Тут время от времени всплывает вопрос, какая центровка должна быть у приличной лопасти ротора. Кой-какие комментарии насчет этого во избежание недоразумений:
У лопасти есть центр тяжести (ЦТ), центр жесткости (ЦЖ) и фокус подъемной силы. По размаху лопасть обычно имеет неодинаковую структуру (например, балансировочные грузики в законцовке, вставки в комлевой части для обеспечения крепления к коромыслу, дополнительные грузы для балансировки по хорде).
Частым заблуждением является утверждение о том, что для предотвращения флаттера лопасти ЦТ по хорде непременно должен находиться вблизи отметки 25% (для большинства профилей, в частности, для 8Н12). На самом деле это условие было бы необходимо, если лопасть была закреплена к коромыслу шарнирно и могла бы вращаться по углу установки.
Но лопасть имеет собственную жесткость на кручение, поэтому, если ее заделка к коромыслу обеспечивает определенную жесткость на кручение, то такой уж однозначной необходимости подтаскивать центровку к 25% нет. Более того, на экструдерных лопастях обеспечить подобную центровку по хорде можно только существенно утяжеляя ротор. Но экструдерные лопасти сами по себе довольно жесткие (конечно, при правильном выборе структуры самого экструдера - перемычки, толщины и т.д.), поэтому, если обеспечить их жесткую заделку к коромыслу, то они будут жить и с изрядно задней центровкой.
Большинство известных экструдерных роторов (RotorHawk, Fleck, AirCopter и т.д.) имеют центровку по хорде в районе 31-33% и этого вполне достаточно.
Для понимания этого факта стоит посмотреть на лопасти воздушных винтов - требования по флаттероустойчивости там такие же, но с центровкой особо бороться нет необходимости из-за высокой крутильной жесткости самой лопасти и ее заделки в ступицу. Лопасть ротора такой жесткости, конечно, иметь не может, но частично все-таки использует крутильную жесткость, поэтому нет необходимости непременно стремиться к этим 25%. Любая конструкция - всегда разумный компромисс.
На фото - результаты сертификационных замеров лопасти ротора AirCopter, проходившего испытания в составе автожира МТ-03.
Три разные цифры обозначают центровку элемента лопасти без груза, с только передним грузом, и с двумя грузами.
В лопасти эти грузы распределены, конечно, не по всему размаху. Как именно - не скажу, т.к.на это нет согласия изготовителя ротора. Но могу сказать, что в пересчете на всю лопасть центровка по хорде составляет в данном случае 31.3%.
У немецких лопастей цифра практически такая же.
Кое-где можно встретить утверждения о том, что устойчивость лопасти по флаттеру является ограничителем максимальной скорости аппарата. Это ошибка. На перегрузках, как известно, ротор увеличивает обороты пропорционально корню квадратному из перегрузки. Таким образом, при вводе аппарата в координированный вираж даже с креном 60, где перегрузка равна 2, обороты ротора вырастут в 1.4 раза. Соответственно, при этом скорость наступающей лопасти заметно превысит значения, достигаемые при максимальной скорости полета. Т.е. если бы рост скорости аппарата мог привести к флаттеру лопасти, то этот флаттер возникал бы на виражах. Однако этого не происходит (конечно, это касается только правильно спроектированных и изготовленных роторов).
Реально же ограничение максимальной скорости полета (если тяги - с запасом) связано с увеличением с ростом скорости асимметрии подъемной силы на наступающей и отступающей лопастях. Для компенсации этой разницы качельный ротор увеличивает маховый угол. Именно достижение предельных величин махового угла и ограничивает максимальную скорость полета АЖ с качельным ротором. Для качельного ротора диаметром 8 метров эта цифра составит порядка 230 кмч. На сегодня официальный мировой рекорд - 207 кмч с копейками, хотя неофициально он многократно превышался на коротких участках самыми разными аппаратами.
На автожире Calidus с ротором 8.4 метра я несколько раз разгонялся в горизонтальном полете до 196 кмч по прибору, что, согласно тарировке УС, соответствует примерно 201 кмч. Это со 100-сильным двигателем. Был бы 115-сильный - было бы заметно больше. Каких-либо излишних вибраций при этом не наблюдалось.
![[=Djeki =]](/data/avatars/m/5/5385.jpg?1582011617){kind=avatar}
И это не по поводу инерционного запаздывания маховых колебаний лопастей. (с этим мы уже разобрались)
