регистрация / вход

Расчет аэродинамических характеристик несущего винта

Донской Государственный Технический Университет Кафедра «Авиастроение» Реферат Расчет аэродинамических характеристик несущего винта Выполнил: ст. гр. ТТА-31

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 λ18

Тяга НВ Tнв , кгс 3800

Коэффициент использования ометаемой площади χ0.92

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

D

R = ― 2

R = 14.5/2 = 7.25 м
Fo м = πR22 ) 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*с24

Из треугольника скоростей элемента лопасти определяем угол притекания элемента

βэ = arctgωrэл

βэ = arctg21.991 * 5.075 = 60 42’

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 F ом χ CT = (2*3800)/(0.0792*(21.991*7.25)2 *165.13*0.92) = 0.0248
т Суе = σ Суе = (3*0.0248)/0.0529 = 1.406
Мэ = uэн Мэ = 111.605/322.7 = 0.346
αэ = f(Cy ;Mэ ) (град.) αэ = 100 19
φэ = αэ + βэ φэ = 100 19 +60 42’ = 170 1

а н – скорость звука на высоте 4500 м (справочно)

а н = 322,7 м/с

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

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 Сxp э и переходим к расчету ΔYэ и ΔXэ (таблица 3).

Таблица 3

Cxp э = f(αy ;Mэ ) Cxp э = 0.024
ΔYэ = Суе * (ρuэ 2 /2)* b* Δr ΔYэ = 1.406*(0.0792*111.6052 /2)*0.402*0.1 = 27.879
ΔXp э = Сxp е * (ρuэ 2 /2) * b* Δr ΔXp э = 0.024*(0.0792*111.6052 /2)*0.402*0.1 = 0.476

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

Δ Rэ = 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

Cxp э σ

mк p = ½*CT * √CT 4

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

ρ ( ωR ) 2 Mc = mк p * * Fом R (кг*м)

2

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 Wr э = f(ψ) и Тэ = f(ψ).

Таблица 5

Vхнв = V*cosA (м/с) Vхнв = 180/3,6*cos(-100 ) = 49.24 м/с
Vунв = V*sinA (м/с) Vунв = 180/3,6*sin(-100 ) = 8.68 м/с

Суэ = kFρ(ω2 r2 + ½ Vхнв 2 )

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

Таблица 6

Ψ, град. 00 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600
Wr э =ωrэ + +V*cosA*sinψ (м/с) 111,6 136,22 154,25 160,84 154,25 136,22 111,6 86,99 68,96 62,365 68,96 86,99 111,6
ΔТ эуэ (ρ(Wr э )2 )/2* *b Δr (кгс) 4,421 6,587 8,447 9,184 8,447 6,587 4,421 2,686 1,688 1,38 1,688 2,686 4,421

Далее рассчитываем диаметр зоны обратного обтекания и графически определяем участки обратного обтекания лопасти в азимутах ψ = 2100 и 3000 (рис.4)

dоб = (V*cosA)/ ω (м)

dоб = (50*cos(-100 ))/21.991 = 2.24 м

для построения треугольника скоростей элемента лопасти в азимутах ψ=900 и 2700 (рис.5) определяем суммарную осевую скорость движения НВ.

Wунв = Vунв +V1 (м/с)

V1 = T/(2ρFом χV) (м/с)

V1 = 3800/(2*0.0792*165.13*0.92*50) = 3.16 м/с

Wунв = 8,68+3,16 = 11,84 (м/с)

ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

Комментариев на модерации: 2.

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий