Применение заднецентрованных лопастей.

[jivoy]

Как выяснилось все алюминиевые лопасти у автожиров имеют заднюю центровку, я заинтересовался "вопросом как же они летают?", поразмыслив пару дней я пришел к опеределенной модели, решил вынести ее на общее суждение, чтобы определить правильно ли рассуждаю.

Если мы посмотрим на конус ротора то увидим следеющее: центростремительная сила - красная, подъемная сила синяя, если теперь посмотрим на лопасть с торца (зеленая стрелка), то увидим что указанные силы (подъемная стала фиолетовой) создают кабрирующий момент, лопасть скручивается до тех пор пока жесткость кручения (разовый кружок) это не остановит, а остановит она его в том случае если приращение момента жесткости (упругость) происходит быстрее чем приращение подъемной силы при скручивании лопасти.
Чем дальше от комля лопасти - тем упругость меньше, а подъемная сила больше, поэтому ЦТ должен смещаться вперед по мере удаления от компля.
Коричневая сила появляется если загибать лопасть дугой вверх (серый контур), она приложена к ЦЖ. Если ЦЖ расположен спереди от ЦД, то получается момент на пикирование, т.е. стабилизирующий, в противном случае момент будет дестабилизирущим.

Сразу оговорюсь: ни о каком совершенствовании существующих конструкций речь не идет, все вышесказанное - это лишь попытка разобраться как работают классические ротора.

 

[gneta]

С счастью центр жесткости находится около максимальной толщины профиля.

Как выяснилось все алюминиевые лопасти у автожиров имеют заднюю центровку

Вас ввели в заблуждение, посмотрите на срез лопасти, на ее тело, цт где то  30-40% САХ.

 

[Orca]

Добавлю из своей коллекции .Данные по центровке исходных профилей : Народный           35,3%
                  Корнеевский       34,5%
                  МТО                    33,32%
                  Половинкин         37,5%      

 

[jivoy]

С счастью центр жесткости находится около максимальной толщины профиля.

Как выяснилось все алюминиевые лопасти у автожиров имеют заднюю центровку

Вас ввели в заблуждение, посмотрите на срез лопасти, на ее тело, цт где то  30-40% САХ.

А АФ 27% для 8н12, разве когда ЦТ находится позади АФ это не задняя центровка?

 

[slav]

Чтобы система стала стабильной нужна отрицательная обратная связь

Но для этого придётся применить ,,вертолётное,, решение,что сильно усложнит систему!  :-?

Не будем сюда впутывать противофлаттерные меры!  😉

 

[jivoy]

Чтобы система стала стабильной нужна отрицательная обратная связь

Но для этого придётся применить ,,вертолётное,, решение,что сильно усложнит систему!  :-?

Видимо я не до конца донес смысл:

Чтобы система стала стабильной нужна отрицательная обратная связь, т.е. для наступления равновесия должен появиться момент, который заставлял бы угол уменьшаться при приращении подъемной силы. Такая сила (коричневая) появляется в центре жесткости если лопасть начать загибать дугой вверх (серый контур),

Ни о какой компенсации взмаха системой тяг и рычагов речь не идет, под отрицательной ОС понимается сила упругости, препядствующая загибанию лопасти в дугу.

К противофлаттерным мерам это все не имеет никакого отношения.

 

[gneta]

Верно, но для лопасти важно положение фокуса относительно центра жесткости, а для самолета относительно центра тяжести.
Ведь самолет вращается вокруг ЦТ, а лопасть вокруг ЦЖ.

 

[jivoy]

а лопасть вокруг ЦЖ.

Можно поподробнее?

 

[gneta]

Прирост подъемной силы, вызывает прирост крутящего момента относительно ЦЖ. Если фокус вперед ЦЖ то момент направлен на увеличение угла атаки, если фокус сзади то наоборот. В нашем случае:
- фокус находится очень близко к ЦЖ, даже если он спереди, прирост крутящего момента минимален.
- Профиль лопасти имеет избыточную жесткость на кручение, отсюда нулевое изменение угла атаки.
Пример: На аппарат воздействует подъемная сила в 750 кг.
На одну лопасть 375кг. Допустим ЦЖ отстоит от фокуса на 1см.  Крутящий момент получится 3,75 кг/м.

 

[jivoy]

Пример: На аппарат воздействует подъемная сила в 750 кг.
На одну лопасть 375кг. Допустим ЦЖ отстоит от фокуса на 1см.  Крутящий момент получится 3,75 кг/м.

Т.е. аппарат висит на ЦЖ, и красную стрелочку на моем рисунке надо выкинуть?

