появившаяся горизонтальная составляющая, направленная в сторону вращения несущего винта, начнет разгонять лопасть. Как только окружная скорость элемента лопасти достигнет исходной величины, полная аэродинамическая сила R_>эл снова станет перпендикулярной к плоскости вращения несущего винта.

При случайном увеличении оборотов несущего винта угол атаки элемента лопасти уменьшится, R_>эл наклонится назад, появится горизонтальная составляющая, тормозящая вращение лопасти, и обороти вновь упадут до равновесных.

Следовательно, необходимым условием установившихся оборотов режима самовращения для элемента лопасти является равенство φ = α — Θ.

График изменения (α — Θ) по α носит название графика запаса самовращения профиля (рис. 86).

Рис. 86.График запаса самовращения

Проводя прямую, параллельную оси α, для угла φ_>0, соответствующего нашему установочному углу, получим две точки A_>1 и А_>2. Тогда заштрихованная часть графика будет представлять область, в которой возможно самовращение для нашего профиля при φ_>0.

Однако практически может быть использована только левая часть кривой от точки A_>1 до точки Б, соответствующая устойчивому, установившемуся самовращению, в нашем случае — точка A_>1, соответствующая углу атаки α_>1.

В самом деле, если по какой-либо причине несущий винт замедлит вращение, то угол а увеличится и появятся силы, ускоряющие вращение винта, так как α — Θ в этом случае станет больше, чем φ_>0. Ускорение вращения будет протекать до тех пор, пока α — Θ не станет равной φ_>0.

Если же несущий винт увеличит обороты, то угол а уменьшится, α — Θ станет меньше