Научная статья на тему 'Проблемы прочности и аэроупругости современных винтовентиляторов (вв)'

Проблемы прочности и аэроупругости современных винтовентиляторов (вв) Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
302
96
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Ученые записки ЦАГИ
ВАК
Область наук

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Мартынов Б. Б., Фомин Г. М.

Сформулированы особенности винтовентиляторных движителей (ВВД) по сравнению с традиционными воздушными винтами: их существенное отличие в геометрии и конструкционном материале, а так же в уровнях нагруженности, с учетом возможных компоновок ВВД на самолете. Разобраны вопросы аэроупругости винтовентиляторов. Кроме характерных проявлений в виде срывного флаттера, рассмотрены флаттер классический и флаттер в следе, которые появляются у ВВД благодаря особенностям их форм большому числу лопастей, соосности винтов и значительно увеличенным хордам пера. Изложены основы моделирования динамических процессов и создания динамически подобных моделей из композиционных материалов для этого.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Мартынов Б. Б., Фомин Г. М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Проблемы прочности и аэроупругости современных винтовентиляторов (вв)»

_____УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ Ц А Г И

Том XXI 1990

М 1

УДК 629.735.33.015.4.539.43

ПРОБЛЕМЫ ПРОЧНОСТИ И АЭРОУПРУГОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ВИНТОВЕНТИЛЯТОРОВ (ВВ)

Б. Б. Мартынов, Г. М. Фомин

Сформулированы особенности винтовентиляторных движителей (ВВД) по сравнению с традиционными воздушными винтами: их существенное отличие в геометрии и конструкционном материале, а так же в уровнях нагруженности, с учетом возможных компоновок ВВД на самолете.

Разобраны вопросы аэроупругости винтовентиляторов. Кроме характерных проявлений в виде срывного флаттера, рассмотрены флаттер классический и флаттер в следе, которые появляются у ВВД благодаря особенностям их форм — большому числу лопастей соосности винтов и значительно увеличенным хордам пера.

Изложены основы моделирования динамических процессов и создания динамически подобных моделей из композиционных материалов, для этого.

Создание ВВ — одно из наиболее перспективных направлений уменьшения удельного расхода топлива. ВВ будут иметь значительное преимущество перед ТРД также по тяге на режимах взлета и набора высоты, что обеспечит сокращение потребной длины ВПП и снижение шума на местности за счет более крутого набора высоты. И по сравнению с обычными воздушными винтами ВВ будут обладать рядом достоинств: за счет саблевидной формы лопастей и их малой относительной толщины КПД ВВ при крейсерских числах М = 0,75... 0,85 будет выше, чем у воздушных винтов, а уровень шума на таких скоростях с помощью этих мер можно удержать в пределах допустимого, в то время как воздушные винты на таких режимах скоростей будет генерировать недопустимо высокий шум. Применение для изготовления лопастей композиционных материалов (КМ), имеющих меньшую массовую плотность, чем дюраль, позволит уменьшить общую массу двигателя с ВВ, а большее, чем у обычных винтов число лопастей при большой ширине каждой лопасти, даст возможность несколько уменьшить габариты (диаметр) ВВ, что обеспечивает существенное расширение выбора вариантов компоновки силовых установок на самолете, включая их размещение и в хвостовой части фюзеляжа (рис. 1). Такое размещение двигателей представляет значительный интерес с позиций снижения шума в салоне.

Реализация преимуществ ВВ возможна лишь при успешном решении сложных взаимосвязанных проблем аэродинамики, акустики, прочности, конструирования, технологии изготовления. Необходимо создание такой конструктивной и динамической компоновки ВВ, которая отвечала бы всем требованиям статической прочности, выносливости, аэроупругости (отсут-

Рис. 1. варианты размещения ВВ в хвостовой ствие Дивергенции, срывного части самолетов и классического флаттера

лопастей) и имела бы приемлемые массовые и инерционные характеристики. Разработка такой компоновки ВВ и экспериментально-расчетные исследования, направленные на ее научное обеспечение, проводились авторами данной статьи, а также В. Д. Ильичевым, А. Н. Луговцовым, А. Ф. Кулешовым, К- Г. Кравцовым, Т. А. Кузнецовой и другими.

При разработке конструктивной и динамической компоновки ВВ необходимо учитывать их особенности по сравнению с традиционными воздушными винтами:

— необычную геометрическую форму лопастей, которые по условиям аэродинамики и акустики должны иметь малые относительные толщины сечений и значительную саблевидность (рис. 2);

— использование новых высокомодульных композиционных материалов для изготовления лопастей;

— большие, чем у воздушного винта, число и ширину лопастей.

