RU2206475C2

RU2206475C2 - Device for compensation of reactive torque of helicopter main rotor

Info

Publication number: RU2206475C2
Application number: RU2000122992A
Authority: RU
Inventors: В.В. Дудник
Original assignee: Ростовский вертолетный производственный комплекс, открытое акционерное общество "Роствертол"
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2003-06-20

Abstract

FIELD: aviation; helicopter control systems. SUBSTANCE: proposed device is used for compensation of reactive torque of single-rotor helicopters by forming difference of pressures exerted on surfaces of tail boom at the right and at the left. Proposed device includes three and more longitudinal fins mounted on the outside of one board of tail boom on side of advancing blade of main rotor one under other at preset distance owing to which air flows passing around tail boom interfere with separation of induced flow of main rotor from surface of tail boom in wide spectrum of angles. EFFECT: improved flight characteristics due to partial compensation of reactive torque in hovering and at low speed; enhanced efficiency of tail unit. 4 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано в вертолетостроении. The invention relates to aircraft and can be used in helicopter engineering.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является устройство, компенсирующее реактивный момент несущего винта и состоящее из двух продольных гребней, установленных на внешней стороне одного борта хвостовой балки одновинтового вертолета (патент США 4708305, МПК В 64 С 5/06, 27/06, 1987). Closest to the invention in terms of essential features is a device that compensates for the reactive moment of the rotor and consists of two longitudinal ridges mounted on the outside of one side of the tail boom of a single-rotor helicopter (US patent 4708305, IPC B 64 C 5/06, 27/06, 1987).

Недостатком этого устройства является низкая эффективность при большой строительной высоте хвостовой балки и неблагоприятное влияние на аэродинамическое сопротивление и продольную балансировку вертолета при больших скоростях горизонтального полета. The disadvantage of this device is the low efficiency with a large construction height of the tail boom and an adverse effect on aerodynamic drag and longitudinal balancing of the helicopter at high speeds of horizontal flight.

Техническим результатом изобретения является улучшение летных характеристик одновинтового вертолета за счет компенсации реактивного момента несущего винта вертолета на режиме висения и малых скоростях полета, при минимальном влиянии на продольную балансировку при горизонтальном полете со значительной скоростью, снижение нагрузки на хвостовую трансмиссию. The technical result of the invention is to improve the flight characteristics of a single-rotor helicopter by compensating for the reactive moment of the rotor of the helicopter in the hovering mode and low flight speeds, with minimal impact on the longitudinal balancing during horizontal flight at a significant speed, reducing the load on the tail transmission.

Указанная задача достигается тем, что устройство для компенсации реактивного момента несущего винта одновинтового вертолета, содержащее продольные гребни, установленные на внешней стороне одного борта хвостовой балки со стороны наступающей лопасти несущего винта вертолета, снабжено по крайней мере тремя продольными гребнями. На режимах висения и малой скорости продольные гребни, выступающие над поверхностью хвостовой балки, обеспечивают отрыв индуктивного потока несущего винта от одного борта хвостовой балки, что приводит к возникновению разности давлений справа и слева и появлению боковой силы и момента, стремящегося компенсировать реактивный момент несущего винта. This task is achieved in that the device for compensating the reactive moment of the rotor of a single-rotor helicopter containing longitudinal ridges mounted on the outer side of one side of the tail beam from the side of the advancing rotor blade of the helicopter is equipped with at least three longitudinal ridges. In hovering and low-speed modes, longitudinal ridges protruding above the surface of the tail boom provide separation of the inductive flow of the rotor from one side of the tail boom, which leads to a pressure difference between the right and left and the appearance of lateral force and moment, which seeks to compensate for the reactive moment of the rotor.

На фиг.1 показано устройство для компенсации реактивного момента несущего винта одновинтового вертолета в прямоугольной проекции, вид сбоку; на фиг.2 - вид А-А по фиг.1; на фиг.3 - диаграмма распределения давления по сечению хвостовой балки на висении без устройства для компенсации реактивного момента несущего винта одновинтового вертолета; на фиг.4 - диаграмма распределения давления по сечению хвостовой балки на висении с устройством для компенсации реактивного момента несущего винта одновинтового вертолета. Figure 1 shows a device for compensating for the reactive moment of the rotor of a single-rotor helicopter in a rectangular projection, side view; figure 2 is a view aa of figure 1; figure 3 is a diagram of the pressure distribution over the cross section of the tail boom while hanging without a device for compensating the reactive moment of the rotor of a single-rotor helicopter; figure 4 is a diagram of the pressure distribution over the cross section of the tail boom while hanging with a device for compensating the reactive moment of the rotor of a single-rotor helicopter.

