قوة تصميم طائرة هليكوبتر

لأداء مهمة قتالية وضمان سلامة الطيران ، يجب أن يكون تصميم المروحية قويًا وصلبًا بدرجة كافية. وتعني بالقوة قدرة الهيكل على إدراك الأحمال الخارجية المعينة التي تمت مواجهتها أثناء التشغيل دون الانهيار. تشير الصلابة إلى قدرة الهيكل على مقاومة التشوه تحت الحمل.

أثناء التشغيل ، تتعرض المروحية لأحمال ذات طبيعة وحجم مختلفين: ثابت (ثابت أو يتغير ببطء بمرور الوقت) ، ديناميكي (صدمة واهتزاز). اعتمادًا على نوع التحميل ، يجب أن يتمتع الهيكل أو جزءه المنفصل بنوع القوة المناسب.

يُطلق على مجموعة القيم المطلوبة لأنواع مختلفة من القوة ، والتي تضمن التشغيل الطبيعي للهيكل ضمن الحدود والشروط المحددة ، القوة التشغيلية.

أثناء التشغيل ، لا تبقى قوة الهيكل دون تغيير. يمكن أن تتسبب الأحمال الكبيرة ، القريبة من الأحمال المحدودة ، في حدوث تشوهات دائمة في عناصرها. تتسبب الأحمال الصغيرة والمتكررة بشكل متكرر في ظهور تشققات مرهقة تضعف الهيكل. البلى يحدث

أجزاء الاحتكاك ، التآكل الكاشطة لشفرات HB ، شفرات المحركات التوربينية الغازية تحت تأثير الغبار والرمل. بالإضافة إلى ذلك ، أثناء الصيانة ، يتم إدخال الضرر على شكل خدوش ، خدوش ، خدوش ، نكات ، إلخ. كل هذا يؤدي إلى انخفاض تدريجي في القوة الهيكلية ويجبر المروحية على الحد من مورد (ساعات الطيران) للطائرة المروحية.

أثناء التشغيل ، يتأثر الهيكل باستمرار بالتغيرات في درجات الحرارة ، والتساقط ، والغبار ، والإشعاع الشمسي ، وما إلى ذلك. يؤدي تأثير هذه العوامل إلى تآكل العناصر الهيكلية ، وتشقق الزجاج والأجزاء غير المعدنية الأخرى ، وتلف الطلاءات الواقية. نتيجة لذلك ، من الضروري تحديد وقت التقويم لتشغيل المعدات (عمر الخدمة).

وبالتالي ، فإن جميع العوامل الخارجية المذكورة أعلاه التي تقلل من قوة الهيكل وتحد من أداء الهيكل ، تحد من متانته. إن متانة الطائرة هي القدرة على الحفاظ على قابلية التشغيل ، مع مراعاة الصيانة والإصلاح ، حتى حالة تقييد معينة ، حيث يتم انتهاك متطلبات سلامة الطيران ، ويتم تقليل الكفاءة التشغيلية. مؤشرات المتانة هي المورد وعمر الخدمة.

تتمثل إحدى المهام الرئيسية للتشغيل الفني لمعدات الطيران في الحفاظ على القوة اللازمة طوال فترة الخدمة بأكملها في ظل ظروف تشغيل حقيقية.

المبادئ العامة لحساب قوة المروحية

تنص معايير القوة أيضًا على: تأثير G = -0,5 السالب عند الدخول في التخطيط ، والانعطافات النشطة للطائرة المروحية أثناء التحليق ، وتأثير هبوب الرياح الرأسية والجانبية ، وما إلى ذلك. كل حالة من حالات التصميم حاسمة للقوة لجزء أو آخر من المروحية.

تأخذ حالات تصميم الهبوط في الاعتبار خيارات الهبوط المختلفة: على جميع الدعامات ، فقط على الدعامات الرئيسية ، والهبوط مع تأثير جانبي ، وما إلى ذلك.

تأخذ حالات التصميم الأرضي في الاعتبار تأثير الرياح وسحب المروحية على موقع غير مُجهز ، وما إلى ذلك.

يكمن التعقيد الخاص لحساب قوة المروحية في حقيقة أن أحمالها الرئيسية ، على سبيل المثال ، القوى من شفرات HB ، متغيرة في الحجم والاتجاه ، مما يتسبب في اهتزازات الشفرات نفسها وهيكل المروحية ككل. يسمى هذا التحميل الديناميكي. مع العمل المطول للأحمال المتكررة بشكل متكرر ، يحدث تدمير الهيكل عند ضغوط أقل بكثير من الحمل الثابت الثابت. هذا بسبب ظاهرة التعب المادي.

