Автожир с возможностью прыжкового взлета.

[Orca]

Чесно признаюсь и у меня была такая задумка , поместить винт в тунель, но постепенно я от этого отказался. В начале 90 годов в ыходила в печать тонюсенькая книжонка про дельтопланы и мотодельтопланы . Кажеться издательство было "НАУКА" . Так вот в конце книги была приведена методика расчета отунелованного винта . Я даже прогу тогда писал на Бейсике для расчета .Жаль только в настоящее время вся информация утрачена. Может у форумчан что - нибудь сохранилось.  Обложка была мягкая и синего цвета. 🙂

 

[Leon CX]

винт в тунеле тема интересная, но напрямую не касающаяся прыгающего автожира - оставим ее на десерт...

Володя,

я вот что давно хотел спросить - какой у гол установки планируется для какого режима
0 или 1 для раскрутки
? Робочий режим (авторотация)
4 или 5 для прыжка

Если проблемы с управляющим гидроцилиндром (всякое бывает, утечки, поломки и т.д.) - предусмотрен ли у тебя механизм
фиксации шага на авторотацию (аварийная фиксация шага) ?

Еще - какой максимальный расчетный взмах лопасти у твоего ротора ?

 

[Orca]

винт в тунеле тема интересная, но напрямую не касающаяся прыгающего автожира - оставим ее на десерт...

Володя,

я вот что давно хотел спросить - какой у гол установки планируется для какого режима
0 или 1 для раскрутки
? Робочий режим (авторотация)
4 или 5 для прыжка

Если проблемы с управляющим гидроцилиндром (всякое бывает, утечки, поломки и т.д.) - предусмотрен ли у тебя механизм
фиксации шага на авторотацию (аварийная фиксация шага) ?

Еще - какой максимальный расчетный взмах лопасти у твоего ротора ?

Леонид, начну с последнего: Втулка имеет угол конусности ротора 4градуса, он заложен сразу при проектировании и обеспечиваеться фиксированым расположением осевых шарниров. Компенсатор взмаха будет обеспечивать угол взмаха в пределах 2-х градусов.
При отказе гидравлики специальная пружина будет возвращать лопасти в минимальный установочный угол( минимальный шаг) , увеличивая таким образом запас самовращения ротора. При проверке на соконусность и балансировке , я крутил ротор до 200 оборотов в минуту при установочном угле 1,5 град. , когда добавлял шаг обе лопасти совершали махи вверх за счет своей гибкости. По поводу рабочих установочных углов я проводил расчеты на финском калькуляторе для автожиров, удовлетворительные результаты получил при массе 300 кг угол должен быть 5-6 градусов. Дело в том , что втулка позволяет за счет изменения длины поводков слегка менять эти углы . Я думаю что реально зто можно выяснить только в ходе дальнейших испытаний 🙂

 

[Leon CX]

винт в тунеле тема интересная, но напрямую не касающаяся прыгающего автожира - оставим ее на десерт...

Володя,

я вот что давно хотел спросить - какой у гол установки планируется для какого режима
0 или 1 для раскрутки
? Робочий режим (авторотация)
4 или 5 для прыжка

Если проблемы с управляющим гидроцилиндром (всякое бывает, утечки, поломки и т.д.) - предусмотрен ли у тебя механизм
фиксации шага на авторотацию (аварийная фиксация шага) ?

Еще - какой максимальный расчетный взмах лопасти у твоего ротора ?

Леонид, начну с последнего: Втулка имеет угол конусности ротора 4градуса, он заложен сразу при проектировании и обеспечиваеться фиксированым расположением осевых шарниров. Компенсатор взмаха будет обеспечивать угол взмаха в пределах 2-х градусов.
При отказе гидравлики специальная пружина будет возвращать лопасти в минимальный установочный угол( минимальный шаг) , увеличивая таким образом запас самовращения ротора. При проверке на соконусность и балансировке , я крутил ротор до 200 оборотов в минуту при установочном угле 1,5 град. , когда добавлял шаг обе лопасти совершали махи вверх за счет своей гибкости. По поводу рабочих установочных углов я проводил расчеты на финском калькуляторе для автожиров, удовлетворительные результаты получил при массе 300 кг угол должен быть 5-6 градусов. Дело в том , что втулка позволяет за счет изменения длины поводков слегка менять эти углы . Я думаю что реально зто можно выяснить только в ходе дальнейших испытаний 🙂

По рассчетам:
Володя, слушай это рассчетные величины или тебе насоветовали верталетчики (конус 4 и +/- 2 градуса взмах при 0-5градусах шаг) ,
Учитывал ти ты изменение угла установки лопасти при взмахе когда выходил на значение 2градуса…что будет при превышении 2х градусов в полете ?
Кстати (к вопросу учета изменения шага при взмахе) ты считал или проверял на сколько изменится угол установки лопасти при взмахе на +2 ? -2 ?

