Вопросы теории вертолетов, спорим, рассуждаем, объясняем...

[Макsим]

у меня под это дело уже приготовлены

Вы что, реально строите вертушку, которая у вас на автаре?

Честно сказать, с внешним видом еще окончательно не определился

 

[Макsим]

сожалению, нигде нет видео работы шасси у настоящего

Да, как-то не представлена эта тема в видео. :-/
Вот тут на 10.39 виден гидропривод стойки шасси.
По- моему всё просто, и никто не мудрил с выдвижением. Это ж вертолёт, а не перехватчик. Просто убрать колёса из потока и всё.
...что-то не видно никакого втягивания, просто уборка по одной, но хитро наклоненной, оси:

Хорошо, если так

 

[vk8]

Вопрос к vert по сообщ. #582

Жесткие винты можно ставить на соосную схему только при раздельном управлении по крену верхним и нижним винтом по схеме в ответе 575. Управление должно быть электронное, автоматическое on-line от внешних факторов (как у Сикорского). На нашем уровне такую схему не реализовать. Сикорский потратил не один десяток миллионов долларов. Просто поставить жесткие винты на обычную схему управления на соосной колонке нельзя  по условиям прочности лопастей и втулок.

http://www.reaa.ru/yabbfiles/Attachments/kinematika.jpg
та картинка из ответа 575.

Раздельное управление по крену как это? Из того рисунка следует что винты синхронно изменяют циклический шаг. Бывает другая схема для соосного вертолета где только нижний винт имеет управление по цш? Можно чуть подробнее про этот момент? Ну и вообще интересует эксплуатация жестких винтов на соосной схеме применительно к легкому вертолету. Задача для аппарата летать со скоростью не более 70-80 км/ч 
Жесткое крепление максимально эффективно передает момент от лопасти на втулку что проявляется в более резком и эффективном управлении(из учебника), соответственно у пилота нет необходимости манипулировать ручкой  большими ходами. Из-за этого амплитуда цш по сравнению с классической шарнирной схемой должна быть сильно уменьшена(убирается взмах лопасти, компенсатор взмаха).
Какие самые неустранимые недостатки есть у жесткого крепления?

 

[Фланкер]

Какие самые неустранимые недостатки есть у жесткого крепления? 

Если "серьёзные" вертолёты с жёстким креплением летают (ВО-105), то [highlight]неустранимых[/highlight] недостатков нет.

А серьёзный недостаток - это нагруженность втулки знакопеременными нагрузками и быстрое её разрушение. Этот недостаток устраняют шарниры - но это Вам известно.

Основная фишка в бесшарнирных вертолётах - это лопасть, а вернее её нивелированные характеристики, которые позволяют ей иметь нужные степени свободы и разгружать втулку за счёт своей умеренной гибкости на разных режимах.

Таким образом, создать бесшарнирный вертолёт можно только, тщательно отработав технологию производства лопасти с нужными характеристиками. Очевидно, что это работа не для "гаража" и не одного года... Я так думаю!

Р.S. Касаемо Сикорского Х-2 и его производных, мне кажется, что там кроме свойств лопасти, ещё применяется, электронное, циклическое управление шагом по хитрому алгоритму, которое устраняет (или сильно уменьшает) колебания лопасти в горизонтальном полёте, позволяя обходится без горизонтальных и вертикальных шарниров.

P.S.-2 Если Вы говорили о вообще жёстком креплении, даже без осевого шарнира, с фиксированным шагом - тогда это невозможность эффективной авторотации и подрыва, меньший КПД несущей системы на разных режимах и др.

 

[vert]

Раздельное управление по крену как это? Из того рисунка следует что винты синхронно изменяют циклический шаг. Бывает другая схема для соосного вертолета где только нижний винт имеет управление по цш? Можно чуть подробнее про этот момент? Ну и вообще интересует эксплуатация жестких винтов на соосной схеме применительно к легкому вертолету

Жесткий винт можно поставить на одновинтовой вертолет при соответствующей увеличенной прочности втулки и комля лопасти (см. Во-105). При косом обдуве из-за махового движения конус винта заваливается назад и вбок (см. аэродинамику вертолетов). Из-за этого (летчики это знают) при увеличении скорости ручка дается вперед и вбок. Таким образом автоматом- перекоса убирается крен вертолета из условия балансировки, и снимается изгибный момент на втулке. На сооснике винты заваливаются вбок в  разные стороны (схлестывание от этого и бывает) и взаимно компенсируют крен для летчика, который его не чувствует. Но на втулки винтов при этом  действует большой изгибный момент, который их и лопасти ломает. У Сикорского с жесткими винтами сделано раздельное управление винтами  по крену. Т.е. по скорости нижний винт выравнивается в одну сторону, а верхний в другую, чем снимается изгибный момент на втулках. Но эта сложная дорогая электронная система  работающая от разных внешних  факторов.

