Анализ устойчивости обшивок хвостовых отсеков лопастей несущего винта при действии ветра на стоянке вертолета
Автор: Максим Владимирович Каргаев
Организация: Московский авиационный институт, АО "НЦВ Миль и Камов"
Задача обеспечения приемлемого уровня напряжений во всех конструктивных элементах лопасти несущего винта на стоянке вертолета от сил собственного веса лопасти и ветрового нагружения является одной из первостепенных при ее проектировании. Менее прочными по сравнению с лонжероном элементами лопасти являются хвостовые отсеки.
Анализ напряженно-деформированного состояния обшивок хвостовых отсеков невращающейся лопасти под действием ступенчатого порыва ветра [1] показал возможность появления зон местной потери устойчивости обшивки [2] вблизи задней стенки лонжерона вызванных сжимающими продольными напряжениями. Местная потеря устойчивости хвостовых отсеков недопустима, поскольку при развитии прогибов может произойти отслоение обшивок от заполнителя, иными словами нарушение целостности конструкции.
В настоящей работе предлагается метод, основанный на расчете напряжений в лонжероне лопасти при воздействии ветра [3], численном решении плоской задачи теории упругости для обшивки хвостового отсека при изгибе лопасти [1], сравнении полученных напряжений с критическими напряжениями, рассчитанными по формулам, полученным в настоящей работе.
Рис. Граничные условия для расчетной модели обшивки хвостового отсека.
Для решения поставленной задачи получено дифференциальное уравнение устойчивости ортотропной пластины на упругом основании, моделирующее обшивку хвостового отсека лопастей несущего винта. Получены выражения для расчета критических напряжений, соответствующих началу возникновения местной потере устойчивости обшивок. Определена предельная скорость ветра по условию начала местной потери устойчивости обшивок хвостовых отсеков лопастей несущего винта вертолета типа Ми-38.
1. Каргаев М.В., Савина Д.Б. Метод расчета напряжений в обшивке хвостовых отсеков невращающихся лопастей несущего винта под действием ветра на стоянке вертолета// Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 3. С. 17 – 25.
2. Орешко Е.И. Обзор критериев прочности материалов/ Е.И. Орешко, В.С. Ерасов, А.В. Гриневич, П.В. Шершак// Труды ВИАМ. 2019. № 9 (81). С. 108 – 126.
3. Каргаев М.В. Расчет напряжений в лопасти несущего винта вертолета на базе нелинейной модели нагружения при статическом воздействии ветра// Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 34–42.