По конструкции:
Какие подшипники ты организовал га ГШ и ОШ ? Скольжения или качения. Если качения то шариковые или роликовые ?
И еще - как ты организовал упор в ОШ - это очень ответственный узел воспринимабщий до 4-8 тон нагрузок (особенно на маневрах) ?

О жизни:
Я конструирую трехлопастную втулку из рассчета -4:+10 градусов на шаг и +/- 12 градусов на взмах, но без конуса - конус ротор сам себе найдет….черт его знает правильно, неправильно ? Рассчеты надо проводить….програмам чужим я полностью не доверяю, а свою мат модель времени никак не организовать в MathCad…но ничего, все паралельно - и конструирование и рассчет - потом подправлю модель в SolidWorks-е согласно рассчета….

 

[Orca]

Угол конусности легко посчитать графическим способом: начерти в масштабе из одной точки два вектора , один будет от центробежки и находиться в горизонтальной плоскости , а другой от части подьемной силы приходящейся на одну лопасть . Длины векторов должны быть в масштабе . Соедени концы векторов , получиться треугольник , самый маленький угол в нем - это угол конусности 😉 . Махи тоже поддаються расчету когда определены силы действующие в плоскости ротора и коэф. компенсации. Писать долго , глянь это в литературе , к примеру у Братухина "Автожиры теория и расчет".
Для ГШ использовал втулки скольжения с возможностью легко обслуживать и щприцевать ЦИАТИМом , для ОШ  был разработан подшипниковый узел на подшипниках качения , причем осевую нагрузку воспринимает только подшипник упорный, а радиальные нагрузки ( от свеса лопасти и эксплуатационные) на два радиальных подшипника.
Теперь про упор в ОШ : на фото ты видишь вилку проходящую сквозь узел ОШ , к ней с одной стороны крепиться лопасть , а на другой стороне выточена канавка в которую входят два сухарика ;D зафиксированные чашечной гайкой. Если открутить эту гайку , и извлеч сухари , то лопасть можно вытащить из втулки ротора вместе с осью ОШ и обслуживать подшипники ОШ ( набить ЦИАТИМом с бисульфидом молибдена). Вот вроде ничего не забыл. Я в сети недавно и вот только сегодня нарыл инфу про прыгающий автожир разработаный в МАИ назывался 205 .Там втулка слегка похожа на мою , тоже поводки сверху к лопастям приходят.

 

[Orca]

TNVD смотри почту 🙂

 

[Leon CX]

Угол конусности легко посчитать графическим способом: начерти в масштабе из одной точки два вектора , один будет от центробежки и находиться в горизонтальной плоскости , а другой от части подьемной силы приходящейся на одну лопасть . Длины векторов должны быть в масштабе . Соедени концы векторов , получиться треугольник , самый маленький угол в нем - это угол конусности 😉 . Махи тоже поддаються расчету когда определены силы действующие в плоскости ротора и коэф. компенсации. Писать долго , глянь это в литературе , к примеру у Братухина "Автожиры теория и расчет".
Для ГШ использовал втулки скольжения с возможностью легко обслуживать и щприцевать ЦИАТИМом , для ОШ  был разработан подшипниковый узел на подшипниках качения , причем осевую нагрузку воспринимает только подшипник упорный, а радиальные нагрузки ( от свеса лопасти и эксплуатационные) на два радиальных подшипника.
Теперь про упор в ОШ : на фото ты видишь вилку проходящую сквозь узел ОШ , к ней с одной стороны крепиться лопасть , а на другой стороне выточена канавка в которую входят два сухарика ;D зафиксированные чашечной гайкой. Если открутить эту гайку , и извлеч сухари , то лопасть можно вытащить из втулки ротора вместе с осью ОШ и обслуживать подшипники ОШ ( набить ЦИАТИМом с бисульфидом молибдена). Вот вроде ничего не забыл. Я в сети недавно и вот только сегодня нарыл инфу про прыгающий автожир разработаный в МАИ назывался 205 .Там втулка слегка похожа на мою , тоже поводки сверху к лопастям приходят.

