Расчёт совместных изгибно-крутильных колебаний лопасти при раскрутке и торможении несущего винта вертолета в условиях ветра

Авторы

Каргаев М. В.^{1, 2}

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Национальный центр вертолетостроения имени М.Л. Миля и Н.И. Камова, ул. Гаршина, 26/1, Томилино, Московская область, 140070, Россия

e-mail: kargaev_mv@mail.ru

Аннотация

Излагается метод расчета совместных изгибно-крутильных колебаний лопасти несущего винта (НВ) вертолета при раскрутке и торможении несущего винта в условиях ветра. Предложенный метод позволяет рассчитывать параметры напряженно-деформированного состояния лопасти, количественно оценивать предельные скорости ветра при раскрутке и торможении несущего винта, рассчитывать прочность лопасти в наземных случаях нагружения, и в частности при резком торможении НВ и при ударе по упорам шарниров НВ. Приведены результаты расчета предельной скорости ветра при раскрутке несущего винта вертолета типа Ми-171А3.

Ключевые слова:

лопасть несущего винта, ветровое нагружение, раскрутка и торможение несущего винта, метод Галеркина, метод Ньюмарка, SVD-алгоритм, напряженно-деформированное состояние

Библиографический список

1.  Нормы летной годности гражданских вертолетов СССР. – 2-е изд. – М.: Междуведомственная комиссия по нормам летной годности гражданских самолетов и вертолетов СССР, 1987. – 411 с.
2.  Межгосударственный авиационный комитет. Авиационные правила. Ч. 29. Нормы летной годности винтокрылых аппаратов транспортной категории. – М.: Авиаиздат, 2018. – 185 с.
3.  Нормы летной годности винтокрылых аппаратов транспортной категории НЛГ-29. – М.: ЦЕНТРМАГ, 2024. – 252 с.
4.  Каргаев М.В., Мироненко Л.А. Расчет изгибных напряжений в незашвартованной лопасти вертолета, обдуваемой ветровым потоком // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 34–43.
5.  Каргаев М.В. Расчет напряжений в лопасти несущего винта вертолета на базе нелинейной модели нагружения при статическом воздействии ветра // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 34–42.
6.  Каргаев М.В.  Расчет динамических напряжений в лопасти несущего винта вертолета на базе нелинейной модели нагружения при нестационарном воздействии ветра // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2020. № 4. С. 52–60.
7.  Миль М.Л., Некрасов А.В., Браверман А.С. и др. Вертолеты, расчет и проектирование: в 2 томах. – М.: Машиностроение, 1966/1967. – (457+424) с.
8.  Johnson W. Rotorcraft Aeromechanics. – NY: Cambridge University Press, 2013. – ‎ 949 p.
9.  Bielawa R.L. Rotary Wing Structural Dynamics and Aeroelasticity. – 2nd edition. Washington, DC: AIAA, 2006. – 584 p.
10.  Ивчин В.А., Аверьянов И.О. Разработка метода расчета деформаций упругой лопасти несущего винта вертолета в плоскостях тяги вращения и кручения путем прямого интегрирования // Научный вестник МГТУ ГА. 2011. №172. С. 80–87.
11.  Гришанина Т.В., Русских С.В. Колебания вращающейся лопасти несущего винта вертолета: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МАИ, 2016. – 54 с.
12.  Каргаев М.В.  Динамическая устойчивость лопасти несущего винта вертолета при гармоническом воздействии ветра // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2020. № 11. С. 21–31.
13.  Юдаков А.А., Бойков В.Г. Численные методы интегрирования уравнений движения многокомпонентных механических систем, основанные на методах прямого интегрирования уравнений динамики метода конечных элементов // Вестник Удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2013. № 1. С. 131–144.
14.  Horn R.A., Johnson C.R. Matrix analysis.– 2nd ed. – NY: Cambridge University Press, 2012. – 662 p.
15.  Воскобойников Ю.Е., Мицель А.А. Современные проблемы прикладной математики: Учеб. пособие. Часть 1. Лекционный курс. – Томск: ТУСУР, 2015. – 136 с.
16.  Ivanov V.K., Vasin V.V., Tanana V.P. Theory of Linear Ill-Posed Problems and its Applications. - Utrecht, Boston, Koln, Tokyo: VSP, 2002. – 281 p.
17.  Каргаев М.В., Савина Д.Б. Метод расчета напряжений в обшивке хвостовых отсеков невращающихся лопастей несущего винта под действием ветра на стоянке вертолета // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 3. С. 17–25.
18.  Тихонов А.Н., Гончаровский А.В., Степанов В.В., Ягола А.Г. Численные методы решения некорректных задач. – М.: Наука, 1990. – 229 с.
19.  Брантон С.Л., Куц Дж.Н. Анализ данных в науке и технике / Пер. с англ. А.А. Слинкина. – М.: ДМК Пресс, 2021. – 542 с.
20.  Осипов К.А. Особенности построения расчетных сеток в задачах вычислительной аэрогидродинамики // Труды ЦАГИ. Выпуск 2791. 2019. С. 1–27.