Расчётно-экспериментальные исследования прочностных характеристик авторотирующего несущего винта мотовездехода

Киселёв И.А., Мензульский С.Ю., Елисеев П.С., Цветков О.И.

Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана, Москва

Ключевые слова: мотовездеход, авторотирующий несущий винт, конечно-элементная модель, напряжённо-деформированное состояние, тензометрия, валидация.

Аннотация. В МГТУ им. Н.Э. Баумана ведутся работы по созданию экспериментальных образцов наземно-воздушных вездеходов. В статье представлены результаты экспериментальных исследований напряжённо-деформированного состояния несущего винта автожира «Казачок», предполагаемого к использованию в составе лётного прототипа наземно-воздушного вездехода. Испытания заключались в тензометрировании лопасти несущего винта, нагружении концевой хорды лопасти грузом и измерении возникающих вдоль размаха лопасти линейных деформаций. Также была разработана и валидирована по результатам испытаний конечно-элементная модель несущего винта автожира «Казачок». Средняя величина отклонения расчётных и экспериментальных величин деформаций составила менее 4%. После валидации модели был проведён расчёт напряжённо-деформированного состояния авторотирующего несущего винта под воздействием максимальных проектных нагрузок. Из результатов расчётов следует, что несущий винт соответствует требованиям по прочности, предъявляемыми нормами лётной годности винтокрылых летательных аппаратов.

Computational and experimental studies of the strength characteristics of the autorotating main rotor of an all-terrain vehicle

Kiselev I.A., Menzulski S.Yu., Eliseev P.S., Tsvetkov O.I.

Bauman Moscow State Technical University, Moscow

Keywords: all-terrain vehicle, autorotating main rotor, finite element model, stress-strain state, strain gauge, validation.

Abstract. Bauman Moscow State Technical University is working on the creation of experimental samples of ground-air all-terrain vehicles. The article presents the results of experimental studies of the stress-strain state of the main rotor of the Kazachok gyroplane, intended for use as part of a flight prototype of a ground-to-air all-terrain vehicle. The tests consisted in tensometry of the blade and the tail of the main rotor, loading the end chord of the blade with a load and measuring linear deformations occurring along the blade span. A finite element model of the main rotor of the Kazachok gyroplane was also developed and validated based on the test results. The average deviation of the calculated and experimental values of deformations was less than 4%. After validation of the model, the stress-strain state of the autorotation rotor was calculated under the influence of maximum design loads. It follows from the results of calculations of the stress-strain state that the main rotor meets the strength requirements imposed by the airworthiness standards of rotary-wing aircraft.