Вертолеты. Расчет и проектирование. Том 1. Аэродинамика

Автор(ы):Миль М. Л., Некрасов А. В., Браверман А. С., Гродко Л. Н., Лейканд М. А.
18.06.2025
Год изд.:1966
Описание: В первой книге освещены пути развития вертолетов, основные принципы их проектирования и место вертолетов среди других средств безаэродромной авиации. Изложены различные теории несущего винта и соответствующие методы определения его аэродинамических характеристик: классическая теория несущего винта с шарнирным креплением лопастей в общем случае криволинейного движения вертолета; импульсная теория идеального несущего винта и ее приложение к энергетическому методу расчета; классическая теория в случае применения методов численного интегрирования; вихревая теория и методы экспериментального определения характеристик винта при летных испытаниях и в аэродинамических трубах. Подробно изложены различные методы аэродинамического расчета вертолета и теория флаттера несущего винта. Изложены методы расчета флаттера на режиме висения и в поступательном полете. Особое внимание уделяется учету трения в осевых шарнирах втулки и связи колебаний лопастей через автомат перекоса. Описываются экспериментальные исследования флаттера. Книга предназначена для инженеров конструкторских бюро, научных работников, аспирантов и преподавателей высших учебных заведений. Она может быть полезной инженерам вертолетостроительных заводов и студентам при углубленном изучении аэродинамики и прочности вертолетов. Многие разделы книги будут полезны также летному и техническому составу вертолетных авиационных подразделений.
Оглавление:
Вертолеты. Расчет и проектирование. Том 1. Аэродинамика — обложка книги. Обложка книги.
Предисловие [3]
Основные обозначения [5]
Глава 1. Пути развития вертолетов и основные принципы их проектирования [7]
  §1. Развитие вертолетостроения [7]
    1. Развитие вертолетов по размерностям [9]
    2. Качественное развитие вертолетов [13]
    3. Вертолеты специального назначения [19]
    4. Комбинированные вертолеты с дополнительными движителями - винтокрылы [20]
  §2. Вертолет в сравнении с транспортными вертикально взлетающими самолетами и с самолетами с коротким разбегом [21]
    1. Тактико-технические требования к вертикально взлетающим и с коротким разбегом военно-транспортным самолетам Запада [22]
    2. Пути увеличения дальности полета вертолетов [26]
    3. Вертолет, взлетающий с разбегом [27]
    4. Длина разбега вертолета [29]
    5. Критерий для оценки экономичности различных транспортных аппаратов [31]
    6. Возможности увеличения максимальной скорости полета [36]
  §3. Основные принципы проектирования [37]
    1. Выбор мощности двигателей и диаметра несущего винта [37]
    2. Анализ многовинтовых схем [42]
Глава 2. Аэродинамика несущего винта [47]
  §1. Развитие теории несущего винта и методов экспериментального определения его характеристик [47]
    1. Классификация теорий несущего винта [55]
    2. Развитие экспериментальных методов [56]
  §2. Классическая теория несущего винта с шарнирным креплением лопастей. Общий случай. Криволинейное движение [58]
    Теория несущего винта при криволинейном движении [58]
    1. Система координат и физическая схема явления [58]
    2. Инерционные силы, действующие на лопасть [60]
    3. Аэродинамические силы, действующие на лопасть [66]
    4. Уравнение моментов относительно горизонтального шарнира [67]
    5. Физическое объяснение полученного результата [70]
    6. Уравнение крутящего момента [72]
    7. Тяга несущего винта и угол атаки [74]
    8. Боковая сила [74]
    9. Продольная сила [76]
    10. Учет изменения в законе распределения индуктивной скорости, происходящего при криволинейном движении [77]
    Анализ полученных результатов [81]
    11. Маховое движение лопастей [81]
    12. Влияние криволинейного движения на самовращение винта [83]
    13. Поведение равнодействующей аэродинамических сил при криволинейном движении вертолета [88]
    Влияние параметров несущего винта и схемы втулки на маховое движение и демпфирование несущего винта [89]
    14. Несущий винт с профилем, имеющим переменный центр давления [89]
    15. Влияние центровки лопасти [90]
    16. Несущий винт с компенсатором взмаха [92]
    Маховое движение несущего винта при криволинейном движении оси винта с переменной угловой скоростью [93]
    17. Равноускоренное вращение оси винта [94]
    18. Гармоническое колебание оси винта [97]
