Композитный винт. Сравнение со стальным, замер скорости и краш-тест на горной реке — Сообщество «Охота и Рыбалка» на DRIVE2

Лодочный мотор своими руками

Каждый рыболов, который имеет обычную надувную лодку, рано или поздно задумывается над тем, чтобы на нее установить мотор. Все-таки, передвигаться по водоему на веслах не так уж и легко, тем более против течения. Рыболов тратит много физических сил, которые он мог бы потратить на рыбалку. Купить новый мотор — это дорого, и не каждому по карману, но, оказывается, существует выход. Лодочный мотор можно сделать из более дешевых компонентов, которые зачастую валяются в гараже или в сарае. В некоторых водоемах запрещено использовать бензиновые моторы, поэтому используются электромоторы, а в остальных случаях пойдет и бензиновый двигатель.

Изготавливаем мотовелосипед

Из обычного велосипеда домашние мастера умудрились сделать более практичное транспортное средство — они переставили на него двигатель от мотокосы. При этом практически реализуются варианты как с бензиновым двигателем, так и с электромотором.

Требуемые инструменты, материалы и детали

Электрический двигатель на велосипед питается от аккумулятора, которого, в зависимости от мощности агрегата (она берется 0,35-1,2 кВт), хватает на время от 30 минут до 2-х часов.

Для переделки велосипеда используются двух- или четырехтактные бензиновые двигатели. Последний вариант расходует меньше топлива и не так шумит при эксплуатации. Рекомендуемая мощность составляет от 1,5 л. , а оптимальный вариант 2 л. При использовании мотора с меньшим параметром мотовелосипед будет еле ехать либо вообще не сможет сдвинуться с места.

Вращательное движение от двигателя, работающего на бензине, к велосипедному колесу происходит с помощью использования ременной или цепной передачи. Из-за этого дополнительно понадобится сделать следующие детали:

• подвеску металлическую в виде рамки с бортиками, чтобы закрепить мотор на раме велосипеда;
• ведомый и ведущий шкивы или звездочки для крепления к двигателю и колесу соответственно.

Для реализации проекта понадобится выбрать подходящий редуктор. После установки шкивов выбирают ремень нужного размера.

Размеры рамки под двигатель зависят от его габаритов. Саму подвеску к раме мотовелосипеда закрепляют:

• болтовым соединением;
• с помощью сварки.

Последний вариант по прочности является лучшим, если сварщик хороший. Если позволяет конструкция велосипедной рамы, то подвеску заменяют хомутом, которым фиксируют двигатель. Такой вариант крепления является более практичным. Способ фиксации мотора должен быть удобным, надежным и позволять быстро снимать его в случае необходимости.

Выполнение всей работы своими руками при наличии старого, функционирующего триммера, велосипеда и небольшого набора инструментов потребует от исполнителя времени, а также терпения.

Последовательность сборки конструкции

Чтобы самостоятельно собрать велосипед с мотором, работающим на бензине, понадобятся, кроме рассмотренных материалов и деталей, также:

• контроллер;
• трос для регулировки работы мотора;
• предохранитель;
• выхлопная труба, привариваемая сваркой;
• втулка;
• шайбы;
• болты;
• натяжитель цепи.

https://youtube.com/watch?v=S5ohhE0rObk%3Ffeature%3Doembed

Сборку мотовелосипеда осуществляют по такому алгоритму:

• ставят на заднее велосипедное колесо звездочку;
• хомутом фиксируют двигатель (со звездочкой на валу) на раме позади сиденья либо на багажнике, если позволяет конструктивные особенности велосипеда, а иначе понадобится для этой цели выбирать другое удобное место;
• надевают цепь на звездочки колеса и мотора;
• прикрепляют натяжитель;
• регулируют натяжку цепи;
• фиксируют ручку газа;
• протягивают от нее тросик к движку;
• закрепляют топливный бачок;
• монтируют карбюратор.

С целью личной безопасности при эксплуатации мотовелосипеда модернизируют систему торможения, меняют покрышки колес на нескользящие изделия, проверяют целостность и устойчивость в движении созданной конструкции. После того, как вся конструкция собрана, проводят ее испытание, предварительно осмотрев на недоделки.

https://youtube.com/watch?v=nkw8sUVuD-U%3Ffeature%3Doembed

Как правильно пользоваться лодочным мотором из мотокосы?

Используя триммер, как лодочный мотор, оператору нужно постоянно следить за состоянием двигателя, и давать ему время для остывания.

