Вертолеты.ру

Для лопастей рулевого винта характерны совместные изгибные колебания в обеих плоскостях — наибольшей и наименьшей жесткости одновременно. Связь порождается наличием угла установки, отличного от нуля, при отсутствии вертикального шарнира. Исследования показывают, что при этом собственные частоты зависят от угла установки.

При угле установки, равном нулю, частота соответствует первому тону собственных изгибных колебаний в плоскости наибольшей жесткости, совпадающей при нулевом угле установки с плоскостью вращения. При проектировании рулевого винта изгибную жесткость в этой плоскости подбирают так, чтобы значение этой частоты было насколько это возможно выше (лопасть с повышенной жесткостью) или несколько ниже (лопасть с пониженной жесткостью) удвоенной частоты вращения винта, т. е. частоты второй гармоники нагрузки.

При других значениях угла установки возникают совместные колебания в плоскостях наибольшей и наименьшей жесткости. Частота таких собственных колебаний с ростом угла уменьшается. Таким образом, для винта с пониженной жесткостью при малом угле:, а для винта с повышенной жесткостью при большом угле возникают условия, близкие к резонансу (частота возбуждения близка к собственной частоте), происходит существенное динамическое усиление колебаний, а поэтому появляются большие переменные напряжения.

Уменьшение диапазона углов установки практически исключено. На режиме авторотации винт не должен создавать тягу, поэтому угол устанавливается всегда меньше нуля. На режимах полета с большой мощностью винт должен создавать большую тягу для компенсации значительного крутящего момента.

Следовательно, угол установки должен быть большим, особенно при полете на высоте. Таким образом, в лонжеронах лопастей рулевого винта и соответствующих деталях втулки возникают переменные напряжения, вызываемые в основном второй гармоникой кориолисовой силы, действие которой усиливается вследствие близости ее частоты к одной из собственных частот поперечных изгибных колебаний лопасти.

При неудачном выборе жесткостных и массовых характеристик лопасти появляется резонанс, и ресурс будет ничтожным. Поэтому стремятся повысить собственную частоту или, наоборот, сделать ее ниже частоты второй гармоники во всем диапазоне углов установки лопасти.