Про роторы.

[JonSu]

ОК. Давайте.

Вот, из книги Братухина "Автожиры, теория и расчет" . 1934 г.
Выписал для себя некоторые тезисы.
Без формул.
Может кому пригодиться?

"...§ 12. Выбор параметров и влияние их на характеристики ротора.
Качество ротора и коэффициента подъемной силы зависят, …от следующих параметров:
[ch948] - среднего профильного сопротивления;
А - тангенса угла наклона кривой Су по [ch945] для профиля лопасти;
k - коэффициента заполнения;
[ch920] - угла установки лопасти;
[ch947] - отвлеченной величины

…При аэродинамическом расчете ротора приходится делать выбор А и [ch948] по характеристике профиля лопасти. Не вполне удачный выбор этих величин может привести к ошибке в определении характеристик ротора.
Выбор параметра А для данного профиля лопасти можно сделать довольно легко по графику Сy по [ch945] для профиля ... . Величина А для всех теоретических профилей согласно теории крыла в плоскопараллельном потоке равна "пи", для действительных профилей она будет меньше.
…Так, например, для профиля "Геттинген 429" величина А = 3. … небольшая ошибка в определении А не скажется значительно на характеристике ротора…."

 

[JonSu]

"...Гораздо менее определенен выбор [ch948] коэффициента среднего профильного сопротивления, а между тем он, … сильно влияет на качество ротора. При выборе [ch948] надо исходить, прежде всего, из того, что он должен быть больше коэффициента лобового сопротивления профиля на малых углах атаки, т.к. коэффициент [ch948] должен учесть увеличение лобового сопротивления на лопасти, движущейся попятно, когда угол атаки, … на некотором участке может быть очень большим и когда имеем срыв струи.
Коэффициент [ch948] … можно брать приблизительно на 50% больше коэффициента лобового сопротивления, соответствующего малым углам атаки профиля…
…У большинства существующих автожиров лопасти имеют профиль "Геттинген 429" и для него средний коэффициент профильного сопротивления брать [ch948]=0,006….(Фиг.65)..."

 

[JonSu]

"...Влияние угла установки (лопасти) [ch920] на качество и Су ротора значительно. Чем больше [ch920], тем больше и качество, но увеличению [ch920] есть предел, определяемый запасом авторотации…
В практике употребительные углы установки лопасти ротора – от 2 до 3 град. Выше этих значений идти не следует, так как не смотря на то, что для лопастей обычно берется профиль с постоянным центром давления ….., все же закручивание лопасти не исключено и концы ее могут получить вместе с закруткой угол установки, нежелательный с точки зрения авторотации. (фиг.67)..."

 

[JonSu]

"...Коэффициент заполнения k влияет на качество незначительно …но Су ротора, в особенности на малых углах прямо пропорционален k. (Фиг.68)
Число оборотов ротора в минуту при том же угле атаки и той же поступательной скорости с уменьшением коэффициента заполнения увеличивается..."

 

[JonSu]

"...§ 4. О выборе диаметра и коэффициента заполнения ротора при проектировании автожира.
Если при проектировании автожира имеются в виду его основные характерные качества, как то: крутой угол посадки и низкая минимальная скорость горизонтального полета без снижения, то выбор диаметра ротора нужно делать, задавшись такой нагрузкой w на единицу поверхности ометаемого диска ротора, при которой вертикальная скорость крутой посадки была бы безопасна. Величины нагрузки на ометаемую ротором поверхность порядка w = 8 - 10 (кг/м2) удовлетворяют этому условию (в существующих машинах нагрузка лежит в этих пределах).
…Коэффициент заполнения ротора можно выбирать, исходя из максимальной горизонтальной скорости, которую можно получить при данной мощности. Максимальные скорости горизонтального полета автожира ограничиваются нагрузкой на единицу сметаемой ротором поверхности и коэффициентом заполнения…
… чем меньше k, тем больше максимальная скорость. С уменьшением k растет немного также и качество ротора; но уменьшать k можно только до известного предела из соображений прочности лопасти, так как при малом коэффициенте заполнения получаются очень малая хорда и малая высота сечения лопасти (обычно относительную толщину профиля берут равной 10 - 13%), так как при большей величине качество его ухудшается .
Мало влияя на качество ротора на углах атаки, при которых происходит горизонтальный полет с минимальными скоростями без снижения, коэффициент заполнения сильно влияет на Су ротора (фиг. 68), а стало быть, и на минимальные скорости горизонтального полета (чем больше k, тем меньше минимальная скорость).
… для повышения максимальных горизонтальных скоростей автожира можно увеличивать w, но большое увеличение w может привести к потере основных летных достоинств автожира - крутых посадок, малых посадочных скоростей и малых горизонтальных скоростей без снижения…
     … Уменьшать k можно еще путем уменьшения числа лопастей, например, с 4 до 3. Двухлопастные роторы применять не рекомендуется, так как они могут не обеспечить плавной работы ротора..."

