Земной резонанс вертолёта
Земной резонанс вертолёта это
самовозбуждающиеся связанные колебания лопастей винта вертолёта в плоскости его вращения и фюзеляжа или другой поддерживающей винт, конструкции, вызывающие перемещения втулки винта в плоскости его вращения. Колебания лопастей происходят из-за наличия вертикальных шарниров или собственно упругости (при бесшарнирном креплении), перемещения втулки в результате колебаний фюзеляжа вертолёта на шасси или упругих деформаций конструкции.
Термин «З. р.» возник в связи с тем, что разрушения вертолётов и автожиров наиболее часто возникали на земле при колебаниях на шасси.
При работе на месте для одновинтового вертолёта возможны 2 зоны неустойчивости, соответствующие двум частотам собственно поперечных колебаний фюзеляжа на шасси:
p1 ≈ 0,3(ω) и p2 ≈ (ω),
где (ω) — максимальная частота вращения винта. Устранение «З. р.» в первом случае достигается одновременным увеличением демпфирования лопастей винта и шасси. Во втором случае, когда амортизаторы шасси не работают, увеличением демпфирования только в вертикальных шарнирах зона неустойчивости не устраняется. Достаточный запас от (ω) до нижней границы зоны неустойчивости обеспечивается за счёт подбора частот собственно колебаний фюзеляжа и лопастей.
На режимах движения вертолёта по земле (руление, разбег, пробег) появление «З. р.» возможно из-за снижения частот собственно колебаний в результате изменения динамической реакции катящегося пневматика. «З. р.» может возникнуть также при колебаниях вертолёта с отрывом пневматиков от земли. Появление «З. р.» возможно и в полёте, если частоты собственно колебаний конструкции меньше (ω). При этом перемещения втулки в плоскости вращения вызываются упругими колебаниями фюзеляжа (при продольной схеме вертолёта), вала верхнего винта (при соосной схеме), крыла или фермы (при поперечной схеме), хвостовой балки (при одновинтовой схеме с рулевым винтом, имеющим шарниры, аналогичные вертикальным шарнирам несущего винта).
При расчётном определении границ зон неустойчивости движение лопастей может быть описано системой однородных линейных дифференциальных уравнений 2-го порядка с периодичным коэффициентом. При числе лопастей винта n(≥)3 они сводятся к уравнениям с постоянным коэффициентом Для n = 2 характерно наличие дополнительных зон неустойчивости. Исследование «З. р.» для них затруднено, так как переход к уравнениям с постоянными коэффициентами неизвестен.
Для подтверждения отсутствия «З. р.» проводят специальные испытания вертолёта, при которых обследуют все критические режимы его работы.
Источник: Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.