Расчёт взлётной массы и компоновки вертолёта (стр. 1 из 5)
Введение
Проектирование вертолета представляет собой сложный, развивающийся во времени процесс, разделяющийся на взаимосвязанные проектные стадии и этапы. Создаваемый летательный аппарат должен удовлетворять техническим требованиям и соответствовать технико-экономическим характеристикам, указанным в техническом задании на проектирование. Техническое задание содержит исходное описание вертолета и его летно-технические характеристики, обеспечивающие высокую экономическую эффективность и конкурентоспособность, проектируемой машины, а именно: грузоподъемность, скорость полета, дальность, статический и динамический потолок, ресурс, долговечность и стоимость.
Техническое задание уточняется на стадии предпроектных исследований, в ходе которых выполняются патентный поиск, анализ существующих технических решений, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Основной задачей пред проектных исследований является поиск и экспериментальная проверка новых принципов функционирования проектируемого объекта и его элементов.
На стадии эскизного проектирования выбирается аэродинамическая схема, формируется облик вертолета и выполняется расчет основных параметров, обеспечивающих достижение заданных летно-технических характеристик. К таким параметрам относятся: масса вертолета, мощность двигательной установки, размеры несущего и рулевого винтов, масса топлива, масса приборного и специального оборудования. Результаты расчетов используются при разработке компоновочной схемы вертолета и составлении центровочной ведомости для определения положения центра масс.
Конструирование отдельных агрегатов и узлов вертолета с учетом выбранных технических решений выполняется на стадии разработки технического проекта. При этом параметры спроектированных агрегатов должны удовлетворять значениям, соответствующим эскизному проекту. Часть параметров может быть уточнена с целью оптимизации конструкции. При техническом проектировании выполняется аэродинамические прочностные и кинематические расчеты узлов, выбор конструкционных материалов и конструктивных схем.
На стадии рабочего проекта выполняется оформление рабочих и сборочных чертежей вертолета, спецификаций, комплектовочных ведомостей и другой технической документации в соответствии с принятыми стандартами
В данной работе представлена методика расчета параметров вертолета на стадии эскизного проектирования, которая используется для выполнения курсового проекта по дисциплине "Проектирование вертолетов".
1. Расчет взлетной массы вертолета первого приближения
где
- масса полезного груза, кг; 
-масса экипажа, кг. 
-дальность полета 
кг.2. Расчет параметров несущего винта вертолета
2.1Радиус R, м, несущего винта вертолёта одновинтовой схемы рассчитывается по формуле:
,где
- взлетная масса вертолета, кг;g - ускорение свободного падения, равное 9.81 м/с2;
p- удельная нагрузка на площадь, ометаемую несущим винтом,
p=3,14.
Значение удельной нагрузки p на ометаемую винтом площадь выбирается по рекомендациям, представленным в работе /1/: где p=280
м.Принимаем радиус несущего винта равным R=7.9
Угловая скорость w, с-1, вращения несущего винта ограничена величиной окружной скорости wR концов лопастей, которая зависит от взлетной массы
вертолета и составили wR=232 м/с. 
с-1. 
об/мин.2.2 Относительные плотности воздуха на статическом и динамическом потолках
2.3 Расчет экономической скорости у земли и на динамическом потолке
Определяется относительная площадь
эквивалентной вредной пластинки: 
, где Sэ=2.5 
Рассчитывается значение экономической скорости у землиVз, км/час:
,где I= 1,09…1,10- коэффициент индукции.
км/час.Рассчитывается значение экономической скорости на динамическом потолкеVдин, км/час:
,где I= 1,09…1,10- коэффициент индукции.
км/час.2.4Рассчитываются относительные значения максимальной и экономической на динамическом потолкескоростей горизонтального полета:
, 
, 
где Vmax=250 км/час и Vдин =182.298 км/час - скорости полета;
wR=232 м/с - окружная скорость лопастей.
2.5Расчет допускаемых отношений коэффицента тяги к заполнению несущего винта для максимальной скорости у земли и для экономической скорости на динамическом потолке:
при 
при 
2.6 Коэффициенты тяги несущего винта у земли и на динамическом потолке:
, 
, 
, 
.2.7 Расчет заполнения несущего винта:
Заполнение несущего винта s рассчитывается для случаев полета на максимальной и экономической скоростях:
; 
. 
В качестве расчетной величины заполнения sнесущего винта принимается наибольшее значение из sVmaxи sVдин:
Принимаем
Длина хорды bи относительное удлинение lлопастей несущего винта будет равны:
, где zл -число лопастей несущего винта(zл=3) 
м, 
.2.8 Относительное увеличение тяги несущего винтадля компенсации аэродинамического сопротивления фюзеляжа и горизонтального оперения:
,где Sф -площадь горизонтальной проекции фюзеляжа;
Sго -площадь горизонтального оперения.
Sф=10 м2;
Sго=1.5 м2.
.3. Расчет мощности двигательной установки вертолета.
3.1 Расчет мощности при висении на статическом потолке:
Удельная мощность
, потребная для привода несущего винта в режиме висения на статистическом потолке, рассчитывается по формуле: 
,где NHст - потребная мощность, Вт;