Выбор параметров легких транспортных вертолетов с учетом природно-климатических условий эксплуатации

• Автор: Вагефинежад, Шахрам
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
СОДЕРЖАНИЕ

Список условных обозначении
Введение
1. Обзор вертолетного парка Ирана и особенности природно-климатических условий эксплуатации вертолетов
1.1. Анализ вертолетного парка Ирана
1.2. Географическое положение и природно-климатические условия Ирана
1.3. Общая характеристика расположения вертолетных баз и вертолетных маршрутов Ирана
2. Математическая модель формирования облика вертолета, удовлетворяющего требованиям технического задания
2.1. Методологические основы анализа и выбора проектных решений
2.2. Общая постановка задачи формирования облика вертолета
2.3. Алгоритм весового расчета вертолета
2.3.1. Лопасти несущего и рулевого винтов
2.3.2. Втулки несущих винтов
2.3.3. Трансмиссия
2.3.4. Фюзеляж
2.3.5. Шасси
2.3.6. Управление
2.3.7. Силовая установка
2.3.8. Оперение
2.3.9. Оборудование
2.3.10. Расчет взлетной массы вертолета
2.4. Алгоритмы расчета аэродинамических и летно-технических характеристик вертолета
2.4.1. Вихревая модель несущего винта и средняя по диску индуктивная скорость
2.4.2. Коэффициенты махового движения лопастей
2.4.3. Коэффициенты сил и моментов на валу винта
2.4.4. Коэффициенты сил и моментов на фюзеляже
2.4.5. Балансировка вертолета
2.4.6. Организация последовательности вычислительного процесса
2.4.7. Расчет летно-технических характеристик
2.4.8. Оценка достоверности алгоритма аэродинамического расчета
2.5. Алгоритм формирования облика вертолета
2.6. Оценка достоверности алгоритма формирования облика вертолета
3. Исследование влияния параметров транспортного вертолета на критерий функциональной эффективности
3.1. Критерии оценки функциональной эффективности
3.2. Влияние параметров транспортных вертолетов на приведенную производительность

Содержание
4. Формирование технического задания на проектирование транспортного вертолета с учетом природно-климатических условий его эксплуатации
4.1. Расчет затрат на выполнение грузоперевозок совокупным вертолетным парком
4.2. Математическая модель типовой транспортной операции
4.3. Расчет себестоимости летного часа
4.3.1. Затраты на амортизацию
4.3.2. Затраты на техническое обслуживание
4.3.3. Расходы на зарплату летных экипажей
4.3.4. Расходы на горюче-смазочные материалы
4.4. Расчет стоимости вертолета
4.5. Влияние параметров технического задания на удельные затраты при выполнения заданного объема грузоперевозок
4.6. Выбор оптимальной грузоподъемности легкого транспортного вертолета при перевозке непартионных грузов
4.7. Сравнительный анализ перевозки партионных грузов двух- и трехтиповым вертолетным парком
Выводы
Литература
Список условных обозначений
Список условных обозначений Линейные размеры
Ь - дальность полета;
Н- текущая высота полета вертолета над уровнем моря;
Ядан - динамический потолок;
Нст - статический потолок;
Щ - базовая высота полета вертолета;
К - радиус винта;
г - радиус текущего сечения лопасти винта; г0 - радиус комлевого сечения лопасти;
Ь - хорда лопасти в сечении на радиусе г,
Ь - хорда лопасти в сечении на радиусе г =0.7; с - толщина сечения лопасти на радиусе г, хцт, >'цт- координаты центра тяжести вертолета;
йнв- расстояние от втулки несущего винта до строительной горизонтали фюзеляжа;
/г - расстояние от оси вращения винта до оси ГШ;
Угловые величины
а - угол атаки сечения лопасти винта;
Оф - угол атаки фюзеляжа; аст - угол атаки горизонтального оперения; аИВ - угол атаки несущего винта; в - угол наклона траектории полета вертолета к горизонту;
Р - угол взмаха лопасти относительно плоскости вращения винта; а0 - средний угол конусности лопастей; й, Ь - углы продольного и бокового наклона конуса лопастей несущего винта по отношению к КПВ; аю> іо ' углы продольного и бокового наклона конуса лопастей несущего винта по отношению к ЭПВ; у/ - азимутальный угол лопасти;
£нв " Угол заклинення несущего винта в продольной плоскости; вь утлы, характеризующие циклическое изменение угла установки лопасти несущего винта при действии управления;
2. Математическая модель формирования облика вертолета, удовлетворяющего требованиям
На рис. 2.3 показана полученная по статистическим данным зависимость коэффициента технического совершенства от года первого полета вертолета. Видно, что с течением времени этот коэффициент несколько уменьшается. Прогнозируя его величину на 2000 год, для лопастей несущего винта проектируемого вертолета можно принял, Ктсл = 0,96 э- 0,99.
Таким образом, для ряда вертолетов, представленных в таблице 2.1, по формуле (2.2) можно получить суммарную расчетную массу лопастей несущего винта. Сравнивая эти результаты с реальными значениями масс 2/ил,, находим погрешность вычисления
100%

На рис.2.4 приведены погрешности вычисления по формуле (2.3) массы лопастей, которые не превосходят 4%.
В соответствии с методикой А.В. Некрасова [53], массу лопастей рулевого винта предлагается определять так же, как и для лопастей несущего винта по формуле (2.2).
2.3.2. Втулки несущих винтов
Анализ нагрузок, действующих на втулку несущего винта, показывает, что определяющим силовым фактором, связанным с ее массой, является суммарная центробежная сила лопастей. При этом площади сечений рукавов втулки, составляющих большую часть ее массы, оказываются пропорциональными величине центробежной силы, развиваемой лопастью, что подтверждается и имеющимися статистическими данными [31].
Формула для расчета массы втулки имеет вид:
/я„т - Свт lmn(ojR)n, кг, (2.4)
где: Свт — весовой коэффициент втулки несущего винта лопастей с учетом её
технического совершенства,
ojR - окружная скорость концов лопастей несущего винта, м/с.
В результате сопоставления результатов параметрических расчетов по формуле (2.4) с фактическими массами втулок, применяемых на существующих легких вертолетах, было получено, что для втулок шарнирных винтов п = 0,5, а для втулок на кардане без использования в их конструкции титановых сплавов п — 0,1.
Изменение массы втулки несущего винта с шарнирным креплением тВТШ в зависимости от величины £mn(coR)0s показано на рис. 2.5. Из рисунка видно, что линейная зависимость обеспечивает неплохую сходимость с данными статистики.