Помимо этого продлить сроки эксплуатации лодочного мотора из триммера поможет:

• проверка всех имеющихся в устройстве креплений – перед каждым запуском мотора нужно внимательно осматривать фиксаторы, которые удерживают элементы двигателя от триммера;
• заправка двигателя от триммера только тем бензином и маслом, которое использовалось для эксплуатации мотокосы;
• своевременная очистка и замена воздушного и топливного фильтра двигателя;
• регулярная проверка и своевременная замена топливного насоса;
• осмотр и, при необходимости, замена свечи зажигания.

Необходимые инструменты и материалы

Дюралюминий для винта, толщина 2 мм.

Струбцина или другое приспособление, для того чтобы закрепить двигатель на лодку.

Сварочный аппарат – без него можно обойтись только в том случае, если все необходимые детали закупаются.

Технология изготовления

Лодочные моторы из триммера изготавливаются двумя способами: все детали, наподобие винта, покупаются либо производятся своими руками. Второе решение потребует больше усилий, но и меньше затрат.

Как таковой чертеж нужен не для самого привода, а при изготовлении самодельного винта. Размеры последнего зависят от мощности привода и массы лодки. Винт с параметрами 100*30 мм вполне способен двигать транспорт весом до 120 кг.

• Проще и быстрее соорудить мотор для лодки из триммера, если выбрать модель с прямым валом. Если используется аппарат с изогнутым валом – штанга выгнутой формы, ее придется почти полностью переделывать, так как стальной трос в принципе не может передавать доставочный крутящий момент. В этом случае трубку нужно будет изготовить своими руками из дюраля, затем впрессовать в нее бронзовую втулку, оставшуюся после разборки гнутого вала, и вставить заново подогнанный пластиковый держатель.
• Самодельный винт вырезается из пластинки дюралюминия по чертежу, кромки затачиваются. Лопасть должна иметь изогнутую форму, для этого их по очереди отгибают на 10 мм. Винт всегда можно подкорректировать, подрезав или изогнув сильнее лопасти, если его работа при испытаниях окажется неудовлетворительной.
• Винт устанавливается вместо триммерной головки. Обязательно использование кольцевой насадки, иначе лопасти могут пропороть материал лодки или повредить его. На фото – крепление винта.
• Через интернет можно найти готовые наборы для переделки бензокосы в плавсредство. Он включает в себя привод и переходники к валу. Переходники универсальны, что позволяет обойтись без переделок изогнутой штанги и вала. Часто в такой комплект входит струбцина. В этом случае вся работа сводится к сборке модификации.
• Управление – ручка стартера, может использоваться от триммера. Но если оно неудобное, что бывает часто, его заменяют любым подходящим переключателем – от велосипеда, например.
• Самодельные лодочные моторы из триммера закрепляются струбциной на лодочный транец.

Выбор подходящего триммера

Чтобы превратить триммер в снегоуборщик, потребуется исходная техника для последующей переделки. Ошибочно считать, что любая модель мотокосы отлично подойдёт для подобных модификаций.

На самом деле триммер должен соответствовать определённым требованиям, чтобы была возможность превратить его в функциональный и работоспособный снегоуборщик.

• Тип двигателя. Триммеры могут быть электрическими и бензиновыми. Приоритетным выбором будут именно бензиновые мотокосы. Это обусловлено тем, что электромотор не обладает серьёзной мощностью. Работать он может только при лёгкой нагрузке. Если превысить допустимые значения и использовать агрегат не для прямых функций, двигатель может быстро выйти из строя. Бензиновый двигатель обладает большей мощностью, при которой он прекрасно справляется со своими обязанностями.
• Конструкция штанги. Актуально в том случае, если снегоуборщик делают из ручной мотокосы. Штанга обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя на рабочие подвижные инструменты. Есть мотокосы, где штанга имеет вид изогнутой трубы. Чтобы передавать момент по дуге, используется гибкий трос. Само по себе инженерное решение интересное и эффективное. Но только в отношении работы триммера по прямому назначению. Если же нужно переделать триммер в снегоочиститель, тогда изогнутая штанга не подойдёт. Конструкция попросту не справится с нагрузкой при уборке снега. Так что в ход идут только те триммеры, где предусмотрена прямая передача момента от мотора на рабочие инструменты. Тут за работу отвечает не трос, а карданный вал. И его характеристики существенно превосходят трос.
• Колёса. Не стоит отказываться от идеи сделать из колёсной газонокосилки полноценный снегоуборщик. Но и тут свои ограничения имеются. Для переделки подойдёт двухколёсная модель, у которой вращающиеся рабочие элементы находятся в передней части техники. Превратить четырёхколёсную газонокосилку в снегоуборщик никак не получится.

Рекомендуется заранее подготовить чертежи, согласно которым вы будете из триммера делать снегоуборщик.

