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

[questioner]

@ rotordive

В режиме, обозначенном на вашем рисунке в правом верхнем углу, шарниры поворачиваются вокруг среднего положения дважды за каждый оборот винта. Если шарнир "закусит" ( а на такой площади контакта это запросто - любая стружка) в таком режиме - мало не покажется... либо разрушение лопасти, либо катастрофическая потеря управления. А закусить очень даже может и как контролировать состояние шарнира?

 

[niksann]

Здесь думаю всё понятно.

Спасибо за разъяснения. Но боюсь, что данное представление к устойчивости имеет мало отношения. Вертолетов с разнесенными шарнирами (разнесенными гораздо больше, чем на рассматриваемой втулке) много, но устойчивее ли они чем вертолеты, например, Белл с качельным шарниром? Как бы не наоборот было!
Посмотрите как стабильно висит такой вертолет, почти не качается. А вот с разнесенными шарнирами вертолеты, даже довольно крупные, частенько покачиваются при заходе на посадку к примеру.
Не все так просто!
[media]https://www.youtube.com/watch?v=klEy5pE2UxU[/media]

 

[rotordive]

Доброго времени суток всем.  Ответ для   questioner и niksann.

Контролировать состояние шарнира. Также как и на всех других втулках, то есть, ПРИМЕНЯТЬ защиту от пыли и грязи. ПЫЛЬНИКИ и МАНЖЕТЫ. И конечно дизайн подшипника надо разрабатывать такой чтобы исключить закусывание. все подшипники имеют свойство сыпаться. Какая разница на какой втулке. для этого существует такое понятие как  расчет прочности и ресурса.

А вообще-то разговор изначально был не про это.

Теперь по поводу разноса шарниров горизонтальных и всех других. Это не я придумал. Это в УЧЕБНИКА ! система БЕЛ и ХИЛЛЕР это боольшой огород, ГОРОДИТЬ.

 

[rotordive]

Всем ПРИВЕТ ! Как-то заводил тему про  втулку. С единым горизонтальным, вертикальным и осевым шарниром.   Сей час разрабатываю чертёжики. Возникли сомнения ......
Нужен ли для такой втулки ЭКСЦЕНТРИСИТЕТ лопастей. Мне кажется что нет. Ведь в ней нет горизонтального шарнира с классическими подшипниками. Ненужно смещение ПРОДОЛЬНОЙ оси  лопасти, для равномерного их нагружения. Или я ЖЕСТОКО ошибаюсь ??? Какие будут мнения  ? Подскажите кто в курсе .

 

[vert]

Эксцентриситет не нужен, т.к. лопасти в работе сами провернутся на нужный угол в шарнире для получения эксцентриситета. Необходимо только учесть зазоры в ответных деталях при провороте.

 

[rotordive]

Большое спасибо за ответ . Значит  я НЕ ОШИБСЯ. А про зазоры это я учитывал ...... Всплыло ещё два вопроса ? А есть какойнить справочник  средних углов качания лопастей в горизонтальной плоскости ??? И второе, если предварительно затянуть шаровый шарнир, то от центробежки я думаю...... сила трения в шарнире уже увеличиваться не будет ???  Он ведь и так зажат. А метал не резина. чтобы давать дополнительное обжатие ???

 

[vert]

. Всплыло ещё два вопроса ? А есть какой нить справочник средних углов качания лопастей в горизонтальной плоскости ??? И второе, если предварительно затянуть шаровый шарнир, то от центробежки я думаю...... сила трения в шарнире уже увеличиваться не будет ???Он ведь и так зажат. А метал не резина. чтобы давать дополнительное обжатие ???

У Ка-26 качание лопасти в ВШ по упорам вперед - 1,75 град, назад 11,25 град. Момент демпфера ВШ обычно около 10% от крутящего момента лопасти.
Сила трения в шарнире зависит от нагрузки (по физике, т.е. от центробежки Fтр= Ктр* Nцб) и при работе будет во много раз больше. Хотя если зажать по максимуму, наверно уже не увеличится  :-?

 

[Anatoliy.]

Хотя если зажать по максимуму, наверно уже не увеличитсяОзадачен

[highlight]Увеличится ровно на величину центробежной силы.[/highlight]

Скажем центробежная сила 2000 кг, а обжали силой 500 кг. Сумма равна 2500 кг.
Теперь обжали с силой 5000 кг. К этой силе прибавляется та же центробежная сила 2000 кг и в результате получим 5000+2000-7000 кг.

 

[vert]

Хотя если зажать по максимуму, наверно уже не увеличится

Я имел ввиду что уже не провернешь от управления, что на земле без вращения, что в воздухе. 😉
А если подойти философски - обжали -2000кгс, центробежка тоже -2000кгс, но на полусфере в сторону центра будет 2000-2000=0, а на полусфере  от центра 2000+2000=4000кг. Т.е. в итоге сравнивается вся сфера с 2000кг или полусфера с 4000, и где сила трения больше?
Одно ясно, без гидросистемы такой шарнир не провернешь, если моментом  демпфера на сферу обжимать. 🙁

 

[_Бывалый_]

если [highlight]предварительно затянуть шаровый шарнир[/highlight]...

Что Вы имеете ввиду под выделенными словами?
Создать равномерное распределенное усилие обжатия по поверхности сферы Вы не сможете физически. Таким образом поверхностные нагрузки и сила трения будет разной по участкам сферы с максимумом в направлении усилия обжатия и минимумом в плоскости, перпендикулярной направлению силы обжатия: сфера шарнира и его обойма будут деформироваться неравномерно - сферы перестанут быть сферами, вызникнут зоны мексимальных контактных напряжений.
Влияние нагруженя шпрнира от центробежной силы должно рассматриваться с учетом наапавления ЦБС и силы обжатия.

