Вертолеты.ру

Для вала несущего винта возникает задача обеспечения его ресурса под действием сил и моментов, создаваемых несущим винтом. На вал передается сила тяги винта т. е. составляющая суммарной силы на винте, направленная вдоль его оси.

Она вызывает в поперечных сечениях нормальные напряжения. На вал передаются также и другие составляющие силы — продольная и боковая силы винта. Они приложены в центре втулки перпендикулярно валу, соответственно вдоль и поперек фюзеляжа. Эти силы вызывают изгибающий момент и соответствующие нормальные напряжения.

Кроме сил (даже при наличии шарниров) на втулке возникают моменты, также изгибающие вал. Возникающие от действия этих компонентов сил и моментов напряжения содержат как постоянную, так и переменную составляющие. Переменная составляющая характерна и для указанной ранее нагрузки — крутящего момента.

Совместное действие переменных нормальных и касательных (от крутящего момента) напряжений вызывает усталостную повреждаемость. Нагружение вала существенно зависит от скорости полета и центровки вертолета. Одним из эффективных средств снижения усталостной повреждаемости является выбор оптимального угла заклинения вала винта , относительно фюзеляжа.

Постоянная составляющая продольной силы создает изгибающий момент, вызывающий в данной точке вращающегося вала переменные напряжения, изменяющиеся с частотой 1 раз за оборот, так как при вращении точка переходит из сжатой зоны в растянутую и затем наоборот. При большой продольной силе эти напряжения могут оказаться определяющими.

Для заданного режима полета сила сохраняет свое положение в скоростной системе координат. Сила как компонент силы в плоскости, перпендикулярной к оси вала винта, изменяется при изменении его наклона. При некотором наклоне она становится равной нулю. Соответственно исчезают и указанные переменные напряжения.

Таким образом, вал несущего винта рассчитывают на действие переменных изгибающих моментов и крутящего момента. Их величины определяют с учетом указанных факторов по материалам аэродинамического расчета, а соответствующие напряжения — по обычным формулам сопротивления материалов.