Володя, будь все так просто...особенно о "махах"…ты подтвердил мои мысли - в лоб не выйдет, надо мат модель создать и все просчитать…и потом еще пару градусов оставить, так, на непросчитанные моменты (разгрузки и перегрузки ротора на маневрах)….(я всеравно не верю, что 4плюс-минус2 есть гуд, ты уж извини - но тут именно то место где "истина дороже"). Братухина я уже начал на изусть учить….

О подшипниках более менее понятно.

Упор в ОШ - да уж….не нравится мне извлекаемая вилка - как бы не "самоизвлеклась" в полете…это так, мысли в слух - у меня будет по другому - в случае поломок, все должно заклинить в положении "авторотация"...

По МАИ 205 может Владимир Павлович чем то поделится (тот что Лапшин тут на форуме и по жизни тоже Лапшин Владимир Павлович).

 

[Lapshin]

Угол конусности легко посчитать графическим способом: начерти в масштабе из одной точки два вектора , один будет от центробежки и находиться в горизонтальной плоскости , а другой от части подьемной силы приходящейся на одну лопасть . Длины векторов должны быть в масштабе . Соедени концы векторов , получиться треугольник , самый маленький угол в нем - это угол конусности 😉 . Махи тоже поддаються расчету когда определены силы действующие в плоскости ротора и коэф. компенсации. Писать долго , глянь это в литературе , к примеру у Братухина "Автожиры теория и расчет".
Для ГШ использовал втулки скольжения с возможностью легко обслуживать и щприцевать ЦИАТИМом , для ОШ  был разработан подшипниковый узел на подшипниках качения , причем осевую нагрузку воспринимает только подшипник упорный, а радиальные нагрузки ( от свеса лопасти и эксплуатационные) на два радиальных подшипника.
Теперь про упор в ОШ : на фото ты видишь вилку проходящую сквозь узел ОШ , к ней с одной стороны крепиться лопасть , а на другой стороне выточена канавка в которую входят два сухарика ;D зафиксированные чашечной гайкой. Если открутить эту гайку , и извлеч сухари , то лопасть можно вытащить из втулки ротора вместе с осью ОШ и обслуживать подшипники ОШ ( набить ЦИАТИМом с бисульфидом молибдена). Вот вроде ничего не забыл. Я в сети недавно и вот только сегодня нарыл инфу про прыгающий автожир разработаный в МАИ назывался 205 .Там втулка слегка похожа на мою , тоже поводки сверху к лопастям приходят.

Володя, будь все так просто...особенно о "махах"…ты подтвердил мои мысли - в лоб не выйдет, надо мат модель создать и все просчитать…и потом еще пару градусов оставить, так, на непросчитанные моменты (разгрузки и перегрузки ротора на маневрах)….(я всеравно не верю, что 4плюс-минус2 есть гуд, ты уж извини - но тут именно то место где "истина дороже"). Братухина я уже начал на изусть учить….

О подшипниках более менее понятно.

Упор в ОШ - да уж….не нравится мне извлекаемая вилка - как бы не "самоизвлеклась" в полете…это так, мысли в слух - у меня будет по другому - в случае поломок, все должно заклинить в положении "авторотация"...

По МАИ 205 может Владимир Павлович чем то поделится (тот что Лапшин тут на форуме и по жизни тоже Лапшин Владимир Павлович).

Эту втулку я и нарисовал.Работает она следующим образом.Комель каждой лопасти заделан на наконечник,заканчивающийся пальцем,который вставляется в сферический шарнир,размещенный на корпусе втулки.Для восприятия центробежных сил оба наконечника связаны между собой пакетами из тонких титановых пластинок,образующих торсион,позволяющий лопастям совершать взмахи и изменять шаг.Поводки сверху идут от расположенного над втулкой автомата перекоса,управляемого тягами общего и циклического шага,проходящими внутри вала НВ.
Достаточно?

 

[Leon CX]

Эту втулку я и нарисовал.Работает она следующим образом.Комель каждой лопасти заделан на наконечник,заканчивающийся пальцем,который вставляется в сферический шарнир,размещенный на корпусе втулки.Для восприятия центробежных сил оба наконечника связаны между собой пакетами из тонких титановых пластинок,образующих торсион,позволяющий лопастям совершать взмахи и изменять шаг.Поводки сверху идут от расположенного над втулкой автомата перекоса,управляемого тягами общего и циклического шага,проходящими внутри вала НВ.
Достаточно?

Да, достаточно, чтобы понять всю глубину замысла. Владимир Павлович - долго ли титановый торсион протянул ?
....сверический шарнир...титановый торсион...теперь понятно почему программу закрыли  ;D я шучу Владимир Павлович, просто както необычно слышать о титановом торсионе...материал, скажем так, не очень для торсиона подходящий....

