Экспериментальное исследование индуктивного взаимодействия несущих винтов, расположенных по поперечной и продольной схемам Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

________УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ Ц А Г И

Том VI 1975

М I

УДК 629.735.45.015.3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕСУЩИХ ВИНТОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ ПО ПОПЕРЕЧНОЙ И ПРОДОЛЬНОЙ СХЕМАМ

Г. Г. Ананов

Приведены результаты экспериментального исследования влияния индуктивного взаимодействия несущих винтов, расположенных по продольной и поперечной схемам, на потребляемую ими мощность.

Несущие винты, расположенные по поперечной или продольной схеме, оказывают индуктивное воздействие друг на друга, выражающееся в появлении дополнительных индуктивных скоростей, что приводит к изменению индуктивного сопротивления несущей системы [1]. Широкие экспериментальные исследования взаимодействия несущих винтов вертолетов на протяжении многих лет были проведены в работе [2]. Тем не менее вопрос о взаимодействии несущих винтов до сих пор является актуальным.

Настоящие испытания моделей винтов были проведены в аэродинамической трубе ЦАГИ на модельном вертолетном приборе МВП-3.

Известно, что коэффициент мощности, идущей на преодоление индуктивного сопротивления несущего винта [1],

т — Су I

"‘ИНД--------- Л

4*2 V

где /—коэффициент индукции:

2к 1

7 = т/'^ /[~(?’ р) ш (7, ш лТ-

0 'о

Для двухвинтовых схем в это выражение вместо входит суммарная относительная индуктивная скорость в некоторой точке ометаемого винтом диска vz, равная сумме относительной индуктивной скорости самого винта 1/у и добавочной относительной индуктивной скорости 1/д, вызванной другим винтом в этой же точке. Коэффициент индукции двухвинтовых схем можно представить в виде

/„ = /+ А/,

где Д/— дополнительный коэффициент, обусловленный взаимным влиянием винтов:

и

Величина изменения индуктивной мощности двухвинтовых схем зависит от параметров, характеризующих компоновку лопасти, режима работы несущих винтов и их взаимного расположения: ц., а, ст, г*, а также от направления вращения винтов.

С помощью полученных в эксперименте зависимостей коэффициентов подъемной силы от коэффициентов мощности, идущей на ее создание су =/(ту), были определены коэффициенты индуктивного взаимодействия винтов по формуле

Ат, V Д/ = 3,52 —,

где Дот,, = т., — т., при одинаковых значениях сч на данном режиме.

” ■'совм ■уизл 3

Определение коэффициентов индуктивного взаимодействия несущих винтов, расположенных по поперечной схеме. Основная часть испытаний схемы была проведана с трехлопастными несущими винтами, коэффициент заполнения которых о = 0,053. Некоторая часть испытаний была проведена с четырехлопаст-яыми винтами, коэффициент заполнения которых о = 0,07.

Направление вращения несущих винтов было таким, что оно давало так называемое .внутреннее опережение”, т. е. винты были обращены друг к другу

азимутами ф = 90°. Для моделей винтов, лопасти которых имели геометрическую крутку Дсрг = — 8°, испытания были проведены при относительном расстоянии между осями винтов г* = гЩ = 1,44; 1,64; 1,82; 2.

амг=-8 й <рг-16

—— о С =00095

0,007

1 * К= 0,15-, си =0,0095

V с<.=-20°

16

/

3 / О 1 II 3 / / ч

< > *•4 N / 1 $

N““1 > ч 5 \ X = -20 0 / 5

\ /

о1-0 .4 ч и

®1 ЯГ-ПП'}

' 1

Фиг. 1

Фиг. 2

На фиг. 1 приведены зависимости Д/пп = /(г*)> полученные для режима

полета с V" = —= 0,15, при различных углах атаки. Там же приведены значения со/?

-Д/пп, полученные при испытаниях винтов с Дсрг = —16°. Большие значения Д/пп для винтов с Д<рг = — 16° при г* = 2 объясняются меньшей средней по окружности относительной циркуляцией Г_ в концевых сечениях лопасти, Дсрг которой

Обозначения взяты из работы [1].

расчет

равна —16°, по сравнению с Г- концевых сечений лопасти, Д<рг которой равна —8е. В эксперименте было определено, что с уменьшением угла атаки и увели* чением V коэффициент Д/пп увеличивается. На фиг. 2 приведено сравнение коэффициентов Д/пп. полученных в настоящем эксперименте, с коэффициентами Д/ППг полученными расчетно-теоретическим путем по методике Л. С. Вильдгрубе.

Определение коэффициентов взаимодействия несущих винтов, расположенных по продольной схеме. Согласно [1] средний коэффициент индукции несущих винтов, расположенных по продольной схеме, определяется по формуле

'пр

лпр. з. в

+ А

пр. п. в

где /3 в и /п в — коэффициенты индукции изолированного заднего и переднего

несущего винта;

Aip. 3. В ^3. 1

д/.

пр. 3. В’

I,

пр. п.

; — 4. В +

. ДА

пр. п. в •

Фиг. 3

При ст в — ст3 в средний коэффициент индуктивного взаимодействия можно определить по формуле

Д J _ А/Пр, 3. в + А/Пр п в

'пр. ср g ’

где коэффициенты Д/пр.з.в и Д/пр.п.в определялись с помощью полученных в эксперименте зависимостей cy=f(my).

Конструктивное превышение заднего винта над передним в настоящих испытаниях было равно нулю. При углах атаки а = — 10° и —20° каждому jc* соответствовало свое значение относительного эффективного превышения, определяемое

■Ууф ~ Уконстр х sin “■

На фиг. 3 приведена зависимость Д/пр ср =

= /(3'эф). полученная по результатам эксперимента. Там же приведена такая же зависимость, определенная расчетно-теоретическим путем [1].

ЛИТЕРАТУРА

1. Баскин В. Э., Вильдгрубе Л. С., Вождаев Е. С., Майкапар Г. И. „Теория несущего винта* под редакцией А. К. Мартынова. М., „Машиностроение*, 1973.

2. Владимиров В. Н. Экспериментальная проверка возможности уравнивания крутящих моментов на валах несущих винтов модели вертолета продольной схемы в потоке аэродинамической трубы. Труды ЦАГИ, вып. 1373, 1972.

Рукопись поступила 29j VI 1973 г.