Эти особенности определяют необходимость разработки новых методик исследования прочности и аэроупругости ВВ.

Одна из особенностей ВВ связана с применением тонких лопастей, имеющих в концевых сечениях относительную толщину с не более

2... 2,5%'. Уменьшение толщины приводит к снижению жесткости на кручение. Так как от жесткости на кручение (точнее от частоты собст-

венных крутильных колебаний) зависит критическая скорость срыв-ного флаттера, то частично компенсировать снижение жесткости можно за счет большей ширины лопасти в средней ее части (от г»0,3 до 0,7, где г — относительный радиус). Вообще говоря, широкая лопасть не будет оптимальной по аэродинамическим характеристикам, к тому же на нее будут действовать большие переменные аэродинамические нагрузки из-за неравномерности потока в ометаемой плоскости от косой обдувки винта или других причин, что приводит к повышению динамических напряжений в лопасти и других элементах винта. Однако приходится идти на компромисс между требованиями аэроднамики и прочности. Саблевидность (стреловидность) лопасти сильно влияет как на КПД, так и на уровень шума ВВ: чем больше угол саблевид-ности, тем ниже уровень шума, однако, если угол саблевидности превышает некоторую величину, то начинает уменьшаться КПД. Таким образом, выбор этого угла должен быть компромиссом между требованиями акустики и аэродинамики. Саблевидность обусловливает также большую связанность изгибных и крутильных деформаций лопасти, что может изменить условия возникновения срывного флаттера и существенно снизить критическую скорость изгибно-крутильного (классического) флаттера. Кроме того, большая саблевидность может привести к значительным деформациям и высоким уровням напряжений вблизи тонкой задней кромки.

Необходимость обеспечить требуемые характеристики прочности и аэроупругости и создать возможность управления шагом винта в сочетании с приемлемым весом ВВ заставляет перейти для изготовления лопастей от дюраля к КМ. Они позволяют несравненно более целенаправленно скомпоновать лопасть с необходимыми прочностными, жест-костными и массовыми характеристиками и существенно снизить вес винта. Так как у широкой лопасти центробежный момент инерции относительно ее оси будет значительным, то, учитывая большое число лопастей ВВ, управление шагом винта с дюралевыми лопастями, имеющими значительную массовую плотность, оказалось бы невозможным, ибо потребовалась бы непомерная мощность механизма управления. Поэтому для изготовления лопастей ВВ надо использовать материал с меньшей массовой плотностью. Вследствие этого уменьшается влияние центробежных сил, что приводит к повышению роли статического изгиба в общем деформированном состоянии и приходится обязательно предусматривать «разгрузку» лопасти (см., например, [1]). Может также произойти усиление изгибных колебаний, в частности, от косой обдувки винта.

Серьезные проблемы могут возникнуть в связи с реверсированием тяги винта — здесь уже нельзя применить простую «разгрузку» лопастей, весьма вероятен интенсивный срывной флаттер, на переходных режимах может проявиться флаттер в следе (wake flutter).

На режиме реверса тяги срывной флаттер ВВ может оказаться более интенсивным, чем у обычных винтов, из-за саблевидности лопастей, а вероятность возникновения флаттера в следе возрастает из-за большего, чем у обычных винтов, числа лопастей и большой ширины каждой лопасти.

Большое число лопастей помимо усложнения конструкции винта и двигателя может существенно изменить по сравнению с изолированной лопастью картину классического флаттера.

Условия работы ВВ при размещении непосредственно за крылом в толкающей схеме или в хвостовой части самолета с тем, чтобы снизить уровень шума в салоне, будут более тяжелыми, чем традиционных

винтов, которые размещались, как правило, перед крылом, т. е. находились в потоке со сравнительно слабыми возмущениями. Ресурс их лопастей определялся, в основном, уровнем динамических напряжений, вызванных косой обдувкой винта. Здесь же перед ВВ может оказаться крыло с его механизацией, след от которых будет попадать на винт. Аэродинамическое возбуждение колебаний лопастей возрастет, следовательно, повысится уровень динамических напряжений, что может привести к снижению ресурса.

Таким образом, аэродинамическая компоновка и конструктивная схема ВВ должны быть тесно увязаны с его динамической компоновкой, под которой следует понимать определенное соотношение между жесткостными и массово-инерционными характеристиками, обеспечивающее нужную совокупность частот, форм и декрементов собственных колебаний.