    Особенности аэродинамики несущего винта, определяемые шарнирным креплением лопастей [99]
    19. Физический смысл махового движения лопастей [99]
    20. Перераспределение аэродинамических сил по диску несущего винта из-за махового движения [100]
    21. Приближенный вывод формул для коэффициентов махового движения [103]
    22. Влияние неравномерности поля индуктивных скоростей на маховое движение [105]
    Метод расчета аэродинамических характеристик винта в случае, когда шаг лопасти изменяется по азимуту [109]
    23. Теория эквивалентного несущего винта [109]
    24. Вывод формул для несущего винта с горизонтальными шарнирами, как для винта без шарниров. Условия эквивалентности шарнирного и жесткого винтов [117]
    25 Общие выражения для определения составляющих изменения шага лопасти ф0, -Ф1 и =ф1 [125]
    26. Определение коэффициентов махового движения винта с компенсатором взмаха [130]
    27. Определение составляющих изменения шага лопасти -ф1 и =ф1 при отклонении автомата перекоса [132]
    28. Последовательность аэродинамического расчета винта с переменным по азимуту шагом [136]
  §3. Импульсная теория несущего винта [138]
    1. Теория идеального несущего винта вертолета [138]
    2. Вывод выражения для коэффициента крутящего момента реального винта [146]
    3. Профильные потери несущего винта [150]
    4. Некоторые соображения по выбору формы и профиля лопасти [154]
    5. Приближенное определение профильных потерь несущего винта [158]
    6. Влияние сжимаемости воздуха на профильные потери несущего винта [160]
    7. Индуктивные потери реального несущего винта [168]
    8. Определение угла атаки и шага несущего винта [173]
  §4. Классическая теория несущего винта. Метод численного интегрирования [174]
    1. Формулы для расчета сил и моментов несущего винта [175]
    2. Метод расчета [182]
    3. Аэродинамические характеристики профилей, применяемых для лопастей несущих винтов [184]
    4. Распределение аэродинамических сил по диску несущего винта [188]
    5. Аэродинамические характеристики несущего винта [194]
    6. Аэродинамические характеристики несущего винта на режиме самовращения [197]
    7. Граница допустимых режимов полета вертолета [граница срыва потока) [200]
    8. Распределение профильных потерь по диску несущего винта. Зависимость профильных потерь от аэродинамических характеристик профилей лопасти [206]
  §5. Вихревая теория несущего винта [210]
    1. Задачи, стоящие перед вихревой теорией [210]
    2. Теоретические схемы, применяемые в вихревой теории несущего винта с конечным числом лопастей [211]
    3. Форма свободных вихрей [213]
    4. Определение индуктивных скоростей по формуле Био и Савара [214]
    5. Применение формулы Био и Савара для построения вихревой теории несущего винта [215]
    6. Осевая составляющая индуктивной скорости от присоединенных вихрей [217]
    7. Осевая составляющая индуктивной скорости от винтовых [продольных) вихрей [217]
    8. Осевая составляющая индуктивной скорости от радиальных [поперечных) вихрей [218]
    9. Интегро-дифференциальное уравнение вихревой теории несущего винта [219]
    10. О постоянстве циркуляции свободных вихрей вдоль прямых, параллельных оси наклонного вихревого цилиндра, и возможных в связи с этим упрощениях [220]
    11. Особенности применения схемы несущей линии и несущей вихревой поверхности [221]
    12. Разделение вихрей на примыкающие к лопасти и отдаленные. Применение «гипотезы стационарности» [222]
    13. Мгновенные и средние индуктивные скорости и возникновение переменных аэродинамических нагрузок на лопасть [223]
    14. Особенности поля внешних индуктивных скоростей [224]
    15. Вихревая теория несущего винта с бесконечным числом лопастей [225]
    Вихревая теория Ван Ши-цуня [225]
    16. Схема несущего винта [225]
    17. Определение индуктивных скоростей [226]
    18. Расчетные формулы для определения индуктивной скорости [226]
    19. Применение и оценка возможностей вихревой теории Ван Ши-цуня [228]
    Вихревая теория В.Э. Баскина [229]
    20. Схема обтекания несущего винта [229]
    21. Определение индуктивных скоростей от колонны диполей [231]
    22. Течение жидкости, вызываемое диском, покрытым диполями [231]
    23. Граничные условия [232]
    24. Преобразование выражения [5.67) к осям несущего винта. Применение теоремы сложения цилиндрических функций [233]
