Изготовление металлических лопастей основывается на обычной самолет ной технологии. Были непосредственно использованы эксперименты фирм: Lockheed с самолетными и вертолетными винтами.
Лопасти состоят из тонкой алюминиевой обшивки и большого числа штампованных нервюр и элементов, предназначенных для того, чтобы обеспечить заданную аэродинамическую форму, которая характеризуется круткой и конусными переходами. Сужение и крутка таковы, что прямолинейные участки не располагаются по длине лопасти на постоянном относительном расстоянии по хорде. Определение прямолинейных участков было весьма важным для про ектироваиия (расположения лонжеронов) и для технологического процесса формирующего кривизну па толстой передней кромке обшивки.
Испытания иевращающейся конструкции были проведены на первой металлической лопасти, установленной на испытательном зажимном устройстве. Оно имитировало такую же жесткость системы втулка — вал, как и у экспериментальной ВЭУ мощностью 100 кВт. Установлена тесная связь между рассчётными экспериментальными частотными параметрами лопастей.
На режиме как маховых, так и неплоских движений экспериментальные частоты несколько выше расчетных, для которых отмечена тенденция к более высокому уровню жесткости лопасти на изгиб. Первая форма крутильных колебаний оказалась несколько ниже расчетной, но для 2000 циклов в минуту получено хорошее совпадение. В то же время можно заметить, что характеристики распределения массы и жесткости, определенные графиками, полученными на ЭВМ, оказались непригодными.
В процессе тарировочного опытного иагружения измерительного оборудования величины прогиба были приняты совпадающими с действующими нагрузками. Коэффициенты, учитывающие влияние параметров конструкции и определенные с помощью этих измерений, были сопоставлены с расчетными. Результаты показывают хорошее совпадение с результатами измерений при маховых и неплоских движениях. Для рассмотренного сечения лопасти, близкого к корневому, маховое движение дает жесткость в 1,6 раза, а неплоское движение —в 1,1 раза больше, чем предсказывает теория. При сравнении этих значений с первой резонансной частотой иевращающейся лопасти должно быть даио объяснение факту, почему в результате испытаний получена более высокая частота, чем при расчетах.
Первая металлическая лопасть ВЭУ имела массу 899,5 кг, что хорошо согласуется с расчетным значением, равным 887,8 кг. Некоторое увеличение вызвано, по-видимому, увеличением массы краски па 11,7 кг сверх расчетного значения. Данные о расположении центра массы лопастей по длине и хорде также хорошо согласуется с расчетными.
Из всего сказанного выше можно сделать вывод, что частотный спектр металлической лопасти обеспечивает хорошее разделение собственной частоты вибрации и создаваемых высшими прв гармониками сил (например, воздействием гравитационного поля lps). В результате анализа определены границы устойчивости вращающейся лопасти к флаттеру как при консольной, так и при упругой (башенной) опоре ветроколеса.
Устойчивость результатов отклонения лопасти при совместном действии изгиба и кручения и аналитическое исследование флаттера заторможенной лопасти при скорости ветра до 63 м/с показали, что аэродинамические качества этой конструкции обеспечиваются в широких пределах с учетом намечаемое ее использования и предполагаемого воздействия окружающей среды.
Связь между нагрузками, получаемыми в результате расчетов по nporpa^l мам MOSTAB и WINTUR, показала, что нагрузки лопастей для известного потока могут быть рассчитаны с приемлемой точностью. Наземные вибрационные испытания, так же как и испытания с точным регулированием мощности при вращении, должны привести к подтверждению характеристик систем и устойчивости в пределах эксплуатационных режимов.
На обеспечении хорошего совпадения экспериментальных результатов с те< рией должен быть сделан акцент, чтобы способствовать надежности разр; бот о к первой БЭУ мощностью 100 кВт.
Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21