توفر معايير القوة أيضًا جميع البيانات اللازمة لحساب صلابة الهيكل وقوته الديناميكية وموارده (عمر الخدمة).

مفهوم حساب القوة الساكنة

إذا كان حمل الهيكل ثابتًا أو يتغير ببطء ، فإن التشوهات والضغوط فيه ستكون أيضًا ثابتة أو تتغير تدريجيًا ، بما يتناسب مع الحمل ، بدون عمليات تذبذبية. هذا التحميل يسمى ثابت.

بالنسبة للطائرة المروحية ، يمكن اعتبار الأحمال الثابتة: قوة دفع المراوح الرئيسية والذيل ؛ قوى الطرد المركزي للشفرات. القوى الديناميكية الهوائية للجناح والذيل.

يشمل حساب القوة الساكنة:

• - تحديد حجم وطبيعة توزيع أحمال التصميم ، وفقًا لمعايير القوة ؛
• - إنشاء مخططات Q العرضية والقوى الطولية N ، لحظات الانحناء وعزم الدوران للجزء المدروس من هيكل المروحية ؛
• - تحديد أكثر أقسام الهيكل تحميلًا ، والتي يمكن فيها بذل أكبر قدر من الضغوط ؛
• - تحديد الاجهادات في العناصر الإنشائية ومقارنتها بالعناصر التدميرية.

يتم ضمان القوة الثابتة للهيكل إذا كانت الضغوط في عناصرها لا تتجاوز القيم التدميرية.

ومع ذلك ، فإن توفير القوة الساكنة لا يضمن حتى الآن التشغيل الآمن للطائرة المروحية ، لأنه تحت تأثير الأحمال المتغيرة ، تنشأ الضغوط المتناوبة المقابلة في هيكلها. هذه الضغوط ، المتراكبة على الضغوط الثابتة ، تزيد من الضغوط الكلية ، ويمكن أن تؤدي أيضًا إلى إجهاد الهيكل.

مصادر التحميل المتغيرة لطائرات الهليكوبتر

الأحمال الرئيسية للطائرة متغيرة في طبيعتها ، فهي تتغير باستمرار من حيث الحجم والاتجاه بترددات معينة.

المصادر الرئيسية للأحمال المتغيرة هي البراغي الرئيسية والذيل. سبب التغيير الدوري في القوى المؤثرة على ريش HB هو التغيير المستمر في سرعة واتجاه التدفق عليها في سمت مختلفة وفي أقسام مختلفة أثناء الرحلة الانتقالية للطائرة المروحية. عندما تتحرك الشفرة ، أثناء دورانها ، نحو حادث التدفق على المروحية ، تزداد السرعة الإجمالية لتدفقها ، وعندما تتحرك للخلف ، على العكس من ذلك ، تنخفض. نظرًا لأن القوى الديناميكية الهوائية تتناسب مع مربع سرعة التدفق ، فإن قوة الرفع Ul والسحب Xl للشفرة تتغير باستمرار أيضًا. هذا يتسبب في رفرفة الشفرات في المستوى الرأسي وتذبذب في مستوى الدوران.

أثناء حركة دولاب الموازنة ، تقترب مراكز كتلة الشفرات بشكل دوري وتبتعد عن محور اللولب ، مما يتسبب في ظهور قوى كوريوليس المتغيرة التي تعمل في مستوى الدوران. تتسبب هذه القوى أيضًا في تأرجح الشفرات في مستوى الدوران.

تنتقل كل هذه القوى المتغيرة إلى جلبة HB ومن خلال عمود المروحة وعلبة التروس إلى جسم الطائرة المروحية ، مما يتسبب في تأرجحها في المستويين الرأسي والأفقي. يمكن أن تكون اتساع القوى المتغيرة المنقولة من الشفرات آلاف النيوتن ، وبالنسبة للمروحيات الثقيلة - عشرات الآلاف. ترددات هذه القوى هي مضاعف لمنتج سرعة المروحة وعدد الشفرات.

يمكن أن تكون المصادر الإضافية للقوى المتغيرة ضعف التوازن وعدم محاذاة الشفرات. يتكون التوازن الضعيف من لحظات ثابتة غير متكافئة للشفرات ، مما يؤدي إلى عدم توازن قوى الطرد المركزي. يتجلى سوء اللحن في السعات المختلفة لحركة الخفقان للشفرات بسبب الاختلافات في الأشكال الخارجية ، أو الصلابة الالتوائية ، أو الضبط غير الدقيق لزوايا التثبيت. لنفس الأسباب ، تنشأ قوى متغيرة للذيل الدوار.