Причём тут возможны разные варианты. Кто-то берёт готовый чертёж и повторяет всё строго по нему, закупая необходимые комплектующие. Другие создают чертёж с нуля. Либо же можно взять готовую схему, но немного адаптировать её под те компоненты, которые есть в вашем распоряжении. Проще всего взять готовый схемы.

Важно, чтобы чертёж в полной мере отражал тот результат, к которому вы стремитесь. Указывайте каждый компонент, отверстие и место сварки, учитывайте толщину металла, размер тех или иных элементов

Делаем лодочный мотор своими руками

Самодельный подвесной лодочный мотор можно изготовить из бензопилы своими руками. Он состоит из мотопилы (движка), редуктора и винтового механизма. Пошаговая инструкция:

• Гребной винт монтируют на место цепной стрелы, предварительно удалив ее.
• Муфту необходимо доработать. Для этого вытачивают чашку на несколько размеров меньше и заменяют пружину.
• С помощью скоб соединяют чашку и крышку муфты. Скобы зажимают винтом и шайбой.
• Соединительный штифт между чашкой и валом закрывается винтом и планкой.
• Вал и двигатель соединяют швеллером.
• Между опорной рамой и передней чашкой муфты должен оставаться небольшой промежуток.
• К другой стороне вала монтируют редуктор.
• Для поворотного мотора устанавливают кусок трубы. Он предназначен для крепления направляющей. Диаметр стержня должен совпадать с размером шестигранной детали.

После скрепления винта и вала, обязательно заливают трансмиссионное масло. Сверху монтируют крышку и фиксируют ее герметиком.

С коробкой передач

Собрать модель с коробкой передач сложно, так как требуется качественный коннектор. Для мотора можно использовать четырехтактный двигатель и широкие толкатели. Коробку передач устанавливают возле верхнего фланца. Проводку тщательно изолируют, это поможет избежать коротких замыканий. Герметиком перекрывают верхний шток и карбюратор. Мотор оборудуют качественным водяным насосом.

Мотор для лодки из бензинового триммера

Практически у каждого рыбака есть дома резиновая надувная лодка. И естественно, всем хотелось бы, чтобы этот вид транспорта был максимально быстрым, удобным и комфортным. Если кроме надувной лодки у Вас в хозяйстве имеется бензокоса, то можно сконструировать самодельный лодочный мотор на базе триммера. Такое приспособление делается довольно легко и быстро, а его производительности и надежности вполне будет хватать для передвижения лодки на дальние расстояния. Пошагово о конструировании лодочного мотора из мотокосы мы расскажем Вам далее.

Выгоды переделки триммера в лодочный мотор

Использование триммера как лодочного мотора имеет ряд значительных плюсов и преимуществ.

Выгоды такого технического решения:

• небольшая стоимость: триммер гораздо дешевле, чем профессиональный лодочный мотор;
• небольшой расход горючего при достаточной производительности;
• надежность и герметичность конструкции, с учетом индивидуальных нюансов пользования;
• небольшие габариты и вес инструмента, что также очень практично и удобно для использования на легких лодках;
• контроль за топливом благодаря прозрачным стенкам бачка;
• жесткий вал внутри штанги.

Мощность двигателя должна быть не менее 0,7 кВт. Готовые насадки для переделки (приставка для крепления к двигателю, специальная регулируемая рукоятка с кнопкой глушителя, крепления) можно приобрести. После их установки на триммер останется только подсоединить тросик газа к двигателю и соединить провода с глушителем.

Как сделать лодочный мотор своими руками из триммера?

Для создания лодочного мотора из бензокосы подойдет инструмент с прямой штангой. Если штанга триммера изогнутая – придется поработать над ее усовершенствованием.

Переделка происходит по такому алгоритму:

• Сперва извлеките штатную гайку (на чертеже ниже обозначена цифрой 2). Не выбрасывайте и не теряйте ее, поскольку заменить заводские детали обычными гайками невозможно.
• Раскрутите остальные крепления, вытащите из штанги дейдвульный и гибкий вал (на чертеже цифры 8 и 9).
• Подберите новую дюралюминиевую штангу с чуть меньшим внутренним диаметром. Аккуратно поместите в нее бронзовую втулку (на чертеже №6).
• Обрежьте протектор (деталь №10) до необходимого размера и вставьте его в штангу.
• Если внешний диаметр штанги будет слишком большой для моторного отверстия, проточите его.
• С помощью штатной гайки закрепите винт.
• Крепление вала к мотору происходит с помощью переходников. Универсальных чертежей для этой детали нет, поскольку у разных моделей триммеров свои конструкторские особенности. Можно заказать данную деталь в токарной мастерской или изготовить самостоятельно из фанеры. Крепиться конструкция будет с помощью 4 винтов.

Если нет возможности приобрести готовый комплект для переделки, о котором говорилось ранее, регулировочную ручку можно взять ручку от спортивного велосипеда.