 

[Lapshin]

просто както необычно слышать о титановом торсионе...материал, скажем так, не очень для торсиона подходящий....

Да ну??? Ну-ка,ну-ка,будьте любезны,просветите меня - какие именно критерии служат мерилом "подходящести "материала для торсиона;и каким именно из них не соответствует титановый лист.
А я-то,дурак,четверть века считаю титан одним из лучших материалов для упругих элементов - пружин,рессор,торсионов.
И на старуху,говорят,бывает проруха.
А сферический шарнир да - это венец технологической мысли,достойный применения лишь в самых продвинутых проектах.Стоит аж три евро за штуку.
Насчет "долго ли протянул титановый торсион" - он Вас переживет,батенька
P.S. А построение домыслов насчет чужих программ и причин их открытия и закрытия - Вам самому кажется совершенно правильным поведением?Или сочли,что досужее бла-бла-бла на этот счет развлечет публику?На самом деле вряд ли поверхностные слухи,пусть и о многом,дают право судить о тех,кто делает что-то не только языком.

 

[Leon CX]

А я-то,дурак,четверть века считаю титан одним из лучших материалов для упругих элементов - пружин,рессор,торсионов.

Владимир Павлович, титан НЕ является упругим металлом.

 

[Lapshin]

А я-то,дурак,четверть века считаю титан одним из лучших материалов для упругих элементов - пружин,рессор,торсионов.

Владимир Павлович, титан НЕ является упругим металлом.

А золото - драгоценным.
Спасибо за внимание -вам виднее.

 

[Leon CX]

А я-то,дурак,четверть века считаю титан одним из лучших материалов для упругих элементов - пружин,рессор,торсионов.

Владимир Павлович, титан НЕ является упругим металлом.

А золото - драгоценным.
Спасибо за внимание -вам виднее.

Владимир Павлович, да хрен с ней, с упругостью, и фактом что титан не терпит циклических динамических знакопеременных нагрузок, и хрен с его плохими фрикционными качествами и фактом что набор пластин в титановом торсионе будет офегительно нагреваться если фообще удастся согнуть подобный торсион….

Все это мои гипотезы - я не специалист, Вам виднее….Лапшин сказал работает значит работает, мне Вам недоверять нет основания. И не воспринимайте мои шутливые посты на счет 205го в Ваш адрес персонональными - этот форум не место для роспрей  ;D

 

[Orca]

Владимир Павлович, спасибо за описание вашей конструкции втулки. Чесно я в восторге и склоняю голову над этим оригинальным  решением , над элегантностью самой идеи. Я тоже рассматривал вариант торсионного подвеса лопастей на эластамерных элементах. Покупал холоднокатанную стальную ленту  толщиной 0.5 мм из легированной стали (марку уже не помню) она шла для изготовления шрифтоносителей для принтеров методом травления шрифта и последующей эл.лучевой сваркой в бесконечный обруч. Также методом травления мне изготовили элементы будущего торсиона а потом на заводе СК залили пакет бутадиеновым каучуком .К сожалению мне его порвали на изгибно крутильных колебаниях во время испытаний . В общем я не владел методикой расчета таких конструкций и пришлось от этой идеи отказаться в пользу подшипников 🙂 .Хотя эластомерный торсионный подвес лопастей до сих пор вызывает симпатию . 🙂

 

[Leon CX]

Для пользы дела кое-какие комментарии к этой картинке.

Основной график, который нас интересует - это красная линия, отображающая зависимость скороподъемности от скорости при заданных тяге, полетном весе, диаметре ротора и особенностях конфигурации АЖ.
Картинка приведена для двухместного тандема типа "Доминатор" при максимальном полетном весе с двигателем ~ 80 л.с.
Точка, в которой красная линия пересекается с осью абсцисс в левой части, показывает минимальную скорость горизонтального полета. Верхняя точка - максимальная скороподъемность на оптимальной скорости на взлетном режиме.
Изменяя параметры конфигурации аппарата, мощность СУ, полетный вес, высоту полета и т.п. можно наглядно видеть, какие происходят изменения в возможностях аппарата.
График оборотов ротора можно не рассматривать, он далек от реальности для современных роторов.
Программа эта не идеальна, но помогает понять, как и от чего зависят летные характеристики АЖ.

Орка, я не вполне уверен что финский калькулятор тебе или мне сильно поможет - так как в нем не учитывается цыклическое изменение шага НВ….

Может ктото из форумчан знает где описана теория подобного НВ в доступном виде для переноса в математические пакеты для дальнейших инженерных рассчетов ?

