Реферат: Расчет аэродинамических характеристик несущего винта

Донской Государственный Технический Университет

Кафедра «Авиастроение»

Реферат

Расчет аэродинамических характеристик несущего винта

Выполнил: ст. гр. ТТА-31

Тройченко И.Н.

Проверил: преподаватель

Базаров А.Ф.

Ростов-на-Дону

2009г.

Исходные данные

Высота полета ЛА H, м 4500

Диаметр НВ Dнв, м 14.5

Число ЛНВ Kл 3

Удлинение ЛНВ λ 18

Тяга НВ Tнв, кгс 3800

Коэффициент использования ометаемой площади χ 0.92

Скорость движения вертолета V, км/час 180

Обороты несущего винта n, об/мин 210

Раздел 1

Для построения треугольника скоростей элемента лопасти (рис. 1) необходимо предварительно показать плоскость вращения втулки несущего винта, ось ее вращения и выполнить расчет по следующим формулам.

Таблица 1

R = ―2

R = 14.5/2 = 7.25 м

Foм= πR2(м2)

Fом= 3.14159525*7.252= 165,13м2

rэл= 0,7R (м)

rэл= 0,7*7,25 = 5,075

ω= πn/30 (1/c)

ω= (3,14159525*210)/30 = 21,991

uЭ= ωrэл

uэ= 21,991*5,075 = 111,605

TV1= √ 2ρχFОм(м/с)

V1= √ 3800/(2*0.079*0.92*165.13) = 12.566

ρ – плотность воздуха на высоте 4500м (справочное)

ρ = 0.0792 кгс*с2/м4

Из треугольника скоростей элемента лопасти определяем угол притекания элемента

βэ = arctg ωrэл

βэ = arctg 21.991 * 5.075 = 6042’

Угол атаки элемента лопасти определяем в следующем порядке:

Рассчитываем коэффициент подъемной силы элемента лопасти Суе коэффициент тяги Ст и число Мэ заданной высоты.

Таблица 2

U = ωR (м/с)

U =21.99*7.25 = 159.436

b = R/λ(м)

b = 7.25/18 = 0.402

σ= kb/πR

σ=(3*0.402)/(3.14159525*7.25) = 0.0529

2Т CT= ρ(ωR)2 Fом χ

CT= (2*3800)/(0.0792*(21.991*7.25)2*165.13*0.92) = 0.0248

3СтСуе= σ

Суе=(3*0.0248)/0.0529 = 1.406

Мэ= uэ/ан

Мэ=111.605/322.7 = 0.346

αэ= f(Cy;Mэ) (град.)

αэ=1019’

φэ= αэ+ βэ

φэ=1019’+642’ = 171’

ан – скорость звука на высоте 4500 м (справочно)

ан = 322,7 м/с

По характеристикам профиля строим графическую зависимость Су = f(α) для соответствующего Мэ (рис.2) и находим α.

--PAGE_BREAK--

На рис.1 указываем углы αэ, βэ, φэ строим профиль элемента лопасти, скоростную систему координат.

Построим графическую зависимость Cxp=f(α) по характеристикам профиля NACA 23012 (Приложения 2) для соответствующего числа М (рис.2) находим Сxpэ и переходим к расчету ΔYэ и ΔXэ (таблица 3).

Таблица 3

Cxpэ= f(αy;Mэ)

Cxpэ=0.024

ΔYэ= Суе *(ρuэ2/2)*b*Δr

ΔYэ=1.406*(0.0792*111.6052/2)*0.402*0.1 = 27.879

ΔXpэ= Сxpе *(ρuэ2/2)*b*Δr

ΔXpэ=0.024*(0.0792*111.6052/2)*0.402*0.1 = 0.476

ΔYэ и ΔXpэ строим схему сил (рис.1), где ΔRэ, ΔTэ, ΔXэнв определяют графически.

ΔRэ = 27,882 кгс

ΔTэ = 27,632 кгс

ΔXэнв = 3,726 кгс

Раздел 2

По формулам, представленным в табл.4, определяем момент сопротивления вращения НВ и мощность потребную для создания заданной тяги.

Таблица 4

Cxpэσ

mкp= ½*CT* √CT4

mкp= ½*0,0248*√0,0248+(0,024*0,0529)/4 = 0,0023

ρ(ωR)2Mc= mкp* * FомR(кг*м)

Mc=0,0023*(0,0792*(21,991*7,25)2)/2*165,13*7,25 = 2771,743 кг м

Nn= Mω/75 (л.с.)

Nn=(2771,743*21,991)/75 = 812,712 л.с.

Раздел 3

Определив Vхнв и Суэ при вычислении винта со скоростью V=180 км/час (таблица 5), можно перейти к расчету (таблица 6) и графическому построению (рис.3) зависимостей Wrэ = f(ψ) и Тэ = f(ψ).

Таблица 5

Vхнв= V*cosA(м/с)

Vхнв= 180/3,6*cos(-10) = 49.24 м/с

Vунв= V*sinA(м/с)

Vунв= 180/3,6*sin(-10) = 8.68 м/с

2Т

Суэ= kFρ(ω2r2+ ½Vхнв2)

Суэ= 2*3800/(3*10,5*0,0792*(21,9912*5,0752+½*49,242)) = 0,223

Таблица 6

Ψ, град.

300

600