Винт также можно изготовить самостоятельно из куска дюралюминия, воспользовавшись чертежом ниже:

Шаг – это расстояние от лопасти до горизонтальной поверхности. Угол наклона регулируется пассатижами. Для этого заготовку предварительно нагревают.

Для заправки мотора из триммера на лодку используйте только качественные горюче-смазочные материалы. Разводите бензин с маслом в соответствующей пропорции. Первые 10 километров не подвергайте двигатель высоким нагрузкам – это будет период обкатки. Зависимо от мощности двигателя, лодка с таким мотором может развивать скорость от 5 до 8 км/час.

Ниже представлено видео, на котором продемонстрирована работа подобного агрегата:

Преимущества и недостатки применения триммера

Рассмотрим, в чем состоят преимущества использования триммера:

• Не придется покупать дорогой лодочный мотор.
• ДВС, сделанный из триммера, тратит меньше бензина, чем лодочный мотор.
• Двигатель от бензокосы более компактный, чем заводской мотор для лодки.
• Двигатель бензокосы обладает высокой прочностью, герметичностью корпуса, наличием встроенного бака.
• Он имеет все узлы, которые нужны для управления самодельным мотором: стартер, газовый рычаг, штангу, вал, емкость для топлива.

Не стоит забывать и про минусы такой переделки:

• Бензиновый двигатель от триммера маломощный, и плыть с его помощью на лодке против течения будет сложно, или невозможно вовсе. По этой же причине он не справится с тяжелым судном.
• Мотор для лодки, сделанный из мотокосы, подойдет для передвижения по водоемам со стоячей водой, что может не подойти любителям активной рыбалки на реке.
• Также немаловажным минусом является повышенный уровень шума мотора триммера, а некоторые модели могут дымить.

https://youtube.com/watch?v=PpkQIcCQwLs%3Ffeature%3Doembed

https://youtube.com/watch?v=xBigVJdZINk%3Ffeature%3Doembed

https://youtube.com/watch?v=PlAEiES5_jU%3Ffeature%3Doembed

Вибрации с частотой вращения винта

Кратных частоте вращения, особенно при частотах, близких к Q и NQ. Не должно быть также резонансов и при частотах вращения других агрегатов (двигателя, трансмиссии, рулевого винта). Аналитическое исследование вибраций вертолета — трудная задача ввиду сложности его конструкции, однако применение современных методов конечных элементов позволяет решать ее с удовлетворительной точностью. Для определения собственных частот реальной конструкции все же необходимы экспериментальные данные. Регулировка собственных частот фюзеляжа с целью избежания резонансов в общем затруднительна из-за большого количества частот возбуждения, подлежащих учету. Резонансы на самом несущем винте могут увеличивать нагрузки у комля и, следовательно, передаваемые вибрации. Это означает, что и лопасти следует проектировать, избегая резонансов при частотах NQ и (A 1)Q. Для винтов типа качалки или карданных следует избегать совпадения частоты колебаний общего шага лопастей с частотой NQ и частот циклических тонов с частотами (Л 1)й. Принимая во внимание, что втулка не является идеальным фильтром нагрузок у комля, вообще говоря, необходимо стремиться к несовпадению собственных частот вращающейся лопасти со всеми частотами, кратными частоте вращения -винта. Процесс производства лопастей нужно выбирать с учетом требования минимизации конструктивных и аэродинамических различий между лопастями для снижения вибраций вертолета с частотой вращения винта.

Судно всегда испытывает вибрацию с частотой, соответствующей частоте вращения гребного вала. Ее основные причины — гидродинамическая несбалансированность гребного винта и дефекты изготовления валопровода.

Первоначально И. Сикорский был вынужден устранять проскальзывание приводного ремня и разбалансировку лопастей винтов. Затем он столкнулся со столь характерной для вертолетов проблемой отстройки резонансных частот и уменьшения вибраций. Из-за недостаточной жесткости вала верхнего винта при частоте вращения 120 об/мин наступал резонанс. Увеличив жесткость вала путем размещения внутри него деревянного стержня, Сикорский увеличил частоту собственных колебаний вала до 175 кол/мин, т. выше рабочей частоты вращения. Опыт решения проблем динамической прочности впоследствии очень пригодился Сикорскому при доводке других летательных аппаратов. Во избежание опасности опрокидывание аппарата из-за его недостаточной весовой и путевой балансировки, а также боковых порывов ветра вертолет был жестко закреплен на весах. Испытания показали, что подъемная сила винтов была на 45 кг меньше веса пустого вертолета, равного 205 кг. Кроме того, Сикорский сделал вывод о нецелесообразности использования для управления поверхностей под винтами из-за недостаточной мощности индуктивного потока. После серии испытаний различных винтов в октябре 1909 г. вертолет был разобран. Постройка вертолета И. Сикорского для отечественного вертолетостроения имела огромное значение это был первый аппарат такого типа, построенный и доведенный до натурных испытаний.

