Важной проблемой при эксплуатации вертолетов является высокий уровень вибрации, который негативно сказывается на прочностных характеристиках винтокрылой машины, функционировании бортового оборудования и снижает уровень комфорта пассажиров.
Одним из перспективных направлений борьбы с вибрацией на больших скоростях полета вертолета является применение на лопастях несущего винта активного органа управления. Изучением этого метода занимаются специалисты Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»). В результате цикла работ был создан демонстратор прототипа системы активного снижения махового движения лопасти несущего винта вертолета. Он состоит из лопастей с индивидуальным управлением триммерами с пьезоэлектрическими элементами.
Изобретение поможет преодолеть вибрации на больших скоростях полета и впоследствии может быть внедрено в конструкцию перспективных отечественных многоцелевых вертолетов. Исследования проводятся в рамках НИР «Порыв» Министерства промышленности и торговли Российской Федерации. Задача комплекса испытаний — показать эффективность работы системы активного снижения махового движения лопасти несущего винта вертолета.
На первом этапе был подготовлен специальный стенд и проведен комплекс предварительных расчетных исследований. Следующим шагом стали испытания демонстратора на вертолетном стенде, установленном в аэродинамической трубе ЦАГИ. Модель несущего винта, оснащенную демонстратором системы активного снижения махового движения лопасти, испытали на режимах висения и горизонтального полета.
Полученные экспериментальные данные ученые института применили для формирования алгоритмов управления системой активного снижения махового движения лопасти и создания облика интеллектуального бортового оборудования.
В результате проведения испытаний и цикла расчетных исследований по влиянию различных законов управления триммером (активным гасителем колебаний) на колебания лопастей несущего винта доказано, что отклонение триммера с запаздыванием по углу азимута снижает амплитуду махового движения. Такое движение изменяет обтекание концевых сечений лопасти, уменьшая срывные эффекты, и действует как гаситель вибраций.
«Впервые в отечественной практике для управления снижением махового движения лопасти мы использовали аэродинамический элемент в виде движущейся триммерной пластины. Такая мера приведет к снижению вибраций винтокрылого летательного аппарата и лобового сопротивления и, как следствие, уменьшению расхода топлива на всех режимах полета», — прокомментировал ведущий инженер отделения норм прочности, нагрузок и аэроупругости ФАУ «ЦАГИ» Михаил Ерёмин.
В дальнейшем изучение демонстратора системы активного снижения махового движения лопасти несущего винта вертолета продолжится. Ученым предстоит исследовать различные режимы работы системы активного снижения в полете и программу управления.
