Расчетно-экспериментальные исследования динамики конструкции беспилотного воздушного судна вертолетного типа БВС ВТ-30Е

Аннотация

Исследована динамика конструкции беспилотного воздушного судна вертолетного типа БВС ВТ-30Е, разработанного АО "НПП "Радар ммс". В ходе летных испытаний опытного образца беспилотного воздушного судна вертолетного типа с подвешенным под рамой фюзеляжа грузом массой 6 кг при взлете и посадке на ровную бетонную поверхность возникали существенные колебания конструкции. Для решения проблемы проведено конечно-элементное моделирование конструкции с помощью программного обеспечения MSC.Nastran v2019, по результатам которого аналитически рассчитаны параметры земного резонанса. Выявлено, что причиной колебаний является не земной резонанс, а совпадение частоты колебания корпуса опытного образца беспилотного воздушного судна вертолетного типа на арочном шасси с рабочей частотой вращения несущего винта. В целях недопущения колебаний при серийной эксплуатации необходимо увеличить диаметры и толщины стенок труб шасси. Показано, что динамическое поведение конструкции опытного образца беспилотного воздушного судна вертолетного типа значительно отличается от приведенных в классической литературе данных из-за существенного отличия удельных массогеометрических характеристик от пилотируемых вертолетов. Точность расчетов подтверждена результатами частотных и повторных летных испытаний. Сочетание конечно-элементных и аналитических методов для решения задач динамики конструкции беспилотного воздушного судна вертолетного типа БВС ВТ-30Е позволило существенно снизить трудоемкость и время выполнения работ

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Анцев В.Г., Битный-Шляхто В.М., Мензульский С.Ю. Расчетно-экспериментальные исследования динамики конструкции беспилотного воздушного судна вертолетного типа БВС ВТ-30Е. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2026, № 3 (158), c. 4--16. EDN: PFERJB

Литература

[1] Миль М.Л., Некрасов А.В., Браверман А.С. и др. Вертолеты. Расчет и проектирование. М., Машиностроение, 1967.

[2] Братухин И.П. Автожиры. Теория и расчет. М., ГОСМАШМЕТИЗДАТ, 1934.

[3] Юрьев Б.Н. Импульсная теория воздушных винтов. М., Изд-во ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1948.

[4] Глауэрт Г. Основы теории крыльев и винта. Ленинград, ГНТИ, 1931.

[5] Пейн П.Р. Динамика и аэродинамика вертолета. М., Оборонгиз, 1963.

[6] Аверьянов И.О. Исследование нагруженности и прочности лопасти несущего винта вертолета на маневренных и неустановившихся режимах. Дис. ... канд. техн. наук. М., МАТИ, 2012.

[7] Лысенков А.В., Павлик С.В. Разработка методологии расчета аэродинамических характеристик воздушных винтов. Труды МФТИ, 2013, т. 5, № 3, с. 174--187. EDN: QIXKGL

[8] Коломенский Д.С. Методы расчета аэродинамических характеристик несущих винтов скоростных и маневренных вертолетов. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., МАИ, 2005.

[9] Анищенко Г.А., Молин К.Е. Решение задач динамики вертолета методом конечных элементов с использованием программного комплекса MSC.Nastran. Труды МАИ, 2011, № 45. EDN: NYFRWX

[10] Дудник В.В. Измерение вибрационных параметров экспериментального сверхлегкого вертолета соосной схемы. Научный вестник МГТУ ГА, 2011, № 173, с. 161--167. EDN: OYRFBD

[11] Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М., ФИЗМАТГИЗ, 1959.

[12] Пановко Я.Г. Основы прикладной теории упругих колебаний. М., МАШГИЗ, 1957.

[13] Dudkowski D., Jafari S., Kapitaniak N., et al. Hidden attractors in dynamical systems. Phys. Rep., 2016, vol. 637, pp. 1--50. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.05.002

[14] Богоявленский А.А. Анализ процедур обеспечения достоверности средств и методов измерения вибрации в процессах поддержания летной годности воздушных судов. Научный вестник МГТУ ГА, 2017, № 1, с. 78--87. EDN: XYGDNZ

[15] Болотин В.В. Неконсервативные задачи теории упругой устойчивости. М., ФИЗМАТГИЗ, 1961.

[16] Chechurin L., Chechurin S. Physical fundamentals of oscillations. Cham, Springer, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-75154-2

[17] Вильдгрубе Л.С. Вертолеты. Расчет интегральных аэродинамических характеристик и летно-технических данных. М., Машиностроение, 1977.

[18] Володко A.M. Основы летной эксплуатации вертолетов. Аэродинамика. М., Транспорт, 1984.

[19] Грищенко Н.А., Сидельников С.Б., Губанов И.Ю. Механические свойства алюминиевых сплавов. М., Инфра-М, 2023.

[20] Моисеев В.С., Моисеева Л.Т. Методы предварительного проектирования беспилотных вертолетов. Казань, Школа, 2022.