Таким образом, получено подтверждение положения о том, что резонанс низкочастотного тона качания лопасти с тоном опоры вызывает неустойчивость, если собственная частота качания лопасти меньше Q, а демпфирование движений лопасти и опоры ниже критического уровня. Другие резонансы лопасти и опоры не нарушают устойчивости даже при нулевом демпфировании. Демпфирование, требуемое для устранения земного резонанса, пропорционально параметру инерционной связи т. отношению массы винта к массе опоры. Потребное демпфирование также пропорционально величине (1—vj)/v. Это означает, что в случае низкой собственной частоты качания лопасти, типичной для шарнирных винтов, необходима большое демпфирование. Устранение земного резонанса обеспечивается с помощью механических демпферов в ВШ. Для типичных бесшарнирных винтов с малой жесткостью в плоскости вращения множитель (1— v / vs на порядок меньше, чем для шарнирных винтов, так что конструктивное демпфирование лопасти обычно является достаточным. Для устойчивости по земному резонансу желательно иметь как можно более высокую собственную частоту качания лопасти, но если v слишком близка к единице, это может вызвать чрезмерные нагрузки лопасти и вибрации. Таким образом, даже на бесшарнирном винте для обеспечения устойчивости может потребоваться механический демпфер.

Способность совершать вертикальный полет достигается определенной ценой, которая должна быть оправдана выигрышем от применения АВВП для выполнения поставленной задачи. Цель конструктора состоит в том, чтобы спроектировать летательный аппарат, который будет выполнять требуемые операции при минимальных затратах на его поддержание в воздухе. Для поддержания АВВП в воздухе требуется большая мощность, чем у самолета. Этот фактор влияет на стоимость аппарата и на стоимость полета. Для передачи мощности от двигателя на несущий винт с малой частотой вращения и большим крутящим моментом требуется большой редуктор. Тот факт, что несущий винт — сложная механическая система, увеличивает стоимость аппарата и эксплуатационные расходы. Кроме того, несущий винт является источником вибраций, что повышает стоимость

Для изготовления высокоточных ходовых винтов станков и других механизмов, а также при изготовлении резьбовых инструмеггтов применяют высокоточные токарные резьбонарезные станки. Они характеризуются высокой жесткостью, краткостью кинематических цепей, наличием специальных корректирующих устройств. Пример такого станка (мод. 1622) приведен на рис. Коробка скоростей 1 установлена на отдельном фундаменте. Шпиндель 2 получает вращение от коробки скоростей через двухступенчатую ре. менную передачу, что исключает передачу вибраций от коробки скоростей на шпиндель. Коробка подач отсутствует. Частота вращения ходового винта настраивается сменными колесами а, Ь. Ходовой винт большого диаметра (85 мм) на роликовых опорах и смонтирован между направляющими каретки суппорта, что исключает перекос каретки. Суппорт 3 имеет длинную каретку и не имеет поворотной части. Для компенсации погрешностей изготовления ходового винта и гайки, а также для выбора

Явление кавитации наблюдается в трубопроводах, находящихся под пониженным давлением, оно наблюдается при работе быстроходных центробежных насосов, рабочих колес гидротурбин, лопастей винтов, у крыльев судов на подводных крыльях, и т. Кавитация оказывает вредное действие на работу машин и трубопроводов увеличиваются потери энергии на трение, понижается КПД, развиваются опасные вибрации и происходит так называемая кавитационная коррозия металлов, т. разрушение металла вследствие развивающихся многочисленных гидравлических ударов. Вначале с поверхности металла, подвергаемого кавитационной коррозии, выкрашиваются отдельные кусочки, а затем процесс быстро распространяется в глубь металла, охватывая своим разрушающим действием все большие участки. В результате металл становится рыхлым, губчатым и в конце концов совсем разрушается. Часто к кавитационной коррозии добавляется хн. М че-ская коррозия, и процесс разрушения металла еще больше ускоряется. Во избежание кавитационных явлений или с целью у мень-шения их отрицательного действия приходится ограничивать частоту вращения рабочих колес гидравлических машин, вингов судов, уменьшать скорость движения судов на подводных крыльях, изготовлять колеса, винты, крылья из антикоррозионных особопрочных материалов и придавать им специальные, порой весьма сложные, формы.