 

[Андрей Геннадиевич]

Таким образом, создать бесшарнирный вертолёт можно только, тщательно отработав технологию производства лопасти с нужными характеристиками. Очевидно, что это работа не для "гаража" и не одного года... Я так думаю!

    Всё несколько проще. На Х-2 применено индивидуальное управление каждой лопастью пьезоэлектрическими двигателям по азимутальному углу лопасти. У нас тоже есть аналогичные разработки как на электромеханическом приводе, так и на гидравлике. Сложность в том, что для вертолёта взлётной массой 10 тонн на каждую лопасть при индивидуальном адаптивном управлении с частотой изменения угла установки лопасти от 40 до 100 Гц, в соответствии с требованиями винтовиков, на каждую лопасть необходимо подвести от 40 до 90 кВт. И частота срабатывания тоже для сегодняшнего дня для электромеханики на сегодняшний день раз в 4 . . . 10 запредельна.

 

[Фланкер]

Всё несколько проще. На Х-2 применено индивидуальное управление каждой лопастью пьезоэлектрическими двигателям по азимутальному углу лопасти. У нас тоже есть аналогичные разработки как на электромеханическом приводе, так и на гидравлике. Сложность в том, что для вертолёта взлётной массой 10 тонн на каждую лопасть при индивидуальном адаптивном управлении с частотой изменения угла установки лопасти от 40 до 100 Гц, в соответствии с требованиями винтовиков, на каждую лопасть необходимо подвести от 40 до 90 кВт. И частота срабатывания тоже для сегодняшнего дня для электромеханики на сегодняшний день раз в 4 . . . 10 запредельна. 

Я высказал примерно такое предположение по Сикорскому Х-2 в ответе 887... Да, это как то так и где то рядом, но достоверная информация о механизмах и алгоритмах прототипа (стенда) боевого вертолёта вряд ли кому то известна.

По  остальному - у вертолёта массой 10 тонн с СУ, например  2500 кВт найдётся 70 кВт на осевые приводы. Даже если допустить, что Ваши расчёты верны, то мы не знаем принципы (технологии) электротехники, применяемой в Х-2, Рейдере и др. Ваши разработки могут сильно отличаться от их разработок. Может там применён жидкий азот со сверхпроводимостью, или ещё какая то "космическая" хрень...

Но факт остаётся фактом - Х-2 летает, и при этом, как то циклически  крутит шагом на бешеных оборотах - у него минимальное расстояние между винтами и нет сближения лопастей.. он его как то парирует. И  Вы послушайте как он воет в полёте... какие обороты... как L-29 

P.S. Вот ещё вспомнил... Несколько лет назад был такой проект RUMAS г-на Маслова, кстати, схожий с Х-2 схемой. Так вот, г-н Маслов тоже анонсировал разработку электрических сервоприводов на циклик, и замену ими автомата перекоса. Причём, эти сервоприводы были достаточно подробно описаны. Вот где - уже не помню...

 

[Фланкер]

По идее, для отступающей лопасти каждого винта (соосник), на большой скорости, нужно давать отрицательный угол, чтобы получить доп. подъёмную силу от встречного потока, которая частично утрачивается при переводе каждой наступающей  лопасти на меньший угол... при этом и уменьшаются напряжения на сближение лопастей. Конечно, углы установки зависят от скорости и других факторов...

 

[niksann]

Вот этот красавец тоже с жесткой втулкой. Правда не соосник.

 

[Фланкер]

Вот этот красавец тоже с жесткой втулкой. Правда не соосник.

Угадывается некое родство с мессершмидтом BO-105. Такое же крепление лопастей, но втулка изменена. Если учесть, что Мессершмидт-Бельков-Блом - производитель BO-105, вошёл в Аирбас, то это не удивительно.

А с другой стороны, если эти шарики - центробежные ограничители свеса лопасти, то значит есть и горизонтальный шарнир? Или у них другое назначение? Плохо видно...

 

[Макsим]

Это походу маятники как на нижних лопастях Ка-32 - гасят высокочастотные колебания

 

[niksann]

Угадывается некое родство с мессершмидтом BO-105

Да, так и есть, прямой наследник. Почему бы хорошее решение не перенять.  

 

[vk8]

Хреновый я контсруктор, сижу прикидываю что не так, а упустил из вида такой важный момент как вращение винтов в разные стороны ;D .
Все понятно, значит основная причина заваливание конусов в разные стороны при поступательном движении. В принципе, если ввести ограничение по скорости полета, то проблема не столь существенна для самодельного легкого вертолета?
Ну и стеклопластиковые лопасти + соответствующим образом спроектированные узлы крепления .

