3. Угол атаки несущего винта

Соответственно принятому в аэродинамике несущего винта разделению понятий аэродинамических поверхностей — лопасти винта и поверхности, ометаемой винтом при его вращении — необходимо разграничить понятие угла атаки сечения лопасти и угла атаки всего несущего винта.

Угол атаки в сечениях лопасти (обозначается греческой буквой α) аналогичен углу атаки крыла самолета и изменяется для сечений основной несущей части лопасти (от r = 0,5 R до r = R) от 0° до 15° (рис. 48).

Рис. 48. Угол атаки несущего винта

Угол атаки несущего винта (обозначается заглавной буквой А) — угол между направлением воздушного потока (противоположным направлению полета) и плоскостью вращения втулки несущего винта. Этот угол может иметь любое значение (от —180° до +180°) в зависимости от направления полета.

Если воздушный поток подходит к плоскости вращения винта снизу (автожирный режим), то угол атаки несущего винта считается положительным. Если воздушный поток набегает на несущий винт сверху, то угол атаки принимается отрицательным.

4. ПАРАМЕТРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕСУЩЕГО ВИНТА

Сравнительной характеристикой качества несущих винтов при различных их конструктивных параметрах будет являться, в конечном счете, величина тяги винта, создаваемой при затрате одной и той же мощности. Чем больше тяга, получаемая на единицу мощности, тем выше качество винта. Основными параметрами, от которых зависит величина тяги несущего винта и которые обусловливают режим его работы, являются: характеристики профиля лопасти, относительная, удельная нагрузка на 1 м² ометаемой площади р, коэффициент заполнения σ, количество лопастей, форма лопасти в плане, геометрическая закрутка лопасти, вес лопасти, жесткость конструкции лопасти, концевые и комлевые потери несущего винта, аэродинамические характеристики фюзеляжа и интерференция фюзеляжа и несущего винта, угол установки лопасти φ, число оборотов в минуту несущего винта п, характеристика режима работы винта μ и коэффициент притекания λ. Наконец, тяга несущего винта зависит от мощности, передаваемой на винт от двигателя, и от плотности воздуха. Первые девять из перечисленных параметров являются конструктивными параметрами данного винта; последние пять зависят от режима полета вертолета и от атмосферных условий.

6. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ СИЛЫ НА НЕСУЩЕМ ВИНТЕ

При рассмотрении маховых движений лопастей несущего винта было установлено, что лопасти винта вращаются не в плоскости, а след вращения их образует поверхность, близкую к поверхности конуса. На режимах вертикального полета ось этого конуса является продолжением оси вала винта и перпендикулярна плоскости вращения втулки винта. Во всех остальных случаях (горизонтальный полет, наклонный набор высоты, планирование) конус вращения лопастей отклонен от оси вращения втулки винта назад по

Рис. 66. Наклон конуса вращения несущего винта при косой обдувке

полету и в сторону — влево или вправо, в зависимости от направления вращения несущего винта за счет маховых движений лопасти. Иными словами, плоскость, проведенная через след движения концов лопастей, не параллельна плоскости вращения втулки винта, а отклонена назад и вбок в сторону идущей вперед лопасти (рис. 66).

Полная аэродинамическая сила направлена вверх по оси отклоненного конуса вращения лопастей.

Подобно тому как в аэродинамике самолета полную аэродинамическую силу, возникающую на крыле, раскладывают на две составляющие: подъемную силу Y и силу сопротивления X, в аэродинамике несущего винта полную аэродинамическую силу R обычно представляют как равнодействующую трех сил: силы тяги Т, направленной по: оси втулки несущего винта перпендикулярно плоскости вращения втулки; продольной силы Н, лежащей в плоскости вращения втулки винта и направленной назад, и боковой силы S, также лежащей в плоскости вращения втулки винта и направленной вбок (рис. 67). Для режимов висения, вертикального подъема и вертикального снижения сила тяги Т равна подъемной силе несущего винта Y (см. рис. 98).

В способах разложения полной аэродинамической силы на составляющие для крыла и для несущего винта легко видеть некоторое различие. Для самолета сила раскладывается на оси, связанные с воздушным потоком, при этом сила У всегда перпендикулярна направлению потока, а сила X направлена по потоку.

Для вертолета аэродинамическая сила раскладывается на оси, связанные не с воздушным потоком, а с осями самого вертолета, что соответствует разложению полной аэродинамической силы крыла на нормальную и тангенциальную составляющие (Rn и Rt). Такой выбор осей для разложения результирующей аэродинамической силы несущего винта обоснован необходимостью рассматривать силы относительно плоскости и оси вращения винта. Тяга винта, остающаяся приблизительно равной полной аэродинамической силе винта в любом режиме полета Т= (0,97--l,00) R, вследствие малости углов а_{1 1} и b₁ сохраняет направление, близкое к противоположному направлению силы веса G. Это позволяет во многих случаях значительно упростить прикидочные аэродинамические .расчеты вертолета.

Силы R и S сравнительно с Т невелики. Максимальная величина продольной силы примерно в 15—20 раз меньше тяги, а максимальная величина боковой силы в 30—35 раз меньше тяги.

15