Иногда применяются методы пассивной изоляции вибраций, включая такие, как нежесткое крепление несущего винта и редуктора к фюзеляжу. Однако для шарнирных и нежестких в плоскости вращения бесшарнирных винтов необходимость устранить земной резонанс диктует жесткое крепление. Можно использовать и динамическую изоляцию вибраций во вращающейся или в невращающейся системе координат путем размещения между лопастями и фюзеляжем системы из массы и пружины. Подобный изолятор настраивается таким образом, что вибрации на какой-либо одной частоте, обычно NQ. , значительно ослабляются. При этом энергия нагрузок у комля лопасти на соответствующей частоте передается на изолятор и не преобразуется в движение фюзеляжа. Возможно использовать саму лопасть в качестве виброизолятора такого типа, хотя проще спроектировать для этого специальное устройство. Например, для лопасти с низкой жесткостью на кручение можно связать первый тон изгиба в плоскости взмаха с крутильными колебаниями для снижения вибрационных нагрузок у комля. Часто для снижения вибраций используют крепление несущего винта к фюзеляжу в узлах (точках, где отсутствуют перемещения) основных тонов последнего.

Период вращения винта вертолета 0,2 с. Какова частота вращения винта вертолета?

помогите пожалуйста 10 баллов физика

Решите пожалуйста, дам баллы) ​

Тіло виконує обертовий рух по колу радіусом 40 см з доцентровим прискоренням 4×10³ м/с²

помогите решить пожалуйста 35б <333

внимательно рассмотрите таблицу 9 по её данным составьте задачи и решите их​

(PDF) Determination of signatures of acousto-electromagnetic portraits of equipment objects based on their optical portraits

II Всероссийская научная конференция «Современные проблемы дистанционного

зондирования, радиолокации, распространения и дифракции волн» — «Муром 2018»

Определение сигнатур акусто-электромагнитных портретов объектов техники

на основе их оптических портретов

Луценко1, И. Луценко1, А. Соболяк 2, Ло Иян3, Цзьян Гуо (Qiang Guo)4,

ГП Харьковское конструкторское бюро по машиностроению им. Морозова, Украина,

Harbin Engineering University, Ministry of Industry and information from the People’s Republic

of China, China, Heilongjiang Province, Harbin, Nangang District, Nantong Street, 145, е-mail:

5School of Electronics and Information Engineering of Qingdao University, P. of China, Rd.

Рассмотрены информативные признаки, которые могут служить основой при распознавании

воздушных и наземных объектов техники. Разработана методика получения сигнатур акусто-

электромагнитных портретов объектов техники на основе их оптических изображений.

Сопоставлены сигнатуры, полученные расчетным путем и при проведении экспериментальных

исследований в натурных и лабораторных условиях.

Information signs that can serve as a basis for recognition of air and ground objects of technology are

considered. A technique for obtaining signatures of acousto-electromagnetic portraits of equipment

objects based on their optical images is developed. The signatures obtained by calculation and in

conducting experimental studies in full-scale and laboratory conditions are compared.

Разработка систем распознавания связана с решением ряда задач. Первая состоит в

максимально подробном изучении распознаваемых объектов. Целью является

уяснение, какие их особенности являются общими или отличают их друг от друга.

Основное в этой задаче — выбор надлежащего принципа классификации. Выбор

принципа классификации, как правило, определяется требованиями, предъявляемыми к

системе распознавания, которые, в свою очередь, зависят от того, какие решения могут

в принципе приниматься на основе результатов распознавания неизвестных объектов и

Следующая задача — составление словаря признаков, используемого как для

априорного описания классов, так и для апостериорного описания каждого

неизвестного объекта или явления подлежащего распознаванию.

При практической реализации второй задачи сталкиваются, как правило, с

трудностями, обусловленными ограниченными знаниями характеристик объектов.

Наиболее доступными являются оптические изображения объектов новой техники, а

также акустические шумы. В настоящей работе рассмотрены информативные

признаки, которые могут служить основой при распознавании воздушных и наземных

объектов техники, получение которых может основываться на их видео и аудио

Распознавание воздушных объектов типа самолет, вертолет, БПЛА

Видеосъемка объектов техники позволяет оценить их габаритные размеры, а также

скорость движения. Габаритные размеры могут использоваться для получения оценок

На помощь приходит «Зебра». Вертолёт, 2008 №2

В отличие от самолета, вертолет имеет еще один «лишний» канал управления — систему шаг-газ (управление частотой вращения несущего винта). Автоматика современных вертолетов и система шаг-газ обеспечивают поддержание частоты вращения НВ в допустимых пределах только при нормальной работе двигателей и на неманевренных режимах полета. При отказе, приводящем к потере мощности двигателя, летчик должен уменьшить общий шаг для предотвращения падения частоты вращения винта ниже допустимого значения. Справиться с этой задачей он может только при наличии так называемого времени невмешательства, необходимого на распознавание отказа и вмешательство в управление.