 

[Orca]

TNVD , ты что хочешь посчитать , картину распределения подъемнои силы по азимутам  😱 . Это задача для диссертации , а финский калькулятор действительно усредняет все параметры . Я так понимаю ,это инструмент для пробных прикидок  🙂 в смысле : вписываюсь я в среднестатистические параметры для летающих аппаратов или нет. Он к примеру неучитывает скорость встречного ветра и её влияние на тягу ротора ;D . Последний твой пост на мыле несмог прочитать , мой браузер непаддерживает такой шрифт , попробую войти с другого компа , но это позже.

 

[Leon CX]

TNVD , ты что хочешь посчитать , картину распределения подъемнои силы по азимутам  😱 . Это задача для диссертации , а финский калькулятор действительно усредняет все параметры . Я так понимаю ,это инструмент для пробных прикидок  🙂 в смысле : вписываюсь я в среднестатистические параметры для летающих аппаратов или нет. Он к примеру неучитывает скорость встречного ветра и её влияние на тягу ротора ;D . Последний твой пост на мыле несмог прочитать , мой браузер непаддерживает такой шрифт , попробую войти с другого компа , но это позже.

Посмотрим, Орка, посмотрим что я пытаюсь и что удастся 🙂

Я копию письма скинул тебе на личнкю почту - картинки на яндекс. Пиши.

 

[Leon CX]

Мой калькулятор показывает, что в режиме самовращения  300 кг подъемной силы для такого ротора получится на оборотах n=450-460, да и то - с осторожным оптимизмом.

Акробат, Володя,
Следуя Братухину и теории Глауэрт-Лока:

Первое: гипотеза о том что индуктивная скорость равномерно расспределена по кругу диска - вносит существенные погрешности. Нет ли современного подхода к более точному расчету индуктивной скорости. По идее если теория по автожирам заглохла, то теория по верталетам развивается (я с ней пока не знаком…)

Второе: при увеличении скорости полета углы а-ноль и б-ноль увеличиваются, и как следствие увеличивается угол бета (взмаха). Кроме всех остальных сил на угол взмаха существенно влияет инерционная сила взмаха….я это к чему ? А к тому что при использовании вертолетного подхода (или втулки как у тебя, Володя) где циклически меняется угол установки лопасти теоретически на тот же флаппер можно "наступить" при большей скорости полета (так как циклическое изменение угла уменьшает угол взмаха).

Короче говоря теоретически достижимая максимальная скорость апарата на тех же лопастях но с двумя разнымы втулками (втулка качели и
втулка качели с циклически изменяемым шагом) будет разной, причем большей со втулкой "верталетного" типа…у когото есть даные сравнения максимальной скорости апарата от типа втулки ?

Акробат - ты упомянул "мой калькулятор" на какой мат модели базируется он ? Подход Глауэрта-Лока ?

 

[Orca]

TNVD . У меня нет данных по возможным макс. скоростям в зависимости от конструкции втулки , хотя я помню что был аппаратик с макс . скоростью полета 190 км/ч. Если хочешь поищу его данные. По поводу условий возникновения флаттера процитирую Д. И. Базова : ....Компенсатор взмаха способствует возникновению флаттера. Чем больше коэф. компенсации, тем меньше критическое число оборотов флаттера. У большенства втулок К=0,5. При большей величине этого коэфф. критическое число оборотов флаттера уменьшаеться до оборотов эксплуатационного диапазона. Критическое число оборотов флаттера зависит от скорости полета: при увеличении скорости увеличиваеться результирующая скорость обтекания лопасти в азимуте 90 гр. ,  а это способствует возникновению флаттера.
По поводу индуктивной скорости  ;D какая тебе разница как она распределена , она всегда будет находиться в пределах ометаемой площади ротора и усреднена этой площадью .

 

[Leon CX]

TNVD . У меня нет данных по возможным макс. скоростям в зависимости от конструкции втулки , хотя я помню что был аппаратик с макс . скоростью полета 190 км/ч.

190 не рекорд - вот недалеко как о 300 "с попутными струями" говорится

Д. И. Базов : ....Компенсатор взмаха способствует возникновению флаттера. Чем больше коэф. компенсации, тем меньше критическое число оборотов флаттера. У большенства втулок К=0,5. При большей величине этого коэфф. критическое число оборотов флаттера уменьшаеться до оборотов эксплуатационного диапазона.

А ПОЧЕМУ Базов не указал...вроде как взмах уменьшается, сечение лопасти уменьшается сопротивление тоже -  а флаттер увеличивается...сранно не так ли ? кто-то объяснит ?