Сотрудники НИИ механики МГУ совместно с коллегами из НЦВ «Миль и Камов» разработали методику расчёта, математическую модель и программное обеспечение, позволяющее исследовать аэроупругую устойчивость лопасти несущего винта вертолёта с учётом нестационарности обтекающего её потока.

Актуальность и важность исследования механизмов возникновения флаттера и дивергенции винта, а также разработка новых и совершенствование существующих методов их подавления обусловлена тем, что эти аэроупругие явления приводят к ухудшению функциональных, прочностных и аэродинамических характеристик несущих винтов вертолётов и, в конечном итоге, к возникновению аварийных ситуаций.

Математическая модель и программное обеспечение, разработанные под руководством зам. директора НИИ механики МГУ Василия Веденеева, предполагают, при расчёте нестационарных нагрузок, возникающих вследствие колебания лопасти, использование нестационарных аэродинамических коэффициентов, полученных при экспериментальном или численном моделировании реальных профилей сечения винта, в отличие от большинства зарубежных и отечественных работ, где рассматривается приближение тонкого профиля. Кроме того, модель учитывает возмущение силы сопротивления, сжимаемость потока, силу Кориолиса, а также конструкционное демпфирование лопастей.

Разработанная методика аэроупругого анализа позволяет строить модель полной несущей системы с учётом взаимодействия лопастей через несущий вал и упругую проводку системы управления.

В работе были проведены исследования устойчивости лопасти перспективного вертолёта на разных режимах в различных аэродинамических постановках. Результаты расчётов сравнивались с результатами натурных испытаний, в которых была определена граница флаттера несущего винта.

«Сравнение экспериментальных и расчётных данных показало, что разработанный подход позволяет более точно определять границы флаттера по сравнению с упрощённой методикой, использовавшейся ранее в конструкторском бюро НЦВ «Миль и Камов», а также помогло определить направление дальнейшего развития методики» — отметил научный сотрудник НИИ механики Фаррух Абдухакимов.

На разработанную математическую модель и соответствующее программное обеспечение получен акт о внедрении в НЦВ «Миль и Камов». Предложенный подход даёт возможность проводить исследования флаттера и дивергенции с учетом реальной геометрии лопасти вертолета и по различным формам колебаний, включая хордовый флаттер, позволяет оценить необходимое конструкционное демпфирование и изменение массово-жёсткостных характеристик лопасти с целью её стабилизации.

Результаты работы опубликованы в журнале «Проблемы машиностроения и автоматизации»: https://elibrary.ru/item.asp?id=91840576