• Главная
  • О нас
  • Пилотам
  • Спортивная подготовка
  • Форум
  • Магазин
  • Авиаэкскурсии
  • Партнеры
  • Контакты
  • (812) 945 29 45

    Изгибно-крутильный флаттер крыла мотодельтаплана

    Летом 1997г. я испытывал новый дельталет на антипикирующие характеристики. Для этого я выполнял серию фигур близких к повороту на горке, увеличивая с каждым разом угол пикирования. В одном из полетов, когда скорость полета по прибору достигла 160км/ч я почувствовал сильные толчки на ручке, в такт с которыми вздрагивал весь аппарат. Взглянув на крыло я обнаружил, что консоли совершают машущие движения с частотой около 1 герца и амплитудой примерно 0.5м. Управляемость аппарата сохранилась, и после выхода из пикирования, когда скорость упала, колебания прекратились сами собой.

     

    Необходимое условие возникновения флаттера — расположение центра жесткости крыла впереди центра масс. Расположение фокуса крыла впереди центра масс усугубляет дело. Представим себе, что из-за атмосферной турбулентности крыло упруго отогнулось вниз. Упругие силы, приложенные в центре жесткости, вызывают движение крыла вверх с ускорением. Инерционные силы, приложенные в центре масс направленные вниз, вызывают закрутку крыла на увеличение углов атаки. Это приводит к увеличению подъемной силы и дополнительному ускорению, что в свою очередь, вызывает увеличение закрутки крыла. В результате, когда крыло пройдет нейтральное положение оно может отогнутся вверх на угол, больший чем исходный. Аналогичная картина получается и при обратном движении крыла. Таким образом могут возникнуть самовозбуждающиеся изгибно-крутильные колебания. Энергия для их возбуждения поступает из набегающего потока воздуха. Она пропорциональна квадрату скорости.

     

    Рассеивающяся энергия демпфирования, связана со скоростью линейным законом, а по тому возрастает медленнее. Скорость при которой эти энергии равны называется КРИТИЧЕСКОЙ СКОРОСТЬЮ ФЛАТТЕРА. Достижение ее приводит к незатухающим колебаниям, а превышение — к нарастанию амплитуды колебаний.Эта скорость тем меньше, чем больше расстояние между центром масс и центром жесткости крыла и чем меньше его крутильная жесткость. Ценр жесткости гибкого крыла расположен вблизи передней кромки-лонжерона, а центр масс — явно сдвинут назад. Этим и объясняется сравнительно низкое значение критической скорости. Благодаря низкой жесткости крыла дельталета, частота колебаний и их энергия оказалась небольшой. По этому, не наблюдалось ни каких повреждений крыла. Для увеличения критической скорости флаттера, в авиации применяются противофлаттерные грузы, расположенные у передней кромки или перед ней. Правда существенно увеличить критическую скорость флаттера удается ценой увеличения массы крыла на 10%. Применительно к мотодельтаплану, можно представить себе конструкцию в виде жесткой латы выступающей за переднюю кромку крыла, с грузом на конце. Такое решение вряд ли модно назвать изящным. Увеличение крутильной жесткости крыла неизбежно изменит характеристики устойчивости и управляемости аппарата.

     

    Поэтому я полагаю, что разумнее всего, просто ограничить максимальную скорость пилотирования, тем более, что максимальная скорость горизонтального полета, ограниченная возможностями балансировки, у данного аппарата не превышает 120км/ч. Серия пикирований со скоростью 140 км/ч достоверно показала, что на этой скорости флаттер не возникает. Эта скорость и была принята как максимально допустимая скорость пилотирования.

     

    Литература:

     

    1. Практическая аеродинамика маневренных самолетов.
    Под общ. ред. Лысенко. М., Воениздат, 1977.
    2. Проектирование самолетов.
    Под ред. С.М.Егера. М., Машиностроение 1983.


    Александр Финкельштейн, 23 апреля 2017