Интеллектуальные развлечения. Интересные иллюзии, логические игры и загадки.

Добро пожаловать В МИР ЗАГАДОК, ОПТИЧЕСКИХ
ИЛЛЮЗИЙ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РАЗВЛЕЧЕНИЙ
Стоит ли доверять всему, что вы видите? Можно ли увидеть то, что никто не видел? Правда ли, что неподвижные предметы могут двигаться? Почему взрослые и дети видят один и тот же предмет по разному? На этом сайте вы найдете ответы на эти и многие другие вопросы.

Log-in.ru© - мир необычных и интеллектуальных развлечений. Интересные оптические иллюзии, обманы зрения, логические флеш-игры.

Привет! Хочешь стать одним из нас? Определись…    
Если ты уже один из нас, то вход тут.

 

 

Амнезия?   Я новичок 
Это факт...

Интересно

В 2011 году в Интернете насчитывалось 13,7 миллиарда страниц – по одной на каждый год с момента Большого взрыва.

Еще   [X]

 0 

Безопасность полета вертолета. Системы аэромеханического контроля (Живетин Владимир)

Монография посвящена решению проблемы повышения эффективности применения вертолета путем использования информации о поле сил аэродинамического давления на лопасти несущего винта в системах контроля и управления. Полученные результаты обоснованы теоремой о зависимости интегральных и точечных аэродинамических характеристик лопасти, большими объемами численных расчетов и летных экспериментов.

На основе полученных результатов синтезированы устройства контроля: массы вертолета, тяги несущего винта, продольной и боковой скоростей полета, угла атаки лопасти несущего винта.

Год издания: 2010

Цена: 149 руб.



С книгой «Безопасность полета вертолета. Системы аэромеханического контроля» также читают:

Предпросмотр книги «Безопасность полета вертолета. Системы аэромеханического контроля»

Безопасность полета вертолета. Системы аэромеханического контроля

   Монография посвящена решению проблемы повышения эффективности применения вертолета путем использования информации о поле сил аэродинамического давления на лопасти несущего винта в системах контроля и управления. Полученные результаты обоснованы теоремой о зависимости интегральных и точечных аэродинамических характеристик лопасти, большими объемами численных расчетов и летных экспериментов.
   На основе полученных результатов синтезированы устройства контроля: массы вертолета, тяги несущего винта, продольной и боковой скоростей полета, угла атаки лопасти несущего винта.


В.Б. Живетин Безопасность полета вертолета. системы аэромеханического контроля Том 20

Глава V. Математическая модель системы аэромеханического контроля

   В главе разрабатываются аэромеханические методы измерения пилотажных параметров движения вертолета на основе информации о поле аэродинамических давлений в характерных точках лопасти несущего винта (НВ) вертолета.
   В первом разделе рассматривается вопрос об использовании информации о величине среднего квадрата пульсаций перепада давления в определенной точке лопасти с целью идентификации продольной скорости движения несущего винта. Проведена оценка погрешности предлагаемого способа измерения продольной скорости движения НВ.
   Второй раздел посвящен вопросу совместной идентификации полной аэродинамической силы НВ, его продольной и осевой скоростей движения на основе информации о величинах перепадов давления в двух различных сечениях лопасти и информации о величине среднего квадрата пульсаций перепада давления в заданной точке лопасти. Проведена оценка погрешности метода совместного измерения указанных выше параметров движения НВ вертолета.

5.1. Идентификация продольной скорости движения несущего винта

   Как известно, на режимах висения и осевом движении НВ отсутствует циклический шаг лопастей и аэродинамическая нагрузка на лопасти не изменяется при ее вращении. При наличии продольной составляющей скорости движения НВ для выравнивания моментов сил относительно продольной оси с помощью автомата перекоса задается циклический шаг лопастей. И наличие продольной составляющей скорости движения НВ, и циклический шаг лопастей, и неравномерность поля индуктивных скоростей в плоскости диска НВ при полете вперед вызывают пульсацию аэродинамической нагрузки на лопасти при ее вращении. При этом, как показывают теоретические и экспериментальные исследования (рис. 5.l), с увеличением продольной скорости движения НВ пульсации аэродинамической нагрузки на лопасти возрастают.

