CC BY
66
2007
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Аэромеханика и прочность
№ 111
УДК 629.735.015
РАСЧЕТ СИЛЫ НАТЯЖЕНИЯ ТРОСА СИСТЕМЫ ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ ВЕРТОЛЕТА ПРИ БУКСИРОВКЕ ПОДВЕСНЫХ УСТРОЙСТВ ПО ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ С УЧЕТОМ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВНЕШНИХ ВОЗМУЩЕНИЙ
(краткое сообщение)
С.А. ПАРШЕНЦЕВ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Кублановым М.С.
В статье рассматривается модель расчета значений силы натяжения троса в системе внешней подвески с учетом влияния ветровых воздействий и волнения водной поверхности при установке вертолетом аэромобильных боновых заграждений.
Настоящая статья представляет собой вторую часть работы [4]. В тоже время она является непосредственным продолжением и обобщением на новый класс задач работы [3].
В дальнейшем здесь будем пользоваться теми же обозначениями, основными допущениями и теми же системами координат, что и в [3, 4].
При ссылках на уравнения и рисунки работы [4] будем использовать верхний индекс *.
Применительно к сформулированным выше задачам модель значений силы Т, приложенной к тросу внешней подвески (ВП), с учетом влияния внешних возмущений будем рассматривать для экспериментальной системы аэромобильных боновых заграждений (АБЗ) (рис. 1*).
При буксировке объекта (системы АБЗ, спасательного плота, катера или водосливного устройства) по водной поверхности (рис. 3*а и 5*) пилот вертолета, отклоняя ручку циклического шага (РЦШ) или общего шага (ОШ) несущего винта (НВ), должен обеспечить поддержание условия:
АТ = Тф - Тзад = 0,
где Тф - фактическая сила, действующая на трос системы "вертолет - трос ВП - буксируемый объект"; Тзад - усилие воздействия на трос системы "вертолет - трос ВП - буксируемый объект", необходимое для буксировки объекта, задаваемое пилотом при соответствующем перемещении им рычагов управления вертолетом.
Значение Тзад < Ткр, где Ткр определяется из условия обеспечения устойчивости на водной поверхности буксируемого объекта при его движении в условиях отсутствия внешних возмущений (ветра, волнения водной поверхности и т.д.), т.е. из условия V < Укр, где V - скорость буксировки объекта по водной поверхности, Vкр - критическая скорость буксировки объекта, при которой он теряет устойчивость.
В общем случае состояние системы "вертолет - трос ВП - буксируемый объект" при воздействии на нее внешних возмущений определяется системой дифференциальных уравнений вида:
х = дх/илВО,
где X = [Ух, V,, Vz, Юх, Юу, ю2]; и - управление; 1 - время; Vв - трехмерный вектор скорости ветра.
Влияние буксируемого объекта на динамику вертолета учтем с помощью зависимости ТН = Тзад, где ТН - номинальное значение силы, действующей на трос рассматриваемой системы. При этом отклонение силы Тф от ТН происходит за счет влияния на систему волнения водной поверхности и воздействия силы ветра. В свою очередь вертолет под действием ветра изменяет составляющие скорости Vx и V,, при этом происходит изменение силы Тф, действующей на буксируемый объект (рис. 1а). Необходимо отметить, что наиболее опасным является попутный ветер (+VxB) и, в частности, полет в условиях сдвига ветра (рис. 1 б).
Для вертолета попутный ветер приводит к увеличению Vx и Тф, а для буксируемого на ВП объекта - к увеличению скорости Vx и к уменьшению силы Тф на величину, равную А1Т. Таким образом, при указанных выше условиях действие на систему "вертолет - трос ВП - буксируемый объект" силы ветра и волнения водной поверхности создают ложные предпосылки развития критической ситуации, то есть возникает условие V > Vкр. Все это должно быть учтено при расчете плотностей вероятностей 'ЩАТ) и 'ЩбТ). При этом величину А1Т целесообразно отнести к методическим погрешностям измерения Тф.
+Га
Рисунок. Схема движения системы ВП вертолета в процессе раскладки АБЗ в условиях внезапного воздействия внешних возмущений: а - схема нагружения системы ВП в условиях ветровых воздействий различного направления; 1- чехол-контейнер АБЗ; 2 - боновое заграждение; 3 -замок секции АБЗ; 4 - буксировочное устройство; 5 -якорь; б - влияние воздействия попутного порыва ветра на динамику движения вертолета в процессе раскладки системы АБЗ
ЛИТЕРАТУРА
1. Готман А.Ш. Определение волнового сопротивления и оптимизация обводов судов. Ч.1. Волновое сопротивление судов. - Новосибирск: Новосиб. гос. академия водн. трансп., 1995.
2. Девятисильный А.С., Дорожко В.М., Гриняк В.М. Определение гидродинамического сопротивления по траектор-ным данным инерционного движения объекта // Журнал технической физики. - 2003. Т. 73, Вып.2. С.38 - 42.
3. Летные испытания опытного образца мобильной системы постановки боновых заграждений с вертолета Ми-8: Акт предварительных ЛИ / Нуч.-произв. объед. прим. авиации в народ. хоз. (НПО ПАНХ ГА); Руководитель Солуянов А.Н. -Краснодар, 2003.
4. Паршенцев С.А. Метод расчета силы натяжения троса внешней подвески вертолета при установке мобильной системы боновых заграждений на водной поверхности // Научный Вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. - 2006. № 97. С. 129 - 133.
MODEL OF ACTUAL VALUES OF ROPE TIGHTING FORCE OF HELICOPTER EXTERNAL SLING WHILE TOWING OF SUSPENSE DEVICES ON THE WATER SURFACE WITH ACCOUNT OF EXTERNAL DISTURBANCE EFFECT
Parshentsev S.A.
The article examines the model of actual values of rope tighting force in the system of helicopter external sling with account of wind effect of different directions and rough sea on the "helicopter-helicopter sling rope-towing object" system while enrolling airmobile slick bars.
Сведения об авторе
Паршенцев Сергей Алексеевич, 1957 г.р., окончил РКИИ ГА (1980), кандидат технических наук, начальник отдела Экспериментальных авиационных работ и летных испытаний авиационной техники ОАО НПК "ПАНХ", бортинженер-испытатель 1-го класса, автор 30 научных работ, область научных интересов - летная эксплуатация воздушных судов.
