Силы а моменты на роторе
Формулы теории Глауэрта - Локка выведены для ротора, имеющего любое число лопастей. Каждая лопасть прикреплена к втулке горизонтальным шарниром, позволяющим ей производить взмахи в плоскости, проходящей через продольную ось лопасти и ось ротора. Вертикальный шарнир крепления лопасти, позволяющий ей колебаться в плоскости вращения, не принимается во внимание при рассмотрении движения лопасти. Хорда и угол установки по длине лопасти берутся постоянными, хотя в действительности конец лопасти обычно имеет закругление, а близко у корня хорда уменьшается. Изменение хорды и угла установки вдоль лопасти по какой-либо другой зависимости от радиуса не отразятся на методе расчета, но значительно усложнит его.
Углом атаки ротора будем называть угол ι° (фиг. 47), на который отклонена ось ротора от перпендикуляра к направлению поступательной скорости V. Благодаря шарнирному креплению лопастей результирующая аэродинамических сил, действующих на ротор, пройдет всегда через центр втулки (расстояниями горизонтальных шарниров от оси ротора можно пренебречь).
Углом атаки ротора будем называть угол ι° (фиг. 47), на который отклонена ось ротора от перпендикуляра к направлению поступательной скорости V. Благодаря шарнирному креплению лопастей результирующая аэродинамических сил, действующих на ротор, пройдет всегда через центр втулки (расстояниями горизонтальных шарниров от оси ротора можно пренебречь).
Полную аэродинамическую силу ротора можно будет в общем случае разложить на следующие 3 компонента:
Т - тягу, направленную по оси ротора. За положительное направление считается направление вверх;
H - продольную силу, лежащую в плоскости ух и перпендикулярную оси ротора. Продольная сила всегда направлена в сторону, обратную движению машины;
S - поперечную силу, перпендикулярную первым двум. Направление поперечной силы в сторону лопасти, направление окружной скорости которой совпадает с поступательной скоростью машины, будем считать положительным.
Кроме этих сил па роторе при неустановившейся авторотации будет крутящий момент. При установившейся авторотации он равен для всего ротора нулю, хотя для каждой отдельной лопасти он может быть и не равен нулю. Обозначим крутящий момент через М и будем считать его положительным, если он тормозит вращение ротора.
Поперечный и продольный моменты благодаря шарнирному креплению лопастей невелики по величине (они имеются за счет нецентрального расположения горизонтальных шарниров).
Определение компонентов полной аэродинамической силы на роторе ведут методом подсчета сил по элементам лопастей (метод, широко применяемый в расчете винтов), рассматривая их как элементы крыла. Для этого подсчета необходимо знать относительную скорость и истинный угол атаки α- каждого сечения лопасти при любом угловом ее положении, поэтому мы прежде всего должны выяснить движение лопастей.
Т - тягу, направленную по оси ротора. За положительное направление считается направление вверх;
H - продольную силу, лежащую в плоскости ух и перпендикулярную оси ротора. Продольная сила всегда направлена в сторону, обратную движению машины;
S - поперечную силу, перпендикулярную первым двум. Направление поперечной силы в сторону лопасти, направление окружной скорости которой совпадает с поступательной скоростью машины, будем считать положительным.
Кроме этих сил па роторе при неустановившейся авторотации будет крутящий момент. При установившейся авторотации он равен для всего ротора нулю, хотя для каждой отдельной лопасти он может быть и не равен нулю. Обозначим крутящий момент через М и будем считать его положительным, если он тормозит вращение ротора.
Поперечный и продольный моменты благодаря шарнирному креплению лопастей невелики по величине (они имеются за счет нецентрального расположения горизонтальных шарниров).
Определение компонентов полной аэродинамической силы на роторе ведут методом подсчета сил по элементам лопастей (метод, широко применяемый в расчете винтов), рассматривая их как элементы крыла. Для этого подсчета необходимо знать относительную скорость и истинный угол атаки α- каждого сечения лопасти при любом угловом ее положении, поэтому мы прежде всего должны выяснить движение лопастей.