Численные модели и методы исследования нагружения вертолета с бесшарнирным несущим винтом

• Автор: Гирфанов, Азат Марселович
• Шифр специальности: 05.07.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 339 с. : 7 ил.

Содержание
Введение

Общие положения

Системы координат

Основные обозначения

1 Аэроупругая модель несущего винта вертолета

1.1 Уравнения колебаний упругой лопасти винта с учетом произвольного пространственного движения вертолета

Пространственное движение вертолета

Вращение несущего винта

Упругие деформации лопасти

Упруго-маховые движения
Абсолютные скорости и ускорения движения лопасти
1.2 Нагрузки, действующие на лопасти
Элементарная массово-инерционная нагрузка
Элементарная аэродинамическая нагрузка на лопасти
Общие уравнения моментов внешних сил
Суммирование нагрузок на втулке от лопастей винта
2 Методы и способы численного решения уравнений движения лопасти
2.1 Интегрирование по длине лопасти
2.2 Интегрирование по времени
2.3 Сравнительный анализ и исследование сходимости применяемых методик интегрирования
2.4 Имитационное моделирование нагружения несущего винта вертолета
Искусственные нейронные сети
Программная реализация алгоритмов параллельного вычисления с использованием скрытых резервов персонального компьютера
Влияния топологии нейронной сети на точность моделирования нагрузок, создаваемых несущим винтом вертолета
3 Моделирование упругого элемента бесшарнирной втулки
3.1 Бесшарнирная втулка вертолета «Ансат»
3.2 Матрицы податливости торсиона
Влияние температуры на деформационные свойства торсиона
3.3 Оценка уровня упругих деформаций лопасти
3.4 Исследование возможности подбора эквивалентного
шарнирного винта
Влияние бесшарнирной втулки на нагружение винта при вращении его в пространстве
4 Модели балансировки одновинтового вертолета
4.1 Линеаризованная методика расчета балансировки вертолета с
несущим шарнирным винтом
4.2 Пространственная балансировка вертолета
4.3 Результаты расчетов балансировки
4.4 Приведение к натурным характеристикам вертолета с
дополнительным оборудованием
Процедура и интегральные результаты приведения к натурным
характеристикам
Методика обработки летных данных
Балансировочные характеристики
Нагрузки на HB
Нагрузки на РВ
4.5 Исследование нагружения торсиона на установившихся
режимах полета
Влияние упругости лопастей на нагружение торсиона
Оценка возможности применения эквивалентного шарнирного
винта при вычислении нагружения торсиона
Влияние уровня сдвиговых деформаций торсиона на нагружение винта и балансировку вертолета
4.6 Развитие модели пространственной балансировки
4.7 Вибробалансировка вертолета
4.8 Результаты расчетов вибробалансировки
5 Моделирование динамики движения вертолета в пространстве
5.1 Уравнения нелинейной динамики движения вертолета
5.2 Результаты расчетов динамики неустановившегося движения
вертолета
Оценка достоверности моделирования динамики
неустановившегося движения лопастей
Исследование влияния способа моделирования нагружения на НВ при решении задачи динамики полета вертолета
5.3 Исследования некоторых неустановившихся режимов полета
вертолета
Максимальные достижимые перегрузки
Минимальные достижимые перегрузки
Посадка на авторотации
Полет по заданной траектории
Заключение
Приложение

{Пх(ї1х г)| =
■у- •х + сог ■®х •
•2 — К2+®2) ■у + 0)х ■соу •X (1.1.13)
•х- (а)2у+й)2х) ■г + Оу а. У
Кориолисово ускорение, обусловленное взаимодействием переносного и относительного движений
0)у-Х-С0г-у
2{(Пхг)} = 2" о)г •х-сох-і >. (1.1.14)
сох-у-соу-х
Относительные ускорения, скорости и перемещения элемента лопасти записываются как
(1.1.15)
X г •к
п У {г}=- У

Просуммируем полученные составляющие и введем две матрицы
х + юу-2-0)г-у у + а>г-х-сох-
2 + сох-у-соу-х
{г + Пхг} =
|г + £1хг + 2Йхг + £1х(Пхг)| = -6>г

(1.1.16)
+С0у-0)х
2 (0У • 2 — С02 ■у) +
Ч)- х + сог •
2{®г ■х-сох •*) +
со])- у + 0)х- X
2(®, ■У-С0у ■х) +
®2)’ 2 +СО у- (0Х- У
(1.1.17)