Частота собственных колебаний, Гц

Форма собственных колебаний рас- чет экспери- мент расхож- дение рас- чет экспери- мент расхож- дение

]. Изгиб первого тона, безуз-ловая форма 50,4 50,6 +0,3% 61,2 63,2 +3,07%

2. Изгиб второго тона, одна узловая линия 17*. 8 135,2 —27% 190,4 193 + 1,35%

3. Изгиб третьего тона, две узловые линии 351,3 339 —2,63% 424 406 —4,43%

4. Кручение первого тона, одна узловая линия 395 360 —9,7% 347 348 +0,28%

5. Кручение второго тона, две узловые линии 443 — — — —

Определять частоты и формы собственных колебаний, а также величину статических напряжений в лопастях необходимо, начиная с ранних стадий проектирования, когда можно воспользоваться лишь расчетными методами. Так как лопасти ВВ тонкие, широкие, саблевидные, изготавливаются из анизотропных КМ, то обычная для лопастей традиционных винтов балочная Схематизация здесь непригодна. В связи с этим в ЦАГИ была разработана и реализована в виде программ «Пуск» методика расчетных исследований прочности ВВ на основе метода конечных элементов (МКЭ). Использование КМ, имеющих сложную структуру, потребовало включения в библиотеку КЭ специально разработанного многослойного элемента, позволившего провести расчет частот и форм собственных колебаний лопасти из многослойного КМ. Было проведено также сравнение характеристик собственных колебаний указанной лопасти с лопастью той же формы, сделанной из дюраля. Обе лопасти рассчитывались по одной и той же конечноэлементной схеме с числом КЭ 338 и числом узловых точек 205. Были получены частоты и формы шести низших тонов собственных колебаний композитной и дюралевой лопастей. Классификация форм колебаний с указанием собственных частот приведена в таблице. Имеются некоторые различия между композитной и дюралевой лопастями: например, по расчету частота собственных крутильных колебаний лопасти из КМ оказалась на 17% выше, чем у идентичной по форме дюралевой лопасти.

Уровень совершенства динамической компоновки ВВ определялся по результатам экспериментального исследования моделей: характеристики собственных колебаний определялись путем резонансных испытаний, а критические скорости флаттера — при испытаниях модели на винтовом стенде. В процессе создания самих моделей разрабатывалась концепция конструктивной и динамической компоновки лопасти из КМ. В качестве первоначального варианта была выбрана лопасть, для которой, как уже упоминалось, был проведен расчет статических напряжений и характеристик собственных колебаний. Она имела относительную ширину & = 15,5% и относительную толщину с=1,8% на г=0,7, концевая часть лопасти была близкой к прямоугольной. Из существую щих материалов более всего подходили угле- и органоволокно, однако углепластик хрупок, поэтому был выбран органоволокнит. Для того, чтобы при заданной геометрии лопасти сделать частоту ее собственных крутильных колебаний первого тона максимально высокой, конструкция пера лопасти имела вид толстостенного замкнутого контура, набранного из слоев высокомодульного органоволокнита, расположенных под углами ±45° к продольной оси. Направление укладки слоев и их чередование были такими, что каждые четыре слоя образовывали первичный контур, воспринимающий крушение в обоих направлениях симметрично.

Выбор размеров модели был продиктован, с одной стороны, особенностями конструкции лопасти из КМ и, с другой стороны, располагаемыми возможностями винтового стенда, на котором предполагалось проведение испытаний. Поскольку минимальная толщина монослоя композита составляла 0,1 мм, то толщина набора из 4-х слоев будет 0,4 мм, а теоретически задняя кромка должна быть острой. Исходя из этого, линейный размер модели следует выбирать как можно большим. На моделях малых размеров нельзя отразить и некоторые другие особенности конструкции и технологии изготовления лопасти из КМ. Например, из-за малой толщины модельной лопасти, особенно в концевых сечениях, количество монослоев композита не может быть более двух — четырех, т. е. нельзя создать многослойный контур. Это приведет к уменьшению жесткости и некоторому уменьшению частот собственных колебаний по сравнению с необходимым по подобию.

С другой стороны, размер модели ограничивался располагаемой мощностью и крутящим моментом существующего винтового стенда. При этом необходимо было обеспечить достижение окружной скорости конца лопасти до 250 м/с. Все вместе определило для модели выбор диаметра £> = 0,9 м. '

.Модели лопастей из КМ были изготовлены методом горячего прессования пакетов препрега, выложенных послойно в пресс-форме. После соединения двух половин пресс-формы ее выдерживали в термошкафу по заданной программе термообработки.

