Математическая модель совместных аэроупругих колебаний лопастей и втулки несущего винта на упругодемпфирующем основании при пространственном движении вертолета

Авторы

Каргаев М. В.^{1, 2}

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

e-mail: kargaev_mv@mail.ru

Аннотация

Предложена математическая модель совместных аэроупругих колебаний лопастей и втулки несущего винта на упругодемпфирующем основании при пространственном движении вертолета. Получены выражения для определения сил и моментов, действующих на втулку со стороны лопастей при совместных аэроупругих колебаниях. Уравнения, определяющие пространственное положение сечений лопасти получены путем разделения движения точек упругой линии лопасти на относительное и переносное.

Ключевые слова:

лопасти и втулка несущего винта, упругодемпфирующее основание, динамика полета вертолета, совместные аэроупругие колебания

Список источников

1. Johnson W. Rotorcraft Aeromechanics. NY: Cambridge University Press; 2013. 949 p.
2.  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.
3. Самусенко А.Г.  (ред.) Вертолеты: труды ОКБ МВЗ им. М.Л. Миля. Вып. 2. М.: Машиностроение-Полет, 2012. 334 с.
4. Павленко Н.С. (ред.) Вертолеты: Труды ОКБ МВЗ имени М.Л. Миля. Вып 3. М.: Машиностроение-Полет, 2018. 327 с.
5. Леонтьев В.А. Метод решения уравнений движения упругих лопастей вертолетных винтов в общем случае движения// Ученые записки ЦАГИ. 2010. Т.XLI. № 5. С. 67-80.
6. Ивчин В.А., Аверьянов И.О. Разработка метода расчета деформаций упругой лопасти несущего винта в плоскостях тяги,  вращения и кручения путем прямого интегрирования// Научный вестник МГТУ ГА. 2011. № 172. С. 80-87.
7. Каргаев М.В. Расчет совместных изгибно-крутильных колебаний лопасти при раскрутке и торможении несущего винта вертолета в условиях ветра // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 4. С. 101-112.
8. Светлицкий В.А. Механика абсолютно гибких стержней. М.: Изд-во МАИ, 2001. 431 с.
9. Михеев Р.А., Смольянинова Т.Д. Уравнения колебаний лопасти несущего винта вертолета // Ученые записки ЦАГИ. 1985. Т.XVI. № 3. С. 127-134.
10. Михайлов С.А., Николаев Е.И., Гарипов А.О. Вывод уравнений колебаний лопасти несущего винта с учетом пространственного движения вертолета // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2005. № 2. С. 3-7.
11. Трифонова Т.И., Шелюхин Ю.Ф., Шуховцев Д.В. Модель нестационарных аэродинамических продольных характеристик // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 2. С. 24-41.
12. Игнаткин Ю.М., Макеев П.В., Шомов А.И. Численное моделирование прикладных задач аэродинамики вертолета на базе нелинейной вихревой модели винта // Труды МАИ. 2016. № 87. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=65636
13. Игнаткин Ю.М., Константинов С.Г. Исследование аэродинамических характеристик профиля и законцовок лопасти несущего винта вертолета методами CFD// Труды МАИ. 2012. № 57. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=30874
14. Вершков В.А., Крицкий Б.С., Миргазов Р.М. Особенности моделирования обтекания несущего винта вертолета с учетом произвольного движения лопастей // Научный вестник МГТУ ГА. 2019. Т.22. № 3. С. 25-34. DOI: 10.26467/2079-0619-2019-22-3-25-34
15. Бельский А.Б., Григорьев А.Ю., Мышов А.В., и др. Инновационные подходы и технологии решения задачи управления жесткостью лопастей для реализации в перспективных винтокрылых летательных аппаратах // Инновации. 2023. № 2(292). С. 3-9.  DOI: 10.26310/2071-3010.2023.292.2.001
16. Гирфанов А.М. Математическая модель сложного пространственного деформирования лопасти несущего винта при произвольном движении вертолета // Вестник СамГАУ. 2009. Т. 8. № 4(20). С. 26-34.
17. Павлов В.В. Летательные аппараты с преобразуемым в несущий винт крылом. Казань: Изд-во КНИТУ-КАИ, 2019. 320 с.
18. Загордан А.А., Загордан Н.Л. О применении специальных обобщенных координат для исследования совместных изгибных колебаний лопастей несущего винта, закрепленного на упругодемпфирующей опоре // Труды МАИ. 2019. № 108. DOI: 10.34759/trd-2019-108-4
19. Биард Р.У., МакЛэйн Т.У. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика / Пер. с англ. А.И. Демьяникова; Под ред. Г.В. Анцева. М.: Техносфера, 2015. 311 с.
20. Beard RW,  McLain TW. Small Unmanned Aircraft: Theory and Practice. 2nd ed. ‎ Princeton University Press; 2012. 320 p.
21.  Баженов С.Г. Основы динамики полета. М.: Физматлит, 2021. 432 с.
22. Браверман А.С., Вайнтруб А.П. Динамика вертолета. Предельные режимы полета. М. Машиностроение, 1988. 280 с.