Сколько надо груза – это самый большой секрет производителей конкретного ротора!
(шутка)
Про вертолетные лопасти все расписано и понятно. При наличии осевого шарнира делается эффективная центровка менее 24% и все ок, флаттера нет на любых скоростях!
Эффективная – это рассчитанная по простым формулам, в каких то ветках выкладывал, если нужно выложу. При этом общая геометрическая центровка (если поставить лопасть на иголку) делается в районе 25% хорды ближе к центру давления профиля, для снижения усилий управления и устойчивости ротора. При этом в пластиковых лопастях в сечении с свинцовым грузом геометрическая центровка в районе 19%, а в типовой части около 28-30%. Раньше для определения разрезали готовую лопасть на отсеки, сейчас с CAD- программами проще. Я делал так пластиковые лопасти и для автожира, и проблем не было.
На автожирах без изменения шага на втулке ротора, лопасти закреплены жестко на кручение, поэтому граница флаттера сдвигается по скорости вперед и в рабочем диапазоне скоростей можно допустить более заднюю эффективную центровку. Но при выходе на большие запредельные скорости все равно будет флаттер, ощущается, как увеличение вибраций и визуальная рассоконусность лопастей. Теоретически рассчитать можно, но очень сложно. Из-за конструкции алюминиевого экструдера с толстой стенкой хвостовой части даже со свинцовым грузом в сечении получается 25% , а без груза в типовой части до 43%. При большой величине груза нужен сильный упор в концевой части лопасти для него от центробежки и увеличивается общая центробежка лопасти, что проблематично в ресурсе заделки. Наверное, имеет смысл делать груз составным (т.к. хрупкий на изгиб) из вольфрамовых прутков, как самого доступного из тяжелых материалов. Про обедненный уран не будем обсуждать, хотя в авиации для противовесов используется.
Конкретно по величинам грузов в экструдере лучше брать информацию у производителей ротора из практического опыта эксплуатации об отсутствии флаттера при максимально допустимой скорости в снижении на похожих по нагрузке и скоростям одноместниках. И на основании их данных можно для облегчения лопасти менять стальной груз на свинец или вольфрам, при условии обеспечении минимальной эффективной безопасной центровки. Можно методом тыка и самому, но рискованно, флаттер может развиться энергично и лопасть в полете разрушится.