Расчет аэродинамических характеристик несущего винта
СОДЕРЖАНИЕ: Донской Государственный Технический Университет Кафедра «Авиастроение» Реферат Расчет аэродинамических характеристик несущего винта Выполнил: ст. гр. ТТА-31Донской 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 18
Тяга НВ Tнв , кгс 3800
Коэффициент использования ометаемой площади 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
D R = 2 |
R = 14.5/2 = 7.25 м |
Fo м = R2 (м2 ) | Fом = 3.14159525* 7.252 = 165,13м2 |
rэл = 0,7R (м) | rэл = 0,7*7,25 = 5,075 |
= n/30 (1/c) | = (3,14159525*210)/30 = 21,991 |
uЭ = rэл | uэ = 21,991*5,075 = 111,605 |
TV1 = 2FОм (м/с) | V1 = 3800/(2*0.079*0.92*165.13) = 12.566 |
– плотность воздуха на высоте 4500м (справочное)
= 0.0792 кгс*с2 /м4
Из треугольника скоростей элемента лопасти определяем угол притекания элемента
э = arctgrэл
э = 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 = R (м/с) | U =21.99*7.25 = 159.436 |
b = R/ (м) | b = 7.25/18 = 0.402 |
= kb/R | = (3*0.402)/(3.14159525*7.25) = 0.0529 |
2Т CT = (R)2 F ом | CT = (2*3800)/(0.0792*(21.991*7.25)2 *165.13*0.92) = 0.0248 |
3Ст Суе = | Суе = (3*0.0248)/0.0529 = 1.406 |
Мэ = uэ /ан | Мэ = 111.605/322.7 = 0.346 |
э = f(Cy ;Mэ ) (град.) | э = 100 19’ |
э = э + э | э = 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() для соответствующего Мэ (рис.2) и находим .
На рис.1 указываем углы э , э , э строим профиль элемента лопасти, скоростную систему координат.
Построим графическую зависимость Cxp =f() по характеристикам профиля NACA 23012 (Приложения 2) для соответствующего числа М (рис.2) находим Сxp э и переходим к расчету Yэ и Xэ (таблица 3).
Таблица 3
Cxp э = f(y ;Mэ ) | Cxp э = 0.024 |
Yэ = Суе * (uэ 2 /2)* b* r | Yэ = 1.406*(0.0792*111.6052 /2)*0.402*0.1 = 27.879 |
Xp э = Сxp е * (uэ 2 /2) * b* r | Xp э = 0.024*(0.0792*111.6052 /2)*0.402*0.1 = 0.476 |
Yэ и Xp э строим схему сил (рис.1), где Rэ , Tэ , Xэнв определяют графически.
Rэ = 27,882 кгс
Tэ = 27,632 кгс
Xэнв = 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 mк p = *CT * CT 4 |
mк p = *0,0248*0,0248+(0,024*0,0529)/4 = 0,0023 |
( R ) 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 = M/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() и Тэ = f().
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 |
2Т Суэ = kF(2 r2 + Vхнв 2 ) |
Суэ = 2*3800/(3*10,5*0,0792*(21,9912 *5,0752 +*49,242 )) = 0,223 |
Таблица 6
, град. | 00 | 300 | 600 | 900 | 1200 | 1500 | 1800 | 2100 | 2400 | 2700 | 3000 | 3300 | 3600 |
Wr э =rэ + +V*cosA*sin (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 |
Т э =Суэ ((Wr э )2 )/2* *b r (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 = 2100 и 3000 (рис.4)
dоб = (V*cosA)/ (м)
dоб = (50*cos(-100 ))/21.991 = 2.24 м
для построения треугольника скоростей элемента лопасти в азимутах =900 и 2700 (рис.5) определяем суммарную осевую скорость движения НВ.
Wунв = Vунв +V1 (м/с)
V1 = T/(2Fом V) (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)