   Рис. 5.1. Зависимость перепада давления на лопасти несущего винта вертолета Ми-8 от азимутального угла положения лопасти (
 = 0,41;
= 0,4; Н = 1000 м; G = 11000 кг; n = 192 об/мин)

   Величина пульсаций аэродинамической нагрузки в виде коэффициента перепада давления


   замеряемого в некотором сечении
 = r / R лопасти НВ на расстоянии
= x / b от ее передней кромки, где R – радиус НВ, а b – хорда лопасти в сечении
, может быть оценена с помощью дисперсии


   где Рн – давление на низшей стороне лопасти в точке
сечения
;
   Рв – давление на верхней стороне лопасти в этой же точке;
   
– перепад давления в рассматриваемой точке;
   ρ – плотность воздуха за бортом;
   ω – частота вращения НВ;
   ψ – азимутальный угол положения лопасти;
   
– осредненное за один оборот НВ значение коэффициента перепада давления, определяемое как


   Исследования показали, что для идентификации продольной скорости движения НВ более удобно использовать информацию о величине среднего квадрата σ пульсаций коэффициента перепада давления, замеряемого в заданной точке хорды профиля,


   Величина среднего квадрата пульсаций коэффициента перепада давления теоретическим путем может быть определена следующим образом. В работе [2] представлен алгоритм вычисления коэффициентов тригонометрического полинома разложения аэродинамической нагрузки в виде коэффициента подъемной силы сечения лопасти:


   Используя связь между коэффициентом перепада давления
, замеряемым в точке
сечения
, и коэффициентом
подъемной силы этого сечения:


   где
и
– коэффициенты, зависящие для данной формы профиля лопасти только от положения точки
съема перепада давления, а
– величина безразмерной хорды лопасти в сечении
, представим коэффициент перепада давления в виде тригонометрического полинома


   где


   Подставляя (5.4) в (5.2), получим


   Таким образом, согласно [17, 18, 22], между величиной σ среднего квадрата пульсаций коэффициента перепада давления в заданной точке лопасти и параметрами движения НВ имеет место функциональная зависимость

   σ = f(CR, μ, θy, M, ρ), (5.7)

   где СR – коэффициент полной аэродинамической силы НВ;
   μ – безразмерная продольная скорость движения НВ;
   θy – безразмерная осевая скорость движения НВ;
   М – осредненное за один оборот НВ число Маха на конце лопасти;
   ρ – плотность воздуха.
   При этом


   где
– величина полной аэродинамической силы НВ;
   а – скорость звука за бортом;
   Vx – продольная скорость движения НВ;
   Vу – осевая скорость движения НВ.
   Если в полете осуществить замер: величины перепада давления в заданной точке лопасти НВ вертолета; скорости звука и плотности воздуха за бортом; величины полной аэродинамической силы НВ и осевой скорости его движения (например, используя методы [3]), то функциональная зависимость (5.7) может служить для идентификации величины безразмерной скорости μ продольного движения НВ.
   Поскольку функциональная зависимость (5.7) имеет сложный и неявный характер задания, то при заданных CR, θy, σ, M и ρ величину безразмерной продольной скорости движения НВ μ можно вычислить, применяя, например, метод Ньютона последовательных приближений нахождения корня уравнения (5.7):


   где в качестве нулевого приближения можно положить μ0 = 0,15, а производную


   находить как центральную разностную производную


   если
, или как правостороннюю разностную производную


   если μk
< 0, где
– задаваемое приращение величины μ (
= 0,01).
   Теоретические исследования предлагаемого аэрометрического метода среднего квадрата измерения продольной скорости движения НВ выполним для НВ вертолета Ми-8. При этом условимся точку съема перепада давления
располагать на расстоянии 40 % хорды от передней кромки лопасти.
   Используя (5.5) и (5.6), а также разработанный ранее алгоритм, мы получили распределение величины среднего квадрата σ пульсаций коэффициента перепада давления по сечениям лопасти НВ вертолета Ми-8 (рис 5.2÷5.4). Анализ этих зависимостей показывает, что для реализации предлагаемого способа измерения продольной скорости движения НВ целесообразно использовать информацию о величине среднего квадрата пульсаций перепада давления, замеряемого в сечениях
= 0,4÷0,5, как с точки зрения достаточно значительных пульсаций аэродинамической нагрузки в этих сечениях, так и с точки зрения меньшего влияния на величину σ этих пульсаций осевой скорости движения НВ. При этом на малых скоростях полета выгодно снимать информацию – в сечении
= 0,4, а на больших скоростях полета в сечении
= 0,48. Учитывая далее, что на больших скоростях полета продольная скорость движения вертолета может быть достаточно точно определена традиционными методами, а особый интерес представляет измерение малых скоростей полета, будем считать, что съем информации о величине среднего квадрата пульсаций коэффициента перепада давления осуществляется в сечении лопасти
= 0,4.

   Рис. 5.2

   Применяя (5.9), мы провели исследование влияния параметров движения НВ, плотности воздуха за бортом и величины среднего квадрата пульсаций коэффициента перепада давления, замеряемого на лопасти НВ вертолета Ми-8 в точке
= 0,4 сечения
= 0,4, на величину безразмерной продольной скорости движения НВ, измеряемую предлагаемым способом (рис. 5.5÷5.9). Анализ этих зависимостей показывает, что измерительная система обладает примерно одинаковой на всех режимах полета достаточно высокой чувствительностью к изменению основного регистрируемого параметра величине среднего квадрата пульсаций коэффициента перепада давления, существенное влияние на измеряемое значение μ оказывает величина полной аэродинамической силы НВ и его осевая скорость движения, а влияние сжимаемости и плотности воздуха за бортом менее существенно, причем зависимость μ от М и ρ линейна. Распределение σ пульсаций коэффициента перепада давления по сечениям лопасти НВ вертолета Ми-8 (
= 0,41; μ = 0,1; М = 0,65; ρ = 1,228 кг/м) приведено на рис. 5.5.

   Рис. 5.3. Распределение σ пульсаций коэффициента перепада давления по сечениям лопасти НВ вертолета Ми-8 (
= 0,41; μ = 0,2; М = 0,65; ρ = 1,228 кг/м3)

   Рис. 5.4. Распределение σ пульсаций коэффициента перепада давления по сечениям лопасти НВ вертолета Ми-8 (
= 0,41; μ = 0,3; М = 0,65; ρ = 1,228 кг/м3)

   Рис. 5.5. Зависимость безразмерной продольной скорости движения НВ от величины среднего квадрата пульсаций коэффициента перепада давления в точке
= 0,4,
= 0,4 (ρ = 1,228 кг/м3; М = 0,65)

   Рис. 5.6. Влияние коэффициента полной аэродинамической силы НВ на измеряемую величину безразмерной продольной скорости движения НВ (
= 0,4,
= 0,4, ρ = 1,228 кг/м3, М = 0,65)

   Рис. 5.7. Влияние осевой скорости на величину измеряемой безразмерной продольной скорости движения НВ (
= 0,4,
= 0,4, ρ = 1,228 кг/м3, М = 0,65)

   Рис. 5.8. Влияние числа Маха на измеряемую величину безразмерной продольной скорости движения НВ (
= 0,4,
= 0,4, ρ = 1,228 кг/м3)

   Рис. 5.9. Влияние плотности воздуха на измеряемую величину безразмерной продольной скорости движения НВ (
= 0,4,
= 0,4, М = 0,65)

5.2. Аэрометрический метод измерения продольной скорости движения несущего винта вертолета. Оценка точности



   Точность предлагаемого способа измерения продольной скорости Vx движения НВ может быть оценена величиной первого дифференциала функции (5.12), т. е. абсолютная погрешность измерения продольной скорости движения НВ будет равна


   где
,
, ΔVy, Δω, Δa, Δρ – инструментальные погрешности измерения перепада давления, полной аэродинамической силы НВ, его осевой скорости движения, частоты вращения НВ, скорости звука и плотности воздуха за бортом.
   Входящие в (5.13) производные имеют вид



   где производные от безразмерной продольной скорости движения НВ могут быть получены как производные неявно заданной функции (5.7):


   В свою очередь, производные


   могут быть вычислены как центральные разностные производные


   где
– задаваемые приращения коэффициента полной аэродинамической силы НВ, его безразмерной осевой скорости движения, числа Маха и плотности воздуха за бортом
.
   В таблицах 5.1 и 5.2 представлены значения производных безразмерной продольной скорости движения НВ вертолета Ми-8 для некоторых режимов полета в случае съема информации о величине перепада давления в точке
= 0,4 сечения лопасти
= 0,4. Значения производных продольной скорости движения НВ по входным параметрам измерительной системы представлены в таблицах 5.3 и 5.4. Оценка точности измерения продольной скорости движения НВ вертолета Ми-8 предлагаемым методом проведена в таблицах 5.5 и 5.6, при этом приняты следующие значения инструментальных погрешностей измерения входных параметров:
= 30 Па,
= 1300 Н, ΔVy = 1,2 м/с, Δa = 1,5 м/с, Δω = 0,1 рад/с, Δρ = 0,01 кг/м3.
   Анализ проведенных расчетов показывает, что погрешность измерения продольной скорости движения НВ вертолета возрастает с увеличением скорости полета и с уменьшением нагруженности НВ, достигая максимального значения ΔVx ≈ 4 м/с. При этом на малых скоростях полета для малонагруженного винта (СR = 0,01) погрешность измерения продольной скорости не превышает ΔVx = 2,7 м/с, а для НВ с СR = 0,02 эта оценка имеет место для всех скоростей полета.
   Основная доля погрешности измерения продольной скорости движения НВ приходится на погрешность измерения перепада давления и осевой скорости движения НВ, в меньшей степени влияет неточность измерения величины полной аэродинамической силы НВ, и малое влияние оказывает погрешность измерения частоты вращения НВ, скорости звука и плотности воздуха за бортом.

   Таблица 5.1. Значения производных безразмерной продольной оси движения НВ вертолета Ми-8. (СR = 0,01,
= 0,4,
= 0,4, ρ = 1,228 кг/м3, М = 0,65)