Устройство для компенсации реактивного момента несущего винта одновинтового вертолета состоит из верхнего продольного гребня 1 и двух нижних продольных гребней 2, 3, расположенных на одном борту хвостовой балки 4 вертолета. A device for compensating the reactive moment of the rotor of a single-rotor helicopter consists of an upper longitudinal ridge 1 and two lower longitudinal ridges 2, 3 located on one side of the tail boom 4 of the helicopter.

Устройство для компенсации реактивного момента несущего винта одновинтового вертолета работает следующим образом. A device for compensating the reactive moment of the rotor of a single-rotor helicopter operates as follows.

На режиме висения или малой горизонтальной скорости хвостовая балка обтекается главным образом индуктивным потоком несущего винта. Верхний продольный гребень 1, работая как интерцептор, отрывает поток от одного борта хвостовой балки 4, что приводит к местному уменьшению скорости, повышению давления и появлению боковой силы и момента, стремящегося компенсировать реактивный момент несущего винта. При наличии бокового ветра или боковом движении хвостовой балки угол обтекания меняется, что может привести к возврату потока к поверхности хвостовой балки и уменьшению разности давления между правым и левым бортом. Для исключения этого вводится второй продольный гребень 2, который не дает индуктивному потоку вернуться к поверхности хвостовой балки 4. Однако при большой строительной высоте хвостовой балки, особенно в корневой ее части, двух продольных гребней также может оказаться недостаточно для гарантированного отрыва по всей строительной высоте. Для недопущения возврата потока в нижней части хвостовой балки 4 используется третий продольных гребень 3. В результате, на висении и малых скоростях горизонтального полета система трех продольных гребней позволяет эффективно противодействовать реактивному моменту несущего винта вертолета в широком спектре углов обтекания. Это приводит к разгрузке рулевого винта, улучшению путевой управляемости и увеличению ресурса хвостовой трансмиссии вертолета. In hovering mode or low horizontal speed, the tail boom is streamlined mainly by the inductive flow of the rotor. The upper longitudinal ridge 1, acting as an interceptor, detaches the flow from one side of the tail boom 4, which leads to a local decrease in speed, increase in pressure and the appearance of lateral force and torque, which seeks to compensate for the reactive moment of the rotor. In the presence of a lateral wind or lateral movement of the tail boom, the flow angle changes, which can lead to a return of the flow to the surface of the tail boom and a decrease in the pressure difference between the right and left side. To avoid this, a second longitudinal ridge 2 is introduced, which prevents the inductive flux from returning to the surface of the tail boom 4. However, with a large construction height of the tail boom, especially in its root part, two longitudinal ridges may also not be enough to guarantee separation over the entire construction height. To prevent the return of flow in the lower part of the tail boom 4, a third longitudinal ridge 3 is used. As a result, on hovering and low speeds of horizontal flight, the system of three longitudinal ridges makes it possible to effectively counteract the reactive moment of the rotor of the helicopter in a wide range of flow angles. This leads to the unloading of the tail rotor, improved track handling and an increase in the resource of the tail gear of the helicopter.

После разгона вертолета до значительных горизонтальных скоростей хвостовая балка обтекается только горизонтальным набегающим потоком. На этом режиме гребни, имея ненулевой угол атаки к горизонтальному потоку, создают дополнительное аэродинамическое сопротивление и момент, влияющий на продольную балансировку вертолета. Три гребня имеют малый размах и находятся в наиболее заторможенной зоне пограничного слоя, который в районе хвостовой части вертолета имеет значительную толщину при горизонтальном полете. Нахождение в этой зоне приводит к минимальному влиянию гребней на аэродинамическое сопротивление и продольную балансировку. After the helicopter accelerates to significant horizontal speeds, the tail beam is flown around only by a horizontal oncoming flow. In this mode, the ridges, having a non-zero angle of attack to the horizontal flow, create additional aerodynamic drag and torque, affecting the longitudinal balancing of the helicopter. Three ridges have a small span and are located in the most inhibited zone of the boundary layer, which in the area of the tail of the helicopter has a significant thickness during horizontal flight. Being in this zone leads to a minimal effect of ridges on aerodynamic drag and longitudinal balancing.

Claims

A device for compensating the reactive moment of the rotor of a single-rotor helicopter by creating a pressure difference on the surface of the tail boom to the right and left, containing longitudinal ridges mounted on the outside of one side of the tail boom from the side of the advancing blade of the rotor of the helicopter, characterized in that it is equipped with three or more longitudinal ridges placed on one side of the tail boom one below the other at a predetermined distance, so that when the tail beam flows around They provide air separation of the rotor inductance from the surface of the tail boom in a wide range of angles of flow around the tail boom of the helicopter.