 

[JonSu]

"...§ 13. Сравнение ротора автожира и крыла самолета.

На (фиг. 70) даны характеристика ротора, имеющего параметры
А = 3,
[ch948] = 0,006,
[ch947] = 10,
[ch920] = 2[ch730],
k=1,0
и характеристика монопланного крыла, имеющего размах, равный диаметру ротора, и относительное удлинение [ch955] = 6. Крыло имеет тот же профиль что и лопасть ротора автожира (Геттинген 429),причем коэффициент подъемной силы крыла в целях сравнения отнесен к площади круга отметаемого ротором.
Приблизительное значение индуктивного сопротивления, отнесенного к Сy …будет одинаково для обеих несущих поверхностей ...
...Из сравнения характеристик ротора и крыла следует.
Максимальное качество ротора меньше максимального качества крыла более чем в 2 раза, благодаря чему автожир хуже самолета в скороподъемности и в потолке.
В пояснение того, что максимальное качество ротора должно быть меньше, чем максимальное качество крыла, можно привести следующие соображения.
У крыла при некоторых углах атаки результирующая аэродинамическая сила наклонена вперед от перпендикуляра к хорде крыла, тогда как у ротора на всех углах атаки результирующая аэродинамическая сила наклонена от оси ротора назад..."

 

[JonSu]

"...§ 3. Собственная устойчивость автожира.
Благодаря шарнирному креплению лопастей ротора автожиру присуща собственная статическая устойчивость в форме маятниковой устойчивости, проявляющаяся в особенности при крутых спусках. Действительно, результирующая аэродинамических сил всегда проходит через втулку ротора, которую можно рассматривать как точку привеса для всего автожира. Центр тяжести автожира лежит под втулкой, отстоя от нее по высоте довольно значительно (например, у 2-ЭА расстояние между втулкой и ц. т. равно 1,5 м)…

Стоит отметить, что автожир менее чувствителен в полете на малых скоростях к порывам ветра, чем самолет, в силу не только своей устойчивости, но и того факта, что относительные скорости, а стало быть, и силы у лопасти ротора изменяются меньше от порыва ветра, чем у крыла самолета, потому что относительные скорости (при одинаковой скорости полета) у сечения лопасти ротора автожира в среднем больше, чем у крыла самолета..."

1934г.

 

[Drunia]

Благодаря шарнирному креплению лопастей ротора автожиру присуща собственная статическая устойчивость в форме маятниковой устойчивости, проявляющаяся в особенности при крутых спусках. Действительно, результирующая аэродинамических сил всегда проходит через втулку ротора, которую можно рассматривать как точку привеса для всего автожира. Центр тяжести автожира лежит под втулкой, отстоя от нее по высоте довольно значительно (например, у 2-ЭА расстояние между втулкой и ц. т. равно 1,5 м)…

Тогда уместно будет спросить- " на каком расстоянии должен находиться шарнир по тангажу от оси качельного болта ротора?... :-?

 

[JonSu]

К сожалению, вопрос не очень понятен.
Вот втулка двухместного Доминатора.
Если посмотреть спереди, есть еще смещение вбок оси вращения от плоскости аппарата.

 

[Анатолий 32]

Стоит отметить, что автожир менее чувствителен в полете на малых скоростях к порывам ветра, чем самолет, в силу не только своей устойчивости, но и того факта, что относительные скорости, а стало быть, и силы у лопасти ротора изменяются меньше от порыва ветра, чем у крыла самолета, потому что относительные скорости (при одинаковой скорости полета) у сечения лопасти ротора автожира в среднем больше, чем у крыла самолета..."