После проведения государственных испытаний Ка-27 (последнего соосного вертолета, разработанного под руководством Н. Камова) заказчик вертолета потребовал увеличения времени невмешательства на взлетном режиме работы при отказе одного двигателя. Понятно почему: Ка-27 значительное время работает на взлетном режиме, на котором увеличение времени невмешательства в управление при отказе одного двигателя является весьма актуальным.

В соответствии с выдвинутыми требованиями были проведены расчеты, стендовые и летные испытания, позволяющие увеличить время невмешательства за счет уменьшения величины минимально допустимой частоты вращения несущего винта; улучшения системы сигнализации с целью более быстрого распознавания отказа двигателя; создания автоматической системы, обеспечивающей требуемое уменьшение общего шага при отказе двигателя.

Расчеты проводились ЛИИ им. Громова совместно с фирмой Н. Камова и базировались на исследовании некоторых вопросов динамики полета вертолета при отказах двигателей, проведенном ранее автором этой статьи. Результаты этого исследования позволяют определить по относительной располагаемой мощности после отказа двигателя относительную величину минимальных оборотов винта при условии невмешательства в управление общим шагом. Для вертолета Ка-27 при отказе одного двигателя на взлетном режиме минимальные обороты винта составляют 71,5 % (минимально допустимое значение — 76,5 %).

При отказе одного двигателя на номинальном режиме работы другой двигатель сравнительно быстро увеличивает мощность до взлетного значения 78 % по тахометру. Так как значения минимальных оборотов винта получаются больше допустимых, никакой проблемы со временем невмешательства в управление не возникает.

Понижая минимально допустимую частоту вращения винта, можно существенно увеличить время невмешательства в управление (рис. Так, для обеспечения времени невмешательства t=1 с минимальные обороты винта должны составлять 0,87 %, t=2 с — 0,83 %, t=3 с — 0,812 %. Расчеты показали, что снижение минимально допустимой частоты вращения винтов в рассматриваемом диапазоне не создает никаких проблем по сближению лопастей, управлению и срыву потока с лопастей.

На базовом вертолете Ка-27 об отказе систем сигнализировали прямоугольник красного цвета и прерывистый звуковой сигнал, который подавался в шлемофон летчика. Специалисты фирмы «Камов» разработали дополнительную систему световой и звуковой сигнализации падения частоты вращения несущего винта, а также создали систему аварийной стабилизации частоты вращения несущего винта при отказе двигателя. Эта система имеет два вида сигнала: световой — в виде красного мигающего прямоугольного табло с наклонными черными линиями (табло «Зебра») и звуковой, который возникает в наушниках одновременно с включением табло «Зебра».

Система аварийной стабилизации частоты вращения несущего винта включает в себя устройство, обеспечивающее подачу управляющего сигнала на вход высотного канала автопилота. При уменьшении частоты вращения несущего винта общий шаг уменьшается примерно на 2°, что способствует уменьшению провала частоты вращения несущего винта и увеличению располагаемого времени задержки вмешательства летчика.

Стендовые испытания системы аварийной сигнализации падения оборотов проводились на трехстепенном стенде-тренажере фирмы «Камов». В процессе выполнения «полетов» оператор тренажера задавал летчику отказы различных систем вертолета. Летчик должен был погасить мигание кнопки-табло ЦСО; при получении соответствующей звуковой и световой сигнализации по отказу одного двигателя летчик должен был сбросить общий шаг с целью недопущения падения оборотов ниже 76,5-80 % по тахометру и после этого погасить ЦСО тумблером на рычаге общего шага. Всего было выполнено 639 реализаций отказов, в том числе 249 отказов одного двигателя на взлетном режиме.

По результатам статистической обработки материалов испытаний математическое ожидание времени невмешательства составило 0,74 с при среднеквадратичном отклонении 0,3 с, математическое ожидание времени реакции пилота — 0,27 с при среднеквадратичном отклонении 0,26 с.

На рис. 2 показано уменьшение величины частоты вращения винта с момента отказа двигателя до момента начала сброса шага. Видно, что при испытаниях можно получать очень малые значения этой величины, однако вероятность получения таких значений в эксплуатации очень мала. Это необходимо учитывать при проведении испытаний (обеспечивать внезапность отказов, делать достаточное количество реализаций с привлечением разных пилотов). Падение частоты вращения на 13 % с данной системой сигнализации обеспечивает обнаружение отказа двигателя в эксплуатации с вероятностью, близкой к единице.

