где Т — тяга несущего винта;
R
— радиус несущего винта;ρ
— плотность воздуха;V —
скорость полета в м/сек.
5. ИНДУКТИВНАЯ СКОРОСТЬ ПОТОКА
Индуктивная скорость потока — это скорость движения потока, вызванная взаимодействием вращающегося винта с воздухом.
Вращающийся от двигателя несущий винт сверху подсасывает воздух к плоскости вращения. После прохождения плоскости вращения воздух отбрасывается вниз (рис. 62) и закручивается в сторону вращения несущего винта.
Величина скорости подсасывания и скорости отбрасывания у различных струек воздушного потока, взаимодействующего с винтом, неодинакова. Ближе к оси винта, где окружная скорость невелика, индуктивная скорость имеет меньшую величину, чем во внешней части поверхности, ометаемой несущим винтом при вращении. В зоне оси несущего винта имеется небольшая площадь, где воздух перетекает снизу вверх.
Индуктивная скорость отбрасывания в два раза больше скорости подсасывания, точно так же, как скорость закрутки потока ниже плоскости вращения в два раза больше скорости закручивания потока выше плоскости вращения.
Рис. 62. Индуктивная скорость
подсасывания и индуктивная
скорость отбрасывания
Рис. 63. Распределение индуктивной
скорости по поверхности вращения при
вертикальном полете
Величина и направление индуктивной скорости, возникающей на каждом элементе лопасти, неодинаковы, и в различных точках поверхности, ометаемой винтом при вращении, зависят от режима полета вертолета и от скорости вращения. На режимах вертикального полета (подъем, спуск или “висение”) индуктивная скорость вдоль лопасти распределяется по треугольнику. При этом для всего несущего винта картина распределения индуктивной скорости выглядит так, как это показано на рис. 63.
Индуктивная скорость направлена вниз по оси вращения винта. В горизонтальном полете на скорости, близкой к максимальной, индуктивная скорость распределена очень неравномерно, так как ее величина сильно изменяется не только вдоль лопасти, но и зависит от азимутального положения лопасти (рис. 64).
Характер распределения индуктивной скорости по поверхности, ометаемой несущим винтом при вращении, а также средняя величина ее играют очень большую роль в его работе, равно как и в аэродинамике всего вертолета. Очевидно, чем равномернее индуктивная скорость распределена по поверхности вращения винта, тем более однороден и более устойчив воздушный поток, а следовательно, более устойчив режим работы несущего винта и всего вертолета.
Несмотря на более равномерный характер распределения индуктивной скорости по поверхности, ометаемой винтом при вращении на режиме висения, чем в горизонтальном полете, а также несмотря
на то, что средняя величина индуктивной скорости в случае висения
вращения на режиме висения только за счет подсасывания винтом.
В теории аэродинамического расчета существуют различные способы учета распределения индуктивной скорости по поверхности, ометаемой винтом при вращении.
По Глауэрту средняя индуктивная скорость в полете с поступательной скоростью определяется формулой
где Т — тяга несущего винта;
R
— радиус несущего винта;ρ
— плотность воздуха;V —
скорость полета в м/сек.
Рис. 65. Угол атаки элемента лопасти
Если допустить довольно грубое приближение, считая, что для режима висения
V = и, т. е. скорость подсасывания потока принять за скорость полета, тогда формулой Глауэрта можно воспользоваться при вычислении индуктивной скорости для режима висения:
При определении истинных углов атаки различных элементов лопасти учитывается индуктивная скорость потока, которая несколько уменьшает истинные углы атаки сечений лопасти по сравнению с геометрическими углами атаки (рис. 65).