Это можно проще сказать ,вся система просто не успевает среагировать на  внешние возмущения,в виду своей инерциальности (задержки в управлении ) коими обладают все винтокрылы)...а далее т.е ..ну и то о чем вы написали.. :🙂

 

[[=Djeki =]]

Вот я в раздумьях про балансировку ротора -
По скольку я получается сам буду конструировать себе ротор из лопастей rus , то возникает вопрос - как грамотней отбалансировать конус.
Всеволод советовал устанавливать угол атаки 2градуса и обрезать хвостик - так ротор ведёт себя стабильнее. Я резать хвостик не хочу и поэтому всерьёз приглядываюсь к регулировке ротора от РоторХавк. А там установочный угол в 1,5градуса.
Собственно я вот о чём - Высота расположения качельного болта должна быть на уровне центра массы лопасти. Высота расположения центра массы лопасти в полёте зависит от установочного угла атаки, конусности хаббара, рабочих оборотов ротора, массы лопасти, расположение и вес ПФГ. По скольку мною будет производится регулировка практически с нуля, то примерно изначальное расположение по высоте качельного болта я найти смогу, но потом будут производится кориектировочные действия. Всязи с этим собственно сам вопрос -
Имеются ли допустимые погрешности в таком виде регулировки?

 

[Сер]

Сегодня летал крайний раз в этом году,при очистке ротора пропустил мааленькую каплю сверху и тоже погрузился в раздумья!

 

[rus]

Имеются ли допустимые погрешности в таком виде регулировки? 

Когда облетывали "Желтенький" автожир Скай вовы мы использовали не только ротор RUS, но и DRAGON WINGS.
Смотри полет его с этим ротором:
http://rutube.ru/tracks/3596697.html
Но самое интересное: кубик ротора Dragon Wings около 90 мм, а ротора RUS 50 мм.
Мы поступили просто просверлили внизу кубика 90 мм отверстие на уровне 50 мм! Т.е. высоту, о которой вы так беспокоитесь сделали в два раза ниже и все летало очень не плохо! Вот и смотри с какой точностью можно эту высоту выбирать!
А как выглядело это смотри на фото - кубик торчал сверху головки. Это же можете увидеть и в фильме о полете.

 

[niksann]

Собственно я вот о чём - Высота расположения качельного болта должна быть на уровне центра массы лопасти. Высота расположения центра массы лопасти в полёте зависит от установочного угла атаки, конусности хаббара, рабочих оборотов ротора, массы лопасти, расположение и вес ПФГ.

Насчет высоты кубика, как известно, недавно я выдвинул гипотезу о том что чем выше кубик - тем лучше, но потом осекся  проведя неправильный эксперимент. Дел в том, что я одновременно изменил высоту кубика и установочный угол атаки лопастей. В результате я так и не сумел запустить с руки ротор, лопасти шматовало вверх - вниз, как попало. Есно, я принял это в адрес кубика. Но после того как я здесь отписался и успокоился, то буквально через час выяснилось, что причиной неудачи стала не высота кубика а установочный угол. Когда я вернул углы на место, то ротор стал явно работать мягче и приятнее чем на низком кубике. Никаких признаков дисбаланса не было. Даже флаттер заметно отодвинулся.
Причем, чтобы, как бы, законтрастировать эксперимент, я сделал кубик высотой с весь конус, для взрослого ротора эта высота бы составила около 40 см. Естественно такой высокий кубик никто ставить не будет. Я даже сомневаюсь что кто-то дотягивает даже до ЦМ.
Это я к тому, что скорее всего, высокого кубика не бывает. К этому добавлю, что когда я рассчитал оптимальную высоту кубика для совего ротора, то она оказалась 28 см. Но это просто нереальная высота ;D, поэтому остановился на 20 см. Так что ждите результаты испытаний. Правда когда именно, пока ничего сказать не могу.

С наступающим всех! С самыми добрыми пожеланиями! :~)

 

[[=Djeki =]]

Вот собственно клееный лёгкий ротор.

Диапазон несовпадения центра масс вращающегося несущего винта и оси его горизонтального шарнира  +/- 5,0 мм по вертикали для расчётного режима полета считается нормальным.

Вот тут-то меня и приклинило -
На одноместном автожире АирКомманд стоит чертовски маленький кубик!
Хотя хаббар имеет угол конусности, да и длинный он к тому-же и следовательно центр массы самого хаббара приблизительно будет под кубиком непосредственно..............................

Вобщим не совпадение на глаз выглядит больше чем на 5мм !?!