    25. Определение полного потенциала скоростей от всей колонны диполей [234]
    26. Определение индуктивных скоростей [236]
  §6. Экспериментальное определение аэродинамических характеристик несущего винта [237]
    1. Летные испытания для определения аэродинамических характеристик вертолета [238]
    2. Испытания в аэродинамической трубе для определения аэродинамических характеристик несущего винта [241]
    Методы пересчета аэродинамических характеристик несущего винта [244]
    3. Пересчет аэродинамических характеристик при другом коэффициенте заполнения несущего винта [245]
    4. Пересчет аэродинамических характеристик при изменении минимального коэффициента профильного сопротивления сечений лопасти Схро [247]
5. Пересчет аэродинамических характеристик при изменении окружной скорости несущего винта [числа Мо) [249]
6. Пересчет угла атаки и шага винта при изменении наклона автомата перекоса, компенсатора взмаха и массовой характеристики лопасти [249]
7. Примеры использования формул пересчета [250]
  §7. Качество и пропульсивный коэффициент полезного действия несущего винта [253]
    1. Качество и коэффициент полезного действия несущего винта, предложенные К. Хохенемзером [254]
    2. Определение качества и лропульсивного к.п.д. несущего винта [255]
    3. Качество и к.п.д. несущего винта, найденные по экспериментальным данным [258]
    4. Качество и к.п.д. несущего винта, найденные по расчетным графикам [261]
    5. Пересчет качества и к.п.д. при изменении параметров винта [263]
    6. Общие замечания о качестве и к.п.д. несущего винта [264]
  §8. Расчет характеристик несущего винта на режимах висения и вертикального подъема [Импульсная теория воздушных винтов) [265]
    1. Краткое изложение импульсной теории воздушных винтов [265]
    2. Результаты расчета характеристик несущего винта [267]
    3. Приближенный метод определения зависимости mk от t [273]
    4. Пересчет аэродинамических характеристик при изменении коэффициента заполнения несущего винта [275]
    5. Определение оптимальных аэродинамических параметров несущего винта с учетом зависимости характеристик от числа Мо [276]
Глава 3. Аэродинамический расчет вертолета [280]
  §1. Основные уравнения аэродинамического расчета вертолета [280]
    1. Содержание аэродинамического расчета вертолета [280]
    2. Уравнения движения вертолета [280]
    3. Различные методы определения аэродинамических характеристик несущего винта и методы аэродинамического расчета [282]
    4. Расчет комбинированных и многовинтовых аппаратов [283]
    5. Коэффициенты индукции у двухвинтовых вертолетов и у вертолетов с крылом [287]
  §2. Аэродинамический расчет вертолета по методу Миля - Ярошенко [293]
    1. Уравнения движения и принцип расчета [293]
    2. Определение аэродинамических характеристик несущего винта [295]
    3. Расчет летных данных [298]
    4. Пределы применимости метода [301]
  §3. Общий метод аэродинамического расчета винтокрылых летательных аппаратов [301]
    1. Построение вспомогательных графиков для определения летных данных вертолета [302]
    2. Определение летных данных вертолета [309]
    3. Графики для определения оптимальных аэродинамических параметров вертолета [320]
  §4. Аэродинамический расчет вертолета с использованием понятий качества и к.п.д. несущего винта [323]
    1. Качество вертолета [324]
    2. Качество многовинтовых и комбинированных аппаратов [324]
    3. Определение летных данных вертолета [332]
    4. Расчет вертолета с тянущим винтом [337]
    5. Сравнение вертолета с самолетом [339]
    6. Мощность переднего и заднего винтов у вертолета продольной схемы [341]
    7. Об уборке шасси на вертолетах [342]
  §5. Аэродинамический расчет вертолета по методу мощностей [343]
    1. Определение потребной мощности при горизонтальном полете вертолета [344]
    2. Определение летных данных вертолета [348]
    3. Соотношение между Ппр, Пинд и Пвр при горизонтальном полете одновинтового вертолета [348]
Глава 4. Флаттер несущего винта [351]
  §1. Основные допущения и особенности подхода к расчету флаттера [352]
    1. Изгибно-крутильные колебания лопасти. Возможные случаи потери устойчивости [352]
    2. О влиянии заделки лопасти на втулке и возможности теоретического исследования флаттера одной изолированной лопасти [353]
    3. Различные типы флаттера, отличающиеся по формам колебаний лопасти. Маховый и изгибный флаттер [353]