 

[Фланкер]

Хреновый я контсруктор, сижу прикидываю что не так, а упустил из вида такой важный момент как вращение винтов в разные стороны ;D .
Все понятно, значит основная причина заваливание конусов в разные стороны при поступательном движении. В принципе, если ввести ограничение по скорости полета, то проблема не столь существенна для самодельного легкого вертолета?
Ну и стеклопластиковые лопасти + соответствующим образом спроектированные узлы крепления .

Всё это относительно. Для самодельщика определяется только экспериментальным путём, как впрочем и для солидных КБ. Надо 2 вертиля делать. Один соосник, а второй классический, для друга - наблюдатель за сближением лопастей соосника.  И кроме скорости есть же ещё маневрирование и степень его интенсивности. а стеклопластик тоже как то играет...

 

[vk8]

niksann да точно!  как раз и занимаюсь тем, перенимаю хорошее решение. BO105 оказывается уже 50 лет летает.
Интересная штука, в классической схеме сначала лопастям разрешили мотыляться на горизонтальном шарнире, затем ввели компенсатор взмаха, ввели ограничитель свеса. А все потому что один авторитетный человек написал труд, а все начали цитировать и учить в вузах классике, не отходя ни на шаг. Вроде как первый бо105 на испытаниях не успел взлететь и развалился от земного резонанса, потому как на нем был установлен винт со всеми шарнирами. После чего фирмачи плюнули на это дело, и пошли своим путем.

 

[Андрей Геннадиевич]

По  остальному - у вертолёта массой 10 тонн с СУ, например  2500 кВт найдётся 70 кВт на осевые приводы. Даже если допустить, что Ваши расчёты верны, то мы не знаем принципы (технологии) электротехники, применяемой в Х-2, Рейдере и др. Ваши разработки могут сильно отличаться от их разработок. Может там применён жидкий азот со сверхпроводимостью, или ещё какая то "космическая" хрень...

Но факт остаётся фактом - Х-2 летает, и при этом, как то циклически  крутит шагом на бешеных оборотах - у него минимальное расстояние между винтами и нет сближения лопастей.. он его как то парирует. И  Вы послушайте как он воет в полёте... какие обороты... как L-29

     Ну почему же?! У нас в НИИ как раз вся информация по управлению углами установки на Х-2 как раз была, как и у "Камова" и "Миля". Как именно управляются лопасти - смотри выше. Воет двигатель и пропульсатор. Лопасти несущего винта как пишут американцы сверхжёсткие, поэтому конус винта минимален. Индивидуальное управление каждой лопастью по азимутальному углу как раз позволяет снизить динамические нагрузки от скачков подъёмной силы и максимально снизить взмахи вверх-вниз и, как следствие, - вперёд-назад.

 

[vk8]

Вариьрование угла установки лопастей в той системе это периодическое колебание, зависящее от оборотов винта, где амплитуда этого колебания расчитывается исходя из скорости полета? Или управление идет по какому-то случайному не периодическому закону,  где действительно необходим следящий привод с обратной связью и высокой мощностью?

 

[Андрей Геннадиевич]

Вариьрование угла установки лопастей в той системе это периодическое колебание, зависящее от оборотов винта, где амплитуда этого колебания расчитывается исходя из скорости полета? Или управление идет по какому-то случайному не периодическому закону,  где действительно необходим следящий привод с обратной связью и высокой мощностью?

      Угол установки каждой лопасти индивидуально определяется от направления и силы набегающего на лопасть  потока и положения органов управления, в том смысле какой манёвр выполняется. Перекладка на максимальную амплитуду один раз за оборот, перекладка на углы минус 2 градуса  . . .  плюс 2,5 градуса от среднего угла установки происходит с частотой примерно 40 Гц.

 

[Андрей Геннадиевич]

Обратной связи нет - пока слишком сложна и громоздка реализация. Озвученные мощности идут в основном на преодоление инерции лопасти.

 

[vk8]

следящий в том смысле что команда на выполнение поворота лопасти приходит от некого задатчика углов, а привод как законченное устройство имеет следящий контур внутри своей системы, чтобы отрабатывать позицию. Не зависимо от того электрический или гидро.
Просто возникла мысль если колебания носят периодический характер то можно сделать источником этих колебаний что-то типа кривошипного или кулачкового механизма и суммировать механическим способом не прибегая к таким сложным методам. Но конструкторы должны на что-то жить и заниматься чем-то таким сложным и главное дорогим. Шутка