Одновременно с изготовлением лопастей из КМ были изготовлены две идентичные им по геометрии лопасти из дюраля, которые „.выполняли роль образцов для сравнения.

Экспериментальные исследования моделей позволили более надежно, чем расчет, получить частоты и формы собственных колебаний. Величину же конструкционного демпфирования вообще получить расчетом нельзя, здесь единственный путь — проведение испытаний. Экспериментально полученные величины частот собственных колебаний лопастей из КМ и дюраля даны в таблице, где приведено их сопоставление с результатами расчета. Оно показывает, что в тех случаях, когда по расчету и эксперименту для какой-либо формы собственных коле-

баний расположение узловых линий было одинаковым, соответствие результатов хорошее. Есть, однако, случаи существенного расхождения, которые нуждаются в дополнительных исследованиях. Эксперимент подтвердил, что частота собственных крутильных колебаний лопасти из КМ выше, чем у соответствующей ей дюралевой, хотя разница здесь меньше, чем по расчету.

По осциллограмме затухающих изгибных колебаний лопасти из КМ, возникавших после приложения к ней ударной нагрузки, был определен логарифмический декремент колебаний, который оказался равным 0,13, что примерно в три раза выше, чем у дюралевой лопасти.

Полученная при резонансных испытаниях информация может быть использована для более детального выяснения работоспособности композитных лопастей, она необходима, например, при анализе результатов исследований флаттера ВВ.

Одной из наиболее важных и сложных проблем создания ВВ является проблема обеспечения их безопасности от срывного флаттера (СФ). Общие закономерности, присущие СФ лопастей воздушных винтов, справедливы и для ВВ. Исследования СФ винтов обычной компоновки с дюралевыми лопастями и их моделей обширны и интересующихся этим вопросом читателей мы отсылаем к специальной литературе. Однако, насколько нам известно, в литературе нет описания существенной особенности СФ лопастей соосных винтов — так называемого явления принудительной синхронизации колебаний, обнаруженного Г. М. Фоминым еще в 50-е годы [2]. Пользуясь случаем, приведем лишь весьма краткое изложение полученных им результатов.

Известно, что при создании винта для самолета Ту-114 пришлось столкнуться с возникновением срывного флаттера лопастей при работе винта «на месте». Возбуждение СФ связано с эффектами динамического срыва потока при крутильных колебаниях лопасти, в которых важную роль играют нелинейные аэродинамические зависимости. Особенность срывного (нелинейного) флаттера состоит в том, что колебания

быстро выходят на предельный цикл. На рис. 3, а представлено изменение относительной амплитуды крутильных колебаний конца лопасти 0 (область при 0>0,5 соответствует интенсивному СФ) в зависимости от скорости вращения винта для двух углов установки лопастей. Начиная с некоторого момента, при увеличении скорости вращения винта происходит быстрое нарастание интенсивности колебаний. Но амплитуда предельного цикла даже при интенсивном СФ, как правило, не столь велика, чтобы вызвать немедленное разрушение конструкции, и поэтому обычно речь идет не о границе устойчивости и не о «разносных» вибрациях с неограниченно возрастающими амплитудами, как при классическом флаттере. Тем не менее остается весьма острым вопрос — сколь интенсивны колебания и сколь велики динамические напряжения в материале лопасти. И если они недопустимы (а допустимой величиной следует считать 0<О,5), то винт необходимо обезопасить от СФ. Срывной флаттер — пример того, как задача об автоколебаниях смыкается с задачей усталостной прочности. Следует отметить, что воздушный винт для самолета Ту-114 был соосным. При соосной схеме КПД винта может быть на несколько процентов выше, чем одиночного. Но в таком случае, кроме усложнения конструкции, значительно трудней, как показали наши исследования, предотвратить СФ лопастей. На лопастях соосного винта, состоящего из двух винтов, вращающихся в противоположных направлениях, возникают периодические возмущения потока, которые связаны с прохождением лопастей одного винта перед (или за) лопастями другого. Частота возмущений равна произведению числа оборотов на общее число лопастей винта.