    4. Особенность формы крутильных колебаний лопасти и возможные в связи с этим допущения [354]
    5. Допущения в отношении колебаний лопасти в плоскости вращения [355]
    6. Определение аэродинамических сил, действующих на колеблющийся профиль [356]
  §2. Маховый флаттер изолированной лопасти на режиме осевого обтекания несущего винта [358]
    1. Модель лопасти [358]
    2. Вывод дифференциальных уравнений флаттера [358]
    3. Частное решение дифференциальных уравнений [362]
    4. Дифференциальные уравнения возмущенного движения [362]
    5. Запись дифференциальных уравнений в матричной форме [362]
    6. Решение дифференциальных уравнений колебаний лопасти [363]
    7. Определение критических чисел оборотов флаттера [365]
    8. Дивергенция лопасти [366]
    9. Параметры, характеризующие центровку лопасти [эффективная центровка лопасти) [366]
    10. Зависимость критических чисел оборотов флаттера от центровки лопасти и значения коэффициента компенсатора взмаха [367]
    11. Компоновка лопасти [369]
    12. Влияние жесткости управления [370]
13. Условия отсутствия флаттера [370]
14. Механизм возникновения сил, возбуждающих флаттер [371]
  §3. Учет сил трения при флаттере [376]
    1. О характере действия сил трения при флаттере [376]
    2. Линеаризация сил трения [376]
    3. Определение критических чисел оборотов флаттера с учетом трения [378]
    4. Влияние принудительного движения в осевом шарнире [378]
  §4. Флаттер несущего винта с учетом связи колебаний лопастей через автомат перекоса [382]
    1. Формы флаттера несущего винта, наблюдаемые при экспериментах на вертолетах [382]
    2. Аналитическое выражение для циклических форм колебаний несущего винта [383]
    3. Циклические формы колебаний в конкретных случаях и нагрузки на управление [384]
    4. Дифференциальные уравнения флаттера несущего винта с учетом связи колебаний лопастей через автомат перекоса [386]
    5. Преобразование уравнений (4.18) в частных случаях, когда циклические формы являются решением дифференциальных уравнений флаттера несущего винта [389]
    6. Флаттер несущего винта при различной жесткости цепей продольного и поперечного управлений [390]
  §5. Маховый флаттер несущего винта в поступательном полете [391]
    1. Предварительные замечания [391]
    2. Дифференциальные уравнения колебаний лопасти в поступательном полете [392]
    3. Решение дифференциальных уравнений [394]
    4. Определение критических чисел оборотов флаттера без учета гармонических составляющих движения лопасти [394]
    5. Влияние скорости полета на критические числа оборотов флаттера [395]
  §6. Расчет флаттера с учетом изгиба и кручения лопасти [396]
    1. Изгиб и кручение лопасти при флаттере [396]
    2. Определение крутящих моментов от сил, изгибающих лопасть [397]
    3. Дифференциальные уравнения изгибно-крутильных колебаний лопасти [399]
    4. Решение дифференциальных уравнений [401]
    5. Расчет флаттера с учетом трех степеней свободы [403]
    6. Расчет флаттера с тремя степенями свободы без учета кручения лопасти [408]
    7. Результаты расчетов [412]
    8. Изгибный флаттер [413]
    9. Приближенный способ определения формы изгибных колебаний, при флаттере [416]
  §7. Общий метод расчета флаттера и изгибных напряжений в лопасти несущего винта в полете [418]
    1. Метод расчета и его возможности [418]
    2. Основные допущения и предположения [419]
    3. Дифференциальные уравнения [420]
    4. Граничные условия задачи [420]
    5. Определение эквивалентной жесткости системы управления [421]
    6. Определение аэродинамических сил [422]
    7. Метод решения дифференциальных уравнений [424]
    8. Преобразование дифференциальных уравнений в частных производных к обыкновенным дифференциальным уравнениям [426]
    9. Определение величины момента трения в осевом шарнире втулки [429]
    10. Порядок выполнения расчета [430]
  §8. Экспериментальные исследования флаттера [433]
    1. Испытания на флаттер на земле [433]
    2. Испытания на флаттер в полете [438]
    3. Сравнение расчета и эксперимента в условиях осевого обтекания несущего винта [441]
    4. Сравнение расчета и эксперимента в полете [442]
    5. Проверка на флаттер [443]
    6. Экспериментальное определение жесткости системы управления [444]
    7. Эксперименты на динамически подобных моделях [446]
Литература [449]
Формат: djvu + ocr
Размер:21166738 байт
Язык:РУС
Рейтинг: 80 Рейтинг
Открыть: Ссылка (RU)