- •Раздел 3. Выбор параметров легкого вертолета
- •3.1. Весовая категория проектируемого вертолета
- •3.2. Форма таблицы статистических данных вертолетов
- •3.3. Определение взлетной массы вертолета в первом приближении
- •3.4. Расчет параметров несущего винта вертолета
- •3.4.1. Выбор диапазона варьирования удельной нагрузки
- •3.4.2. Определение радиуса несущего винта
- •3.4.3. Выбор профиля сечения лопасти
- •3.4.4. Определение окружной скорости несущего винта
- •3.4.5. Коэффициент заполнения несущего винта
- •3.4.6. Определение количества лопастей нв
- •3.4.7. Хорда лопасти нв
- •3.4.8. Форма лопасти нв в плане
- •3.4.9. Профилировка, крутка лопасти нв
- •3.5. Потребная энерговооруженность вертолета
- •3.5.1. Мощность для висения вертолета на статическом потолке Удельная приведенная мощность, потребная для висения вертолета на статическом потолке [64, 90]:
- •3.5.2. Мощность для горизонтального полета вертолета на
- •3.5.3. Мощность для полета вертолета на динамическом потолке
- •3.5.4. Мощность для продолжения взлета вертолета при отказе одного двигателя
- •3.5.5. Анализ энерговооруженности вертолета
- •3.6. Относительная масса конструкции планера
- •3.6.1. Относительная масса фюзеляжа
- •3.6.2. Относительная масса оперения
- •3.6.3. Относительная масса шасси
- •3.6.4. Относительная масса управления
- •3.7. Относительная масса топлива
- •3.8. Относительная масса силовой установки
- •3.8.1. Относительная масса двигателей с системами и всу
- •3.8.2. Относительная масса винтов
- •3.8.3. Относительная масса трансмиссии
- •3.9. Масса оборудования
- •3.10. Анализ влияния удельной нагрузки нв на взлетную массу вертолета и его агрегатов
- •3.11. Выбор двигателя
- •3.11.1. Силовые установки с поршневыми двигателями
- •3.11.2. Силовые установки с турбовальными двигателями
- •3.11.3. Выбор двигателя
- •3.12. Определение параметров агрегатов легкого вертолета
- •3.12.1. Максимально допустимый радиус нв
- •3.12.2. Выбор параметров расположения несущего винта
- •3.12.3. Выбор параметров расположения рулевого винта и оперения
- •3.12.4. Выбор параметров фюзеляжа
- •3.12.5. Выбор параметров шасси
- •3.12.6. Выбор параметров трансмиссии легкого вертолета
- •3.12.7. Выбор схемы топливной системы вертолета
- •3.12.8. Компоновочная схема и общий вид вертолета
- •3.12.8.1. Центровка вертолета
- •3.12.8.2. Компоновка вертолета
- •3.12.8.3. Общий вид вертолета
3.5.1. Мощность для висения вертолета на статическом потолке Удельная приведенная мощность, потребная для висения вертолета на статическом потолке [64, 90]:
Вт/Н, (3.30)
где ‑ относительный КПД НВ (на режиме висения 0,75); ‑ относительная плотность воздуха на статическом потолке; ‑ относительная величина полной тяги несущего винта, уравновешивающая силу веса вертолета G0 и аэродинамические сопротивления: фюзеляжа , горизонтального оперения (стабилизатора) и крыла , которые находятся в потоке от НВ:
, (3.31)
где , , ‑ относительные величины проекции фюзеляжа, горизонтального оперения и крыла на горизонтальную плоскость, соответственно (принимаются по статистическим данным или по результатам замеров 3D-моделей предварительных компоновок вертолета): ;
‑ относительный размах крыла, .
Для легких вертолетов одновинтовой схемы ≈ 0,003…0,007.
При предварительном и эскизном проектировании одновинтового вертолета можно принять [88].
3.5.2. Мощность для горизонтального полета вертолета на
В предварительных расчетах энерговооруженности вертолета используется приближенный метод, в соответствии с которым удельная приведенная мощность, потребная для горизонтального полета вертолета (в том числе и на ), может быть определена по формуле [64, 72, 90]
|
(3.32) |
где ‑ коэффициент индукции несущего винта; – суммарное относительное лобовое сопротивление (3.26) ненесущих элементов конструкции вертолета (фюзеляжа, оперения, шасси и т.п.).
Величины коэффициентов индукции в зависимости от скорости горизонтального полета одновинтового вертолета можно определить по формуле [85]
-
(3.33)
Контрольные значения коэффициента индукции , определенные по (3.33) в зависимости от скорости полета, даны в табл. 3.8.
Таблица 3.8
, км/ч |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
|
1,09 |
1,1 |
1,12 |
1,18 |
1,28 |
1,38 |
3.5.3. Мощность для полета вертолета на динамическом потолке
Удельную приведенную мощность, Вт/Н, потребную для полета вертолета на динамическом потолке, определяют по данным работ [64, 72, 90]:
|
(3.34) |
где ‑ экономическая скорость полета на динамическом потолке:
; (3.35)
‑ относительная плотность воздуха на динамическом потолке.
Известно, что продолжительный взлет и полет на динамическом потолке вертолет выполняет на экономических скоростях . Причем разница в скоростях незначительная и объясняется изменением соотношения между индуктивной мощностью и суммой профильной мощности и мощности движения.
3.5.4. Мощность для продолжения взлета вертолета при отказе одного двигателя
Удельная приведенная мощность, потребная для продолжения взлета вертолета при отказе одного двигателя [64, 72, 90]:
|
(3.36) |
где ‑ экономическая скорость полета у земли:
; (3.37)
‑ число двигателей (при двух ГТД силовой установки [90]).
Выражения (3.30), (3.32), (3.34), (3.36) позволяют исследовать влияние нагрузки на и в области принятого диапазона изменения параметра . Результаты расчетов , , , сводят в таблицу.