Эти возмущения существенно усложняют картину СФ. У одиночного винта частота колебаний при СФ не меняется с изменением скорости вращения винта и практически совпадает с собственной частотой крутильных колебаний лопасти, а амплитуды предельных циклов, начиная с некоторого момента, монотонно и резко возрастают (и нас интересует именно эта критическая скорость). У соосного же винта наблюдается смена режимов колебаний: в некоторых диапазонах скоростей вращения винта возникают режимы захватывания частоты (синхронизации) автоколебаний, когда внешняя сила «навязывает» свою частоту колебательной системе. Захватывание может возникать не только на основной частоте, но и на так называемых комбинационных частотах. Ширина каждой полосы захватывания зависит от соотношения между величиной внешнего возмущения и амплитудой предельного цикла. Примерно в середине полосы захватывания амплитуды колебаний достигают максимума, который может значительно превышать амплитуду предельного цикла. Вне областей захватывания наблюдаются почти периодические колебания (биения), которые можно рассматривать как комбинацию из двух составляющих: одной, имеющей частоту внешней силы, и другой, имеющей частоту автоколебаний. Вблизи областей захватывания почти периодические колебания имеют более сложный характер: здесь возникает спектр частот с интенсивными комбинационными тонами. При синхронизации автоколебаний нас интересует в первую очередь не критическая скорость вращейия винта, а максимальные значения амплитуд в зонах захватывания и областях почти периодических колебаний.

На рис. 3, б дана амплитудно-частотная характеристика колебаний лопастей переднего и заднего соосных винтов. Отчетливо видны четыре различных зоны: 1 и 3 — области почти периоди-

ческих колебаний; 2 — область захватывания на основной частоте рк = 7 пь. Явление принуди-вания на комбинационной частоте рк=7пь. Явление принудительной синхронизации (захватывания частоты) колебаний характеризует СФ как процесс в системе с сугубо нелинейными характеристиками. Близкое по своему характеру явление было недавно обнаружено при исследовании классического флаттера 4-х и 8-ми лопастных моделей ВВ с лопастями БКЗС-Х2 из КМ ,[3].

Хотя общие закономерности лопастей воздушных винтов и ВВ одинаковы, однако для ВВ необходимо дополнительно исследовать два важных обстоятельства — влияние на СФ материала лопастей, точнее конструктивного решения лопасти из КМ, и саблевидности лопастей. В этом отношении представляют интерес результаты испытаний моделей ВВ, проведенных на винтовом стенде (рис. 4) до окружных скоростей конца лопасти порядка

220... 285 м/с. Оценка интенсивности СФ производилась по величине относительной деформации сдвига у-

Для первоначального по геометрии варианта лопасти проведено сопоставление характеристик СФ лопастей из органоволокнита и дюраля. Результаты испытаний представлены на рис. 5. При наиболее неблагоприятном угле установки <ро,75=25° СФ лопасти из органоволокнита, имевшей частоту собственных крутильных колебаний ркр = 360 Гц, отмечается уже при окружной скорости конца лопасти УКОНц=200 м/с, т. е. характеристики СФ этой лопасти неудовлетворительны. Близкий результат получен и для идентичной по геометрии дюралевой лопасти (ркр=350 Гц): при УКонц=170 м/с возникает интенсивный СФ—кривая изменения динамических деформаций приобретает вид «стенки». Применительно к этой лопасти величина критерия А, определяющего границу безопасности от СФ, составила 1,85, тогда как для лопастей, безопасных от СФ, она должна быть не больше 1,37 [4].

Так как характеристики СФ лопасти из органоволокнита оказались неудовлетворительными, лопасть первоначального варианта была доработана в двух направлениях: частота первого тона собственных крутильных колебаний была повышена за счет уменьшения момента инерции концевой части лопасти путем уменьшения хорд концевых сечений, начиная с г = 0,65. Доработанная лопасть имеет саблевидность по. передней кромке, т. е. приближается по своей форме к лопастям современных ВВ. Кроме того, лопасть была усилена за счет добавления к органоволокниту нескольких слоев углепластика. В результате экспериментально определенная частота собственных крутильных колеба-

ний доработанной лопасти оказалась значительно выше /?кр = 450 Гц. При наиболее неблагоприятном угле установки ф0,75 = 25° и окружной скорости УКонц=226 м/с динамические деформации сдвига не превосходят 7=0,25-10-3 (см. рис. 5), т. е. этот вариант лопасти удовлетворяет условиям безопасности от СФ. Проведенные исследования показали принципиальную возможность создания конструкции лопасти из высокомодульных композиционных материалов, удовлетворяющей условиям безопасности от срывного флаттера. Дополнительно требуется изучение влияния конструкционного демпфирования КМ (логарифмического декремента колебаний) на условия возникновения СФ.

Рис. 5. Результаты испытаний моделей на срывной флаттер:

X — органоволокнит 1 .

г I первоначальный вариант

О — дюраль I

О — доработанная лопасть из КМ

Рис. 6

Другим важным моментом является оценка влияния саблевидности на характеристики СФ. Исходя из общих соображений, оно должно быть благоприятным в отношении безопасности от СФ, так как сабле-видность обусловливает связанность крутильных и изгибных деформаций, и в этом случае для возбуждения СФ необходима затрата большей энергии, чем при чисто крутильных колебаниях. К сожалению, данных о СФ саблевидных лопастей в настоящее время мало. Проведены испытания моделей с саблевидными лопастями и лопастями, имевшими прямую ось, на винтовом стенде. И те и другие лопасти изготовлены из дюраля. По своим геометрическим характеристикам— длине, ширине и толщине — они близки друг к другу (хотя и не идентичны), а сильно отличаются только формой в плане. Частота собственных крутильных колебаний саблевидной лопасти рКр= 1320 Гц и лопасти с прямой осью ркр=1070 Гц. Результаты испытаний показали, что СФ саблевидной лопасти наступает позже, чем лопасти с прямой осью. На рис. 6 показаны фотографии серии модельных лопастей, изготовленных из КМ. В левом углу представлена лопасть, имеющая форму, соответствующую современным ВВ. Три таких лопасти одинаковой геометрии (формы в плане и распределения толщины) были изготовлены из разных КМ — органоволокнита 7ТО, жгута 6НЖ и «ар-моса». Применение различных по свойствам КМ дает богатые возможности целенаправленного варьирования характеристик конструкции. Резонансные испытания показали, что спектры реакции конструкции на внешнее возбуждение зависят от типа КМ. Так, наиболее важная для анализа СФ частота крутильных колебаний лопастей из упомянутых КМ соответственно составляет 236, 290, 323 Гц. Материал «ар-мос» отличается от двух других большим модулем упругости.

Эти лопасти, предназначенные для исследования СФ и определения нагруженности при косой обдувке и при неравномерности потока в ометаемой плоскости винта, предполагается использовать и для изучения особенностей классического флаттера ВВ. Как известно [4], классический флаттер не является актуальным для винтов обычной компоновки с металлическими лопастями. Для ВВ это не так. Здесь могут существенно сказаться три фактора: переход от металлической конструкции лопастей к конструкции из КМ, увеличение числа лопастей и, что наиболее важно, — саблевидность тонких широких лопастей.

Оценочный расчет для изолированной лопасти с прямой осью, изготовленной из стеклотекстолита, показал, что критическая скорость классического флаттера такой лопасти значительно выше диапазона эксплуатационных скоростей вращения винта, т. е. сам по себе переход от металла к КМ, по-видимому, никаких существенных изменений в отношении классического флаттера не несет. Взаимное аэродинамическое влияние лопастей (эффект «решетки») и их упругая связь через втулку может оказаться сильным дестабилизирующим фактором, снижающим критическую скорость классического флаттера [3]. Несомненный интерес представит обследование режимов, на которых возможно одновременное возникновение классического флаттера и флаттера в следе. В этом случае число лопастей будет одним из важнейших параметров. Но, разумеется, самым существенным является влияние на классический флаттер саблевидности лопастей, обусловливающей сильную связанность крутильных и изгибных колебаний лопастей. В [3] указывается, что требования по безопасности от классического флаттера могут оказаться решающими при выборе угла саблевидности лопасти.

В заключение можно сделать вывод, что показана практическая1 возможность создания такой компоновки ВВ и, прежде всего, лопастей из КМ, которая обеспечивает требуемые аэродинамические, прочностные и аэроупругие характеристики.

ЛИТЕРАТУРА

1. А л е к с а н д р о в В. Л., Воздушные винты. — М.: Оборонгиз,

1953.

2. Майка пар Г. И., Халезов Д. В., Белкин С. Л., Блях-м а н Б. П., П о ж а л о с т и н А. И. Исследования воздушных винтов. —

В кн.: ЦАГИ—основные этапы научной деятельности 1918—1968 гг.—

М.: Машиностроение, 1976. ,

3. Gatzen В. S. Turboprop design-now and the future. — In «ICAS

Proceedings 1982», vol. 2. 1982. -

' 4. Единые нормы летной годности гражданских транспортных самолетов стран — членов СЭВ. — М.: СЭВ, 1985.

Рукопись поступила 1/VII 1988 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.