 

[boris_polo]

Добавлю из своей коллекции .Данные по центровке исходных профилей : Народный           35,3%
                  Корнеевский       34,5%
                  МТО                    33,32%
                  Половинкин         37,5%

Я очень рад , что заготовка моего профиля без грузов имеет самую заднюю центровку из всего списка.
Это говорит о том, что с грузами мой профиль будет иметь самую лучшею переднюю центровку из всего списка!

 

[jivoy]

Добавлю из своей коллекции .Данные по центровке исходных профилей : Народный           35,3%
                  Корнеевский       34,5%
                  МТО                    33,32%
                  Половинкин         37,5%

Я очень рад , что заготовка моего профиля без грузов имеет самую заднюю центровку из всего списка.
Это говорит о том, что с грузами мой профиль будет иметь самую лучшею переднюю центровку из всего списка!

У профиля рус - 40.

А почему Вы решили, что передняя центровка - есть хорошо?

 

[boris_polo]

А почему Вы решили, что передняя центровка - есть хорошо?

Для автожира в отличии от вертолета передняя центровка, это прежде всего отдалить флатер, те увеличение крейсерской скорости.\

 

[boris_polo]

У рус заготовках нет возможности закрепить в носике серьезный груз , у него лобик пустой поэтому и центровка задняя.
Т.Е рус заготовки вообще не в счет.

 

[jivoy]

А почему Вы решили, что передняя центровка - есть хорошо?

Для автожира в отличии от вертолета передняя центровка, это прежде всего отдалить флатер, те увеличение крейсерской скорости.

1. Т.е. по Вашему на заднецентрованных лопостях скорость упирается во флаттер? Какой по Вашему критерий возникновения флаттера?

2. По моему мнению, на переднецентрованной лопасти при увеличении подъемной силы уменьшается угол, т.е. есть компенсация взмаха, т.е. махать такой ротор при увеличении скорости без внешнего воздействия ручкой не будет. Вы считаете иначе?

 

[boris_polo]

Все профиля с S образностью на конце , типа 8Н12 , имеют ограничение по скорости.
S образность и приближает флатер и тормозит по скорости..
Для этого и обрезают заднюю кромку, чтобы уменьшить S образность.
Передняя центровка тоже отдаляет флатер.

 

[jivoy]

Все профиля с S образностью на конце , типа 8Н12 , имеют ограничение по скорости.
S образность и приближает флатер и тормозит по скорости..
Для этого и обрезают заднюю кромку, чтобы уменьшить S образность.
Передняя центровка тоже отдаляет флатер.

Ладно, пусть все остается как есть.
По модели в первом посте есть замечания или дополнения?

 

[boris_polo]

В автжире лопасти ротора должны рассматриваться как абсолютно твердое тело не имеющее ни каких крутильных и изгибающих моментов, потому что углы установки лопастей относительно плоскости вращения ротора- постоянны.

 

[jivoy]

В автжире лопасти ротора должны рассматриваться как абсолютно твердое тело не имеющее ни каких крутильных и изгибающих моментов, потому что углы установки лопастей относительно плоскости вращения ротора- постоянны.

Для упрощенной модели, когда например требуется разобраться машет или нет переднецентрованная лопасть - да, но ротор будет абсолютно устойчивым, даже фалттера не будет. Я же хочу разобраться что является критерием устойчивости в реальном переднецентрованном роторе и кажется мне, что критерием устойчивости лопасти является ее упругость*положение ЦЖ/вес аппарата*положение ЦТ.

 

[jivoy]

Что то постоянно упоминается слово флаттер, предлагаю параллельно обсудить что это такое и откуда берется. Мое мнение такое:
флаттер - это когда подъемная сила начинает судорожно менять знак. Как это может получится: допустим лопасть летит себе в установившемся режиме и вдруг отключили подъемную силу (филетовая), лопасть под действием розового момента начинает яростно раскручиваться затем закручиваться в другую сторону, если бы она была в вакууме, то закрутилась бы ровно на тот угол, на который была закручена только в другую сторону, если окажется что этот угол отрицательный, то возникнет обратная подъемная сила, которая вместе с красной силой будет загибать лопасть вниз, пока угол опять не сменится и т.д.
На деле подъемная сила не может мгновенно исчезнуть, а исчезнуть она должная по крайней мере за 1/4 периода собственных крутильных колебаний лопасти. Поскольку у ал. лопастей собственная частота достаточно велика, то такому произойти нереально.
Сильнозаднецентрованный ротор будет очень нервный, скакать на порывах и т.д., т.е. при увеличении задней центровки ротор скорее перевернет аппарат, чем войдет во флаттер.