Исследование вихревых явлений на роторе лопастного типа

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

систем отрабатывают ресурс до первого ремонта, проходят ремонт на авиаремонтном заводе, и продолжают дальнейшую эксплуатацию до второго ремонта. После выполнения второго ремонта, агрегаты систем продолжают свою эксплуатацию до полной выработки назначенного полного ресурса.

Максимальные значения отработки ресурса агрегатами рассматриваемых систем, приходятся на первый ремонт, и это логично, так как ресурс до первого ремонта обычно назначается несколько больше, чем межремонтный, поскольку новый самолет обладает большей долговечностью, чем самолет, прошедший первый ремонт.

Конструктор самолета приравнял полный ресурс и полный срок службы агрегатов к назначенному ресурсу и сроку службы самолета, и тем самым, исключил замену агрегатов систем по выработке ресурса раньше, чем закончится ресурс планера. Повысив этим эффективность самолета.

Реализуемые в эксплуатации процессы старения функциональных систем не имеют увеличения относительной отработки ресурсов систем до значения близких к 1. Представленные зависимости (рис. 1 и 2) процессов старения агрегатов рассмотренных функциональных систем, полученных по наработке

агрегатов в эксплуатации, проходят положе, чем зависимости, которые задает конструктор.

Следует отметить, что реализуемые в системах процессы старения для самолета Ту-154М также не имеют пиков увеличения относительной отработки ресурсов агрегатов систем до значений близких к 1. Процессы старения функциональных протекают значительно мягче процессов, заданных конструктором. Средние относительные отработки ресурсов, задаваемые конструктором, превышают значения 0,9 (рис. 4), т. е. происходит почти полная выработка ресурсов. В практике, средняя относительная отработка ресурсов не превышает 0,5.. .0,6.

Библиографические ссылки

1. Прейс А. А. Долговечность. Исследование и анализ процесса старения функциональных систем // Вестник СибГАУ. Вып. 1 (22). Красноярск, 2009. С. 102-106.

2. Бойко О. Г., Краснопеев В. Б. Исследование процессов старения систем электроснабжения и автоматики самолета Ту-154М//Вестник СибГАУ. Вып. 4 (21). Красноярск, 2008. С. 116-119.

© Прейс А. А., Шаймарданов Л. Г., 2010

УДК 629.014.01

А. М. Спирин Научный руководитель - Г. Д. Коваленко Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ ВИХРЕВЫХ ЯВЛЕНИЙ НА РОТОРЕ ЛОПАСТНОГО ТИПА

Изготовлена модель ротора лопастного типа, создающая тягу до 8.5 кгс, проведен эксперимент по визуализации характера обтекания лопастей ротора воздухом методом распыления краски из аэрографа с разных точек относительно ротора и на разных режимах его работы.

Ротор лопастного типа - это движитель летательных аппаратов, называемых цикложирами. Ротор состоит из двух или более лопастей, которые вращаются вокруг оси параллельной лопастям. На рис. 1 показана схема одного из первых проектируемых цикложиров. В своей прошлой статье мы изложили преимущества и недостатки данных летательных аппаратов.

Первые попытки проектирования и создания цикложиров для инженеров и конструкторов были неудачными. По нашему мнению основная причина неудач заключалась в методах определения подъемной силы такой установки. Подходы по расчету подъемной силы ротора были аналогичны с обычным крылом. Мы считаем, что они неприемлемы для роторов лопастного типа, потому что в таком роторе в отличие от отдельного крыла, возникают уже вихревые явления, которые искажают картину обтекания ротора. Так как лопасти ротора влияют друг на друга.

Нами был проведен эксперимент на функционирующем роторе лопастного типа, цель которого выявить картину обтекания лопастей для выявления оптимального режима.

Экспериментальный ротор 6-лопастной, диаметр его - 500 мм, длина кинематических поводков, изменяющих угол атаки лопастей - 504 мм. Автомат управления циклическим углом атаки лопастей задает геометрический угол, изменяющийся по циклу вращения синусоидально.

Рис. 1. Рисунок пассажирского цикложира, 1935 г. [1]

Секция ««Эксплуатацияавиационной техники»

Ручная подстройка общего угла атаки производится при помощи соответствующего устройства, точность настройки 1 град. Лопасть ротора имеет следующие параметры: хорда - 75 мм, профиль симметричный, длина - 630 мм. Заданные параметры при эксперименте: обороты п = 23 об/с (1380 об/мин); линейная скорость лопасти Улин = 36,11 м/с; угол атаки геометрический: задних лопастей агеом = 24 град 30 мин, передних лопастей агеом = 15 град; тяга Р = 6,2 кгс.

В нашем случае ротор можно рассматривать как систему лопастей, обтекаемых за счет кругового вращения, так что вектор аэродинамических сил направлен под углом в зависимости от угловой координации лопасти относительно плоскости полета цикложира.

Ниже на рис. 2 изображен режим углового поворота лопастей в каждой фазе вращения ротора.

В подтверждение представленной картины обтекания, которая соответствует режиму оптимальной работы, мы выявили картину обтекания методом визуализации краской.

Распыление краски производилось в шесть этапов с шести разных точек в торце ротора (рис. 3).

По результатам эксперимента мы установили, что в нижней части ротора происходит равномерное окрашивание от передней кромки лопасти и далее по профилю вдоль хорды. То есть циркуляция потока перенаправляет его вниз, значит там зона пониженного давления. Это говорит о том, что в нижней части ротора происходит безотрывное обтекание лопастей. В верхней же части ротора окрашивается только передняя часть лопастей, значит здесь зона повышенного давления, то есть режим отрывного обтекания лопастей.

Рис. 2. Теоретически предполагаемая картина обтекания

Каждая лопасть создает и подъемную силу и тягу, и значения этих сил разные для каждой лопасти. Изменяя геометрический угол установки лопастей, можно варьировать создаваемую ротором подъемную силу и тягу.

Из данного рисунка можно сделать вывод о циркуляции потока ротора лопастного типа: забираемый поток воздуха, проходя через ротор, будет стремиться в зону пониженного давления, то есть в нижнюю часть ротора. Таким образом, происходит скос потока относительно его первоначального направления.

Рис. 3. Результаты визуализации картины обтекания

Проведенный нами эксперимент, конечно, не дает полной картины обтекания лопастей ротора, не дает аэродинамической картины. Поэтому необходимо произвести теоретический расчет циркуляции каждой лопасти отдельно, затем циркуляции ротора в целом, и определить качество данного движителя, чтобы сопоставить его с другими типами движителей.

Библиографическая ссылка

1. URL: http://rotoplan.narod.ru.

© Спирин А. М., Коваленко Г. Д., 2010

УДК 656.7.071.13:519.234

А. С. Степанов Научный руководитель - С. М. Степанов Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации (Институт), Ульяновск

О СМЫСЛЕ ОШИБОК ПЕРВОГО И ВТОРОГО РОДА

Даны понятия, ошибок операторов (пилотов/диспетчеров) первого и второго рода.

«Ошибка» - одно из основных понятий надежно- факта, что ошибка в работе - это неотъемлемое свой-сти эргатической системы. Ясное понимание того ство любой эргатической системы, пришло к создате-