Читать «ВЕРТОЛЁТ 1999 04» онлайн - страница 10
Автор неизвестен
Теория С.К. Джевецкого была разработана еще в 1897 году. В ее основу положен следующий прием: рядом цилиндрических сечений лопасть винта разрезается на отдельные элементы, каждый из которых может рассматриваться как изолированное крыло, обтекаемое плоскопараллельным потоком (гипотеза плоских сечений). Этот прием позднее использовался во всех теориях винта и получил название «теория элемента лопасти». Теория Джевецкого очень удобна для практических расчетов. По ней успешно рассчитывались воздушные винты самолетов. Однако она не учитывала подсасывающий эффект, поэтому оказалась совершенно несостоятельной в применении к несущим винтам. По словам Б.Н. Юрьева, «…целый ряд построенных в старое время вертолетов, рассчитанных по теории С.К. Джевецкого, не смог подняться в воздух. В этом отношении теория … нанесла огромный вред делу процветания вертолетостроения» (Б.Н. Юрьев. «Аэродинамический расчет вертолета»).
Подсасывающий эффект винта хорошо описывался струйной теорией идеального винта, в то время достаточно глубоко проработанной Фрудом, Финстервальдером, Жуковским. Уже была известна формула Н.Е. Жуковского для тяги воздушного винта в режиме работы на месте, позднее незаслуженно получившая название формулы Вельнера. Однако с инженерной точки зрения теория идеального винта была мало полезной, так как рассматривала не сам винт, а только место приложения тяги.
Борис Николаевич решил соединить обе теории. Вычислив тягу по каждой из них, можно составить уравнение, в котором устанавливается зависимость между скоростью в струе и характеристиками сечения лопасти. Это соотношение было названо им уравнением связи. Сначала Юрьев рассматривал работу винта по теории С.К. Джевецкого в идеальной струе, имеющей постоянную скорость в сечении. Его единомышленник, студент третьего курса Г. Сабинин предложил разделить струю на кольцевые струйки, поскольку скорости по ее сечению переменны. Совместными усилиями Юрьев и Сабинин разработали первую инженерную теорию, которая была высоко оценена Н.Е. Жуковским. Он отметил, правда, и ее недостаток — в ней не были учтены силы давлений в струе винта. Вскоре Н.Е. Жуковский изложил эту теорию в своих лекциях, назвав теорией Сабинина-Юрьева, и опубликовал в знаменитых «Теоретических основах воздухоплавания».
Наиболее трудным и важным моментом был вопрос о поджатии струи за винтом. Юрьев при расчете геликоптерных винтов принял это поджатие равным двум, что было близко к действительности. Позднее им с помощью Жуковского были получены теоретические соотношения для учета поджатия струи. «Вывод этот сделал нашу теорию вполне законченной, — вспоминал сам Юрьев. — Интересно отметить, что за границей в научной литературе споры о величине сжатия струи продолжались примерно до 1922 года».
В итоге уже в 1910 году кружковцы имели теорию (рис. 1), которая была применима к техническому расчету винтов и позволяла разработать как метод проектирования нормальных винтов, так и метод поверочного расчета винта заданной формы.
