Вертолеты.ру

Основными геометрическими параметрами лопастей несущих винтов являются характеристика профиля лопасти, коэффициент заполнения, форма лопасти в плане и крутка лопасти.

Аэродинамические характеристики профиля лопасти зависят от его формы. Все эти профили сведены в единый каталог, содержащий их геометрические размеры и аэродинамические характеристики. Коэффициентом заполнения несущего винта называется отношение площади всех лопастей к площади ометаемой винтом поверхности.

Форма лопасти в плане может быть прямоугольной, трапециевидной и смешанной. Наиболее рациональными являются трапециевидные лопасти, так как они близки к оптимальным с точки зрения аэродинамики (эллиптическим), имеют меньшие индуктивные и профильные потери. Однако чаще всего на вертолетах из технологических соображений применяются лопасти прямоугольной формы в плане.

Круткой лопасти называется разность углов установки в комлевом и концевом сечениях лопасти. У большинства лопастей крутка составляет 6—12°. Крутку из соображений аэродинамики (улучшения КПД) желательно увеличивать, но при этом в конструкции лопасти растут переменные напряжения, что снижает ее ресурс. Крутка дает более равномерное распределение аэродинамических сил вдоль лопасти и уменьшает индуктивные потери винта, вызываемые неравномерностью индуктивного потока. Кроме того, крутка увеличивает углы атаки сечений лопасти, расположенных близко к оси винта, где окружная скорость мала, что повышает их эффективность.

Основными силами, действующими на лопасть винта вертолета, являются аэродинамические силы (подъемная сила в вертикальной плоскости и сила лобового сопротивления — в горизонтальной плоскости); собственный вес; силы инерции от колебаний лопасти относительно шарниров и кориолисова сила, центробежная сила и момент от демпфера.

Эти силы, кроме центробежной и силы веса, в горизонтальном полете переменны во времени, что обязательно должно учитываться в конструкции лопасти. Кроме того, вследствие несовпадения на профиле центра жесткости, центра масс и центра давления появляется шарнирный момент, действующий относительно оси жесткости лопасти, которая практически совпадает с осью осевого шарнира.

Для лопасти характерна силовая схема, при которой все нагрузки воспринимаются одним силовым элементом конструкции — лонжероном. Обшивка, нервюры, стрингеры только передают действующие на них нагрузки на лонжерон.

По конструкции лопасти можно подразделить на две группы: цельнометаллические и из композиционных материалов.