Авиация Несущий винт - Вибрации

Во время вращения несущего винта возникают вибрации, которые могут приводить к разрушению вертолета. К таким вибрациям относятся "земной резонанс" и "флаттер".

Земной резонанс - это самовозбуждающиеся колебания вертолета на упругом шасси с возрастающей амплитудой. Он возникает при совпадении частоты действия неуравновешенной центробежной силы НВ с частотой собственных колебаний вертолета на упругом шасси.

Флаттером называют самовозбуждающиеся колебания лопастей НВ, происходящие за счет энергии воздушного потока и приводящие к быстрому нарастанию амплитуды махового движения. Флаттер особенно опасен для соосной схемы, т.к. из-за этого эффекта происходит перехлест лопастей. Для избежания флаттера в лопасти несущего винта устанавливается противофлаттерный груз.

Схемы крепления лопастей

Лопасти несущего винта крепятся к валу вертолета при помощи втулки. Существует три основных вида таких втулок.

Шарнирная втулка

Шарнирная втулка на Ми-8

В конструкции шарнирной втулки крепление лопастей к корпусу втулки осуществляется посредством горизонтальных, вертикальных и осевых шарниров. Горизонтальные шарниры обеспечивают возможность махового движения лопастей вверх/вниз.

Вертикальные шарниры позволяют лопастям совершать колебания в плоскости вращения. Благодаря шарнирному сочленению лопастей с корпусом втулки значительно снижаются переменные напряжения в элементах несущего винта и уменьшаются передающиеся от винта на фюзеляж вертолёта моменты аэродинамических сил.
Осевые шарниры В. н. в. предназначены для изменения углов установки лопастей.
В конструкциях шарнирных В. н. в. с целью предотвращения явления «земного резонанса» колебания лопастей относительно вертикальных шарниров гасятся с помощью демпферов.

Упругая втулка

Упругая втулка на MBB Bo 105

Упругая втулка в основном функционирует как шарнирная втулка, но вместо вертикального и горизонтального шарнира используется упругий элемент, изготовленный из композитных материалов. На несущем винте с такой втулкой может быть значительно повышена эффективность управления по сравнению с шарнирной втулкой, что способствует увеличению манёвренности вертолёта, к тому же вертолет с такой втулкой меньше подвержен явлению "земного резонанса".

Полу-жесткая втулка

Жесткая втулка вертолета фирмы Bell

При такой схеме лопасти винта жестко крепятся к втулке, которая может свободно вращаться на верхней части приводного вала. Вертолёт с жёсткой В. н. в. обладает хорошими характеристиками управляемости. Важным преимуществом жёсткой В. н. в. является её простота, облегчающая и удешевляющая изготовление винта и обслуживание его в эксплуатации.