А метал не резина

В области малых упругих дкформаций метал и резина во многом схожи.

 

[wow]

без гидросистемы такой шарнир не провернешь,

А если между внутренней и наружной сферой поставить еще и сферический сепаратор с шариками, то есть вероятность, что провернешь......

Ну это так, в качестве бреда, или там мозговой атаки.

На мой взгляд-бесперспективная конструкция.

 

[rotordive]

ДОБРОГО времени суток ! УВАЖАЕМЫЕ оппоненты ! 🙂 Совсем.... что вы тут пишите я СОГЛАСЕН на все 100 % Только ПОВТОРЮСЬ есть один нюанс...... Я хочу применить эту втулку на винте ДИАМЕТРОМ 4-5 м. МАКСИМУМ !!!!!!!! И весом лопасти не белее 4 килограммов ! Как пишет VERT на моделях такие втулки возможны ! А дальше МАСШТАБНЫЙ ФАКТОР. Вот я и хочу поискать этот порог, где начинается этот самый, МАСШТАБНЫЙ ФАКТОР ??? ОЧЕНЬ  хочу попробовать  винт трёх лопастной. На маленьком вертолётике. Но не хочется с демпферами и кучей шарниров  заморачиваться. Поэтому сферический сепаратор тут не пойдет. Шарнир должен работать как ДЕМПФЕР !

  И опять VERTU БОЛЬШОЕ СПАСИБО ! За инфу по углам качания лопасти, в горизонтальной плоскости. :~)

 

[Anatoliy.]

Я хочу применить эту втулку на винте ДИАМЕТРОМ 4-5 м. МАКСИМУМ !!!!!!!! И весом лопасти не белее 4 килограммов ! Как пишет VERT на моделях такие втулки возможны ! А дальше МАСШТАБНЫЙ ФАКТОР. Вот я и хочу поискать этот порог, где начинается этот самый, МАСШТАБНЫЙ ФАКТОР ??? ОЧЕНЬ хочу попробовать винт трёх лопастной.

Несколько вопросов.
Почему трёхлопастной?
Почему диаметр 4 - 5 метров?
Сколько будет весить пустой аппарат?

Теперь чуток посчитаем.
Допустим угловая скорость лопасти будет равна 70 рад/с.  Это всего то 11,14 об/с.
При диаметре винта 4,5 метра окружная скорость конца лопасти будет равна 157,5 м/с
Допустим от бедности Вы поставите прямые лопасти.
Тогда к корню лопасти будет приложена центробежная сила равная   
    F = m * [ch969][sup]2[/sup] * R/2  =   4кг * (70рад/с)[sup]2[/sup] * 1,125 м =  22050 Ньютон.
Батенька, это 2,2 тонны.
Какой шарнир примените?

 

[_Бывалый_]

Тогда к корню лопасти будет приложена центробежная сила равная
F = m * [ch969]2 * R/2= 4кг * (70рад/с)2 * 1,125 м =22050 [highlight]кг[/highlight].
Батенька, это 22 тонны.

Не пугай, Толик, человека! Опять ошибся более чам на порядок. Яй-яй, Ваше Величие!
Сила-то здесь в ньютонах.
С учетом того, что основная масса лопасти сосредоточена у её комля, то делить нужно не на 2, а на 3..4 (учитывая малую длину лопасти).
Глядишь, в 1,5 тс уложится.

 

[rotordive]

Я считал.... если центр тяжести лопасти брать, за половину радиуса...  лопасть 2- 2.2м то получается гдето 2600 кг. Закладываю цетрягу 3 тн. Такой маленький винт потому  что хочу сделать по ммаксимому миниатюрно. Намучился я с большо техникой. Хранение и иготовление требует площадей. Большие детали требуют больших заготовок. Попробйу найди нужного метала большую заготовку.  Да и.... с завода вытащить втрое сложнее. Я  всё уже это проходил на своей шкуре. Я тоже поначалу страддал ГИГАНТИЗМОМ. ОПЫТ батенька вешь СЕРЬЁЗНАЯ. ХАПНУЛ я ЕГО !!! :craZy

 

[rotordive]

Да это если лопасть 4 кг. Желательно чуток меньше .

 

[questioner]

Закладываю цетрягу 3 тн

Не считаете, что запас слишком мал? Все же авиация. ИМХО запас прочности должен быть как минимум двукратный.

 

[rotordive]

Так это я закладываю ЦЕНТРОБЕЖКУ, уже с запасом. А втулка это уже другое.... Сколько килограмм на мм2 заложишь,  Д16Т 10кг. сталь 25-30кг.  Это с троекратным запасом прочности.

 

[niksann]

С учетом того, что основная масса лопасти сосредоточена у её комля, то делить нужно не на 2, а на 3..4 (учитывая малую длину лопасти).

Как показывает практика, ЦМ лопасти лежит примерно на 0,5 длины. Массу комля компенсирует ПФГ и ЦГ (если есть).

Не пугай, Толик, человека! Опять ошибся более чам на порядок. Яй-яй, Ваше Величие!

Иногда и канатоходцы на ровном месте теряют равновесие. Ничего страшного, все мы люди!  😉 ;D

Допустим от бедности Вы поставите прямые лопасти.

Уж не хотите ли Вы загрузить аэродинамически корневую часть лопасти страдающую срывами и малым Re, и РАЗгрузить самую эффективную концевую часть лопасти? Т.е. сделать лопасть трапецевидной?

 

[rotordive]

Да.... я бы с удовольствием, ПРИМЕНИЛ ТРАПЕЦИЮ. Но где-ж её взять. Технология уж больно сложна говорят. Хотя трапеция выигрывает на сопротивление концов лопастей.
Правда на авторотации проиграет.   :~~)