что такое бафтинг и флаттер

Флаттер или стрекоза и самолет

Грохот хлопающих листов обшивки, выстрелы лопающихся заклепок, треск силовых элементов конструкции сливались во всепоглощающий шум. Вот он, флаттер!»

Впоследствии группе советских ученых во главе с академиком М. В. Келдышем удалось найти причины этого явления. Флаттер победили.

Когда причина флаттера стала ясна, легко нашлись и способы борьбы с ним: крыло стали делать более жестким, утяжелили переднюю кромку на концах крыла.

Бафтинг представляет собой колебания элементов конструкции, обусловленные быстро изменяющимися аэродинамическими силами, вызванными срывным обтеканием впереди лежащих частей самолета. Срыв потока может происходить с крыла при полете на больших углах атаки, с различных надстроек на фюзеляже, с подвесок, расположенных на крыле и в местах соединения крыла с фюзеляжем. Причиной бафтинга может быть выпущенное шасси, открытый в полете грузовой люк и пр.

7.8. Дивергенция несущих поверхностей

Критическая скорость дивергенции возрастает с увеличением жесткости крыла при кручении.
Для современных конструкций крыльев критическая скорость дивергенции обычно значительно превышает максимальную скорость полёта. Объясняется это тем, что обеспечение жесткости крыла из условия предотвращения других явлений аэpоупpугости оказалось достаточным для полного исключения дивергенции.

Потеря эффективности и реверс элеронов

Рис. 7.6. Потеря эффективности элеронов

Vкp.pев > 1,2Vmax.max при Vmax.max Vmax.max + 100 км/ч при Vmax.max > 600 км/ч.

Полет на двух и на одном моторе

Рассмотрим реальный график потребной мощности. Выделим на нём следующие точки:

1. Точка минимальной потребной мощности для горизонтального полёта.

2. Точка максимального безопасного Су.

3. Точка максимального Су.

4. Точка в закритическом диапазоне (самолёт еще летит и при этом управляем).

5. Точка максимального качества.

Проанализируем режим полёта между точками 3 и 4. Далеко не все самолёты могут позволить себе безопасно выйти на этот режим. Для большинства самолётов он недопустим. Следует заметить, что этот режим имеет много положительных свойств. Он устойчив, позволяет очень круто заходить на посадку, производить ее на очень ограниченные площадки, при этом не требует управления на малых высотах. Единственный известный мне самолёт, позволяющий так летать в этом режиме (посадка с парашютирования), это Fi-156 немецкой фирмы Fizler, созданный ещё до войны. «Платой» за возможность полёта на этом режиме явилась мощная механизация по всему размаху передней и задней кромкам крыла.

Режим горизонтального полёта между точками 3 и 1 неустойчив. На нём самолёт может либо разгоняться, если есть избыток мощности (взлёт), либо тормозиться, например, в режиме выдерживания перед касанием земли (классическая посадка). Удержать самолёт в этом режиме без постоянного вмешательства пилота невозможно.

Режим горизонтального полёта от точки 1 до точки 5 и далее – устойчив и безопасен. Наша задача – как можно скорее добраться до него и ни при каких обстоятельствах (кроме посадки, разумеется) не выходить за его границы.

Итак, предельной для безопасного горизонтального полёта следует считать не точку максимального безопасного Су (точка 2), а точку минимальной потребной мощности для горизонтального полёта (точка 1). Действительно, если мы заложили очень крутой вираж с большой перегрузкой, и скорость упала ниже, чем скорость, соответствующая точке 1 для этой перегрузки, то к точке 2, а затем 3 и последующему срыву самолёт придёт совершенно самостоятельно.

ВЗЛЕТ НА ВТОРЫХ РЕЖИМАХ После отрыва пилот не успел «прикрыться» креном и его снесло на препятствия.
Попытка увеличить скорость набора взятием штурвала на себя привела к выходу самолета на критические углы атаки с катастрофическими последствиями. Ещё мне показалось, что он подскочил на какой-то кочке на скорости меньшей скорости отрыва и не прижал самолет для продолжения разбега, а попытался уйти в набор. В момент отрыва правое колесо шасси было нагружено больше левого, что при наличии бокового ветра в левый борт является грубой ошибкой.
Все это довольно странно, учитывая то, что пилот выглядел достаточно взрослым мужиком

Классическая иллюстрация возможных последствий полета на «втором режиме» (см. кривые Жуковского)

Источник

Бафтинг

Полезное

Смотреть что такое «Бафтинг» в других словарях:

Бафтинг — (англ. buffeting, от buffet ударять, бить) один из видов автоколебаний, представляющий собой вынужденные колебания всей конструкции или её частей, вызванные периодическим срывом турбулентных вихрей с расположенных впереди… … Википедия

бафтинг — сущ., кол во синонимов: 1 • колебание (59) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