В процессе испытаний на пилотажном стенде по рекомендациям летчиков-испытателей размер и яркость табло «Зебра» были подкорректированы с целью визуального обнаружения отказа в сложных условиях полета (при освещении кабины экипажа встречными лучами солнца), подобраны громкость и тембр звукового сигнала. Для отказа двигателя выбрана частота звука 400 Гц с частотой прерывания 4,5 Гц, которые отличаются от прочих аварийных и предупредительных сигналов. Выбрана частота вращения несущих винтов 85 % по тахометру, при которой включается прерывистый красный световой сигнал на табло «Зебра» и подается звуковой сигнал в наушники.

Оценка влияния автоматического сброса общего шага несущих винтов на величину 2° через автопилот на стенде показала, что разработанная система работоспособна и позволяет уменьшить величину падения частоты вращения винта на 2–3% в течение первой секунды и увеличить располагаемое время задержки вмешательства в управление.

Летные исследования, проводившиеся на аэродроме ЛИИ в январе и феврале 1979 года, подтвердили результаты расчетов по возможности уменьшения минимально допустимой частоты вращения несущего винта. В них дополнительно к расчетам было показано, что уровень нагрузок и напряжений в лопастях и втулках несущих винтов, в системе управления и подредукторной раме не превышает допустимых величин. Вибрация в кабинах вертолета при уменьшении частоты вращения несколько возрастает, но находится в допустимых пределах.

Полученные в летных исследованиях изменения частоты вращения несущего винта по времени (при имитации отказа двигателя на взлетном режиме) с разными вариантами сигнализации, а также работа автоматической системы стабилизации частоты вращения винта показаны на рис. Применение табло «Зебра» (и звукового сигнала, подаваемого в наушники) облегчает распознавание отказа двигателя, способствует своевременному вмешательству летчика в управление, что позволяет повысить безопасность полета. Во время эксперимента табло сработало через 0,31 с после имитации отказа двигателя на взлетном режиме, что позволило летчику уже через 0,6 с вмешаться в управление. Частота вращения винтов за это время уменьшилась только до 81,5 единиц по тахометру.

Применение автоматики обеспечивает уменьшение общего шага винта через высотный канал автопилота. Уменьшение общего шага примерно на 2° (при частоте вращения несущего винта 86 %) оказывается при отказе двигателя на взлетном режиме недостаточным, чтобы не допустить падения частоты вращения винта ниже 76,5 %. Поскольку на этом вертолете не предусмотрено уменьшение общего шага автопилотом более 2°, то требуется вмешательство летчика. В случае применения автоматики время невмешательства летчика в управление возрастает с 2,1 до 2,5 секунд.

Всего по рассматриваемой теме было выпущено 5 совместных отчетов фирмы «Камов» и ЛИИ. Ударная работа специалистов позволила быстро снять возникшую проблему. Летчики-испытатели заказчика одобрили разработанную систему световой и звуковой сигнализации об отказе двигателя, и вертолет был принят на вооружение.

В настоящее время два табло «Зебра» применяются на вертолетах Ка-32А1 и Ка-226: одно для сигнализации минимально допустимой, а второе для сигнализации максимально допустимой частот вращения несущих винтов. Такие табло помогают летчику управлять частотой вращения несущих винтов не только при отказах двигателей, но и при выполнении маневров. Они могут использоваться также и на одновинтовых вертолетах, имеющих естественную сигнализацию об уменьшении мощности при отказе двигателя в виде резкого рывка по курсу.

Иван ГРИГОРЬЕВ, канд. техн. наук

Патент №2444464 — Способ управления силовой установкой вертолета

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах автоматического управления турбовинтовыми силовыми установками вертолетов. Способ управления силовой установкой вертолета, состоящей из двух двигателей, работающих на один несущий винт, заключается в определении для каждого двигателя величины рассогласования частоты вращения свободной турбины относительно заданной, ее коррекции по величине рассогласования между измеренными крутящими моментами данного и соседнего двигателей. В случае меньшего значения крутящего момента у данного двигателя, осуществляют преобразование скорректированной величины рассогласования в величину необходимого изменения частоты вращения турбокомпрессора, суммирование ее с заданной величиной частоты вращения турбокомпрессора в зависимости от шага несущего винта. Далее осуществляют определение величины рассогласования между заданной и фактической частотой вращения турбокомпрессора и преобразование ее в управляющее воздействие. Далее корректируют заданное значение частоты вращения турбокомпрессоров по величине рассогласования между текущей и заданной частотой вращения несущего винта. Достигается повышение быстродействия регулирования частоты вращения несущего винта. 1 ил.

Классификация патента

КодНаименованиеМПК B64C 27/04Винтокрылые летательные аппараты; несущие винты для них — вертолетыМПК B64D 31/00Устройства для управления силовыми установками и их размещениеМПК F02C 9/00Управление газотурбинными установками; управление топливоподачей в воздушно-реактивных двигательных установках