 

[JonSu]

Вот я в раздумьях про балансировку ротора -
По скольку я получается сам буду конструировать себе ротор из лопастей rus , то возникает вопрос - как грамотней отбалансировать конус.
Всеволод советовал устанавливать угол атаки 2градуса и обрезать хвостик - так ротор ведёт себя стабильнее. Я резать хвостик не хочу и поэтому всерьёз приглядываюсь к регулировке ротора от РоторХавк. А там установочный угол в 1,5градуса.
Собственно я вот о чём - Высота расположения качельного болта должна быть на уровне центра массы лопасти. Высота расположения центра массы лопасти в полёте зависит от установочного угла атаки, конусности хаббара, рабочих оборотов ротора, массы лопасти, расположение и вес ПФГ. По скольку мною будет производится регулировка практически с нуля, то примерно изначальное расположение по высоте качельного болта я найти смогу, но потом будут производится кориектировочные действия. Всязи с этим собственно сам вопрос -
Имеются ли допустимые погрешности в таком виде регулировки?

Не советовал бы убирать S-образность профиля, отрезанием хвостика. Иначе профиль станет моментным и увеличится угол закручивания лопастей в полете. Хотя это может это и не страшно при жестких коротких лопастях.
Установочный угол (обший шаг) лопастей можно установить и 2 град и 2,5 град.
От этого зависят обороты ротора при данной нагрузке на ометаемую площадь.
Угол конусности зависит только от нагрузки на площадь и оборотов.
Высота расположения качельного болта должна быть на уровне центра массы (+/-6мм) не лопасти, а всего несущего винта (лопасти+хаб) под нагрузкой при данных оборотах.
Если вы проектируете хаб с углом конусности, то надо его выбирать для установившегося режима полета, исходя из реальных оборотов данного ротора под определенной нагрузкой. Это берется из статистики по данному ротору.
В таком случае высота расположения качельного болта определяется достаточно точно. Причем в полете с эволюциями обороты ротора будут подстраиваться под меняющуюся перегрузку и ЦМ несущего винта будет все равно находиться в районе качельного болта.
Сложнее определить расположение ЦМ несущего винта при плоском хабе. Тогда придется рассчитать линию прогиба лопастей и хаба в поле центробежных сил для установившегося режима полета, исходя, опять же, из реальных оборотов данного ротора под определенной нагрузкой.
При этом растут напряжения изгиба в лопастях и хабе, но уменьшается потребная высота качельного болта.

 

[[=Djeki =]]

Уффф... Спасибо , JonSu, за вразумительное обьяснение !
🙂

У меня остался только один вопрос -
Данная диограмма по расположению ПФГ относится к ротору ДВ. Применима ли она к другим типам роторов ?

 

[JonSu]

Данная диограмма по расположению ПФГ относится к ротору ДВ. Применима ли она к другим типам роторов ?

Простите за темность.
А что такое ПФГ?
Интуитивно полагаю что это график распределения ЦТ сечения лопасти по размаху?
Если да, то я считаю, что для каждой конструкции лопасти он будет свой в зависимости от жесткости профиля на кручение.

 

[[=Djeki =]]

Всё верно -  график распределения ЦТ сечения лопасти по размаху!
Э-это я не правильно выразился написав ПФГ (противофлаттерный груз) :-[
Что-ж дело усложняется......

Вот-же скользкий вопросец !!!
Уже второй год задаю этот вопрос почти на всех ветках подряд - "В каком месте и каким весом нужно разместить ПФГ в лопастях RUS для создания правильной центровки по хорде". В те времена ещё АВМ присутствовал здесь в роли модератора и активного участника форума, но и он как-то отклонился от данного вопроса не пожелав не коим образом обсуждать данный предмет, в смысле лопасти rus. Единственное говорилось многими что создать ЦТ в районе 25% по хорде на данной лопасти не реально. А вот Lev D писал про свой РоторХавк :

стоит ли гнаться за пресловутой центровкой в 25%? У моих Хавка и груз был по всей длине, и центровка лопасти 33%.

((((http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1271617761/240))))
Там-же страницей раньше мы жарко обсуждали этот вопрос. Предложений была куча, а от людей которые могли-бы прокоментировать и подкориектировать наши размышления так голоса и не поступило..........

Не ужели так и прийдётся подбирать всё экспериментальным путём !?!

 

[rus]

Единственное говорилось многими что создать ЦТ в районе 25% по хорде на данной лопасти не реально.

Удивительно, что многие показали вам именно центровку лопастей RUS меньше 25%, а вы не видели.
Загрузите свинцом 1,2 и 3 полости от носика просто свинцом и будет 24.8%. Просто отрежьте и загрузите свинец! Смотрите фото разрез лопасти, где установлен груз. Его не надо устанавливать вдоль все длины, а только около 1 кг возле конца.
Но есливы примените другой металл и в меньшем объеме, то и 23% по плечу!