БАФТИНГ — (англ. buffeting) вибрация к. л. части ЛА, вызванная возд. вихрями от частей аппарата, располож. впереди … Большой энциклопедический политехнический словарь

Бафтинг — вибрация какой либо части ЛА, вызванная воздушными вихрями, возникающими от расположенных впереди конструктивных элементов аппарата … Словарь военных терминов

бафтинг — а, ч. Трясіння літака внаслідок потрапляння повітряних вихорів від крила на хвостове оперення … Український тлумачний словник

бафтинг — іменник чоловічого роду трясіння літака внаслідок потрапляння повітряних вихорівна хвостове оперення … Орфографічний словник української мови

бафтинг — Рис. 1. Спектры пульсаций давления в точке Д крыла при различных углах атаки. бафтинг (англ. buffeting, от buffet — ударять, бить) — вынужденные колебания всего летательного аппарата или его частей под действием нестационарных… … Энциклопедия «Авиация»

бафтинг — Рис. 1. Спектры пульсаций давления в точке Д крыла при различных углах атаки. бафтинг (англ. buffeting, от buffet — ударять, бить) — вынужденные колебания всего летательного аппарата или его частей под действием нестационарных… … Энциклопедия «Авиация»

АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ КОНСТРУИРОВАНИЕ — область научно исследовательских и опытно конструкторских работ, которая первоначально ограничивалась проектированием, разработкой и производством самолетов, а затем включила в круг своих интересов все средства передвижения над поверхностью земли … Энциклопедия Кольера

АЭРОДИНАМИКА — раздел механики сплошных сред, в котором изучаются закономерности движения воздуха и других газов, а также характеристики тел, движущихся в воздухе. К аэродинамическим характеристикам тел относятся подъемная сила и сила сопротивления и их… … Энциклопедия Кольера

Источник

Что такое бафтинг и флаттер

В общем, как я уже объяснил: флаттер и скоростной бафтинг – это по сути одно и то же явление, которое возникает из-за того, что из-за неправильного конструирования фокус приложения подъемной силы оказывается расположен впереди центра жесткости крыла или поверхностей хвостового оперения. Разница между этими явлениями лишь в числах. Дело в том, что общая прочность хвостового оперения гораздо больше, чем прочность основного крыла. Это происходит из-за того, что прочность любого предмета уменьшается во второй степени от увеличения длины (или относительного удлинения. И если удлинение крыла у самолетов как минимум 1:5, а то и 1:8, или даже 1:10, то удлиннение вертикального киля у самолетов обычно1:1, ну в крайнем случае 1:2, и так же со стабилизатором, удлинение которого 1:2; 1:3; 1:4. Поэтому Флаттер у самолета ВСЕГДА НАЧИНАЛСЯ РАНЬШЕ, чем бафтинг. И против флаттера авиаконструкторам приходилось принимать специальные меры. А на бафтинг они как правило плевали с высокой колокольни, потому, что скорстной бафтинг начинал появляться только на высоких скоростях. Это из-за того, что как вы знаете все аэродинамические силы увеличиваются во второй степени от скорости. И на скоростях обычного горизонтального полета отклонения киля и стабилизатора из-за непраильно расположенного фокуса относительно центря жесткости довольно малы – потому, что относительное удлиннение кила и стабилизатора мало. А у крыла велико, поэтому флаттер крыла может начаться даже в горизонтальном полете. Но конструкторы стараются уменьшить флаттер крыла – отодвинуть его подальше в торону границы бОльших скоростей – которые самолет достигает только во время пикирования. Однако, вот тут-то и может возникнуть незамечаемый ими скоростной бафтинг!

Я читал, что у истребителей Зеро первоначально был очень слабый фюзеляж, и во время пикирования задняя часть фюзеляжа истребителя Зеро начинала трястись и японским авиакнструкторам пришлось увеличивать толщины обшивки задней части фюзеляжа Зеро. Бафтинг на пикировании возникал у многих самолетов. Например: SBD Dauntless

Однако не только американские авиконструкторы не понимали истинных причин возникновения скоростного бафтинга, но даже самые умные и знаменитые советские генеральные авиаконструкторы тоже не понимали того! Вот например такая проблема с бафтингом возникла у Олега Константировича Антонова при проектировании Ан-22 (хотя они в принципе правильно догадались что бафтинг – это и есть ФЛАТТЕР) :

А на самом деле великий авиаконструктор – Олег Константинович Антонов не догадался, что можно изменить СООТНОШЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ переднего и заднего лонжеронов стабилизатора и этим вообще избавится от бафтинга (флаттера хвостового оперения)! Антонов использовал вертикальные кили весьма банально: в качестве противофлаттерных грузов – с целью только чтобы уменьшить флаттер. То есть Антонов не догадался применить правильное конструктивное решение, которое еще в 1917 году придумал еще Антони Фоккер.

Но оказывается что даже современные авиаконструкторы имея в своем распоряжении сотни компьютеров и гигантский вычислительный аппарат так до сих пор и не поняли истинную природу скоростного бафтинга, и до сих пор неправильно конструируют самые современные самолеты, в том числе НОВЕЙШИЕ истребители – например знаменитый американский «Раптор»!

«Бафтинг оперения на истребителе F/A-22 был впервые отмечен в июле 1999 г. Оказалось, что его причиной являются мощные вихревые жгуты, генерирующиеся на стыке верхней кромки воздухозаборников двигателей с фюзеляжем. Оказалось, что бафтинг возникает… при числах М=0,5-0,6 на высотах менее 6100 м и числах М=0,6-0,9 на высотах 1500-7000 м….

Источник

Флаттер

Полезное

Смотреть что такое «Флаттер» в других словарях:

ФЛАТТЕР — [англ. flutter] авиац. самопроизвольно возникающие вибрации крыла, хвостового оперения или других элементов летательного аппарата, вызывающие иногда разрушение конструкции. Словарь иностранных слов. Комлев Н.Г., 2006. флаттер (англ. flutter)… … Словарь иностранных слов русского языка

Флаттер — (авиация) Флаттер (акустика) Список значений слова или словосочетания со ссылками на соответствующие статьи. Если вы попали сюда из … Википедия

флаттер — колебание, вибрация Словарь русских синонимов. флаттер сущ., кол во синонимов: 2 • вибрация (13) • … Словарь синонимов

ФЛАТТЕР — (от англ. flutter) сочетание изгибных и крутильных колебаний крыльев, оперения и др. элементов конструкции самолета. При неправильном выборе конструкции может привести к разрушению самолета … Большой Энциклопедический словарь

ФЛАТТЕР — самовозбуждающиеся незатухающие колебания частей летательного аппарата (крыла, хвостового оперения, лопастей воздушного винта, обшивки и др.), приводящие, как правило, к разрушению конструкции. Опасное явление возникает по достижении некоторой… … Большая политехническая энциклопедия

ФЛАТТЕР — самовозбуждающиеся незатухающие упругие колебания (т. н. автоколебания) крыльев, тонких обшивок, рулей, лопаток вращающихся машин, лопастей винтов и т. п., возникающие из за их неустойчивости при определенных скоростях обтекания потоком жидкости… … Морской энциклопедический справочник

флаттер — [тэ], а; м. [англ. flutter] Авиа. Самопроизвольно возникающая вибрация крыла или хвостового оперения самолёта во время полёта, вызывающая обычно аварию. * * * флаттер (от англ. flutter), незатухающие упругие колебания частей летательного аппарата … Энциклопедический словарь

флаттер — Рис. 1. Зависимость Vкр от определяющего параметра. флаттер (от англ. flutter — трепыхаться, бить крыльями) — явление аэроупругости, одна из разновидностей вибраций — незатухающих упругих колебаний частей летательного аппарата,… … Энциклопедия «Авиация»

флаттер — Рис. 1. Зависимость Vкр от определяющего параметра. флаттер (от англ. flutter — трепыхаться, бить крыльями) — явление аэроупругости, одна из разновидностей вибраций — незатухающих упругих колебаний частей летательного аппарата,… … Энциклопедия «Авиация»

Флаттер — (англ. flutter – вибрация) самовозбуждающиеся колебания частей летательного аппарата (главным образом крыла и оперения), возникающие при достижении т. н. критической скорости флаттера; может привести к разрушению конструкции. Явление Ф.… … Большая советская энциклопедия

Источник

Как летают самолеты? Барьеры скорости: флаттер, шимми

Самые первые самолеты, в начале XX века, имели странный внешний вид: много палочек-реечек и материи, всевозможные расчалки, мотор — и это сооружение летало! Прошло время, моторы стали сильнее, место материи в обшивке заняла сначала фанера, потом дюраль, шло развитие технологии — летали самолеты все быстрее. Но возросшая скорость начала приносить неожиданные сюрпризы: летательные аппараты стали разваливаться в воздухе при попытке поставить очередной рекорд…

30-е годы — годы небывалого развития авиации и… борьбы с флаттером.

С 1935 года вплоть до начала Второй мировой войны только в Германии произошло свыше 100 катастроф, вызванных флаттером.

Падали самолеты, гибли их экипажи. Опытным путем, продувая модели в аэродинамической трубе на больших скоростях, добивались отсутствия эффекта флаттера на модели самолета для рабочих скоростей данного истребителя или бомбардировщика.

Первые случаи эффекта флаттера были известны еще в 20-е годы, но особенно часто и сильно флаттер начал проявляться с середины 30-х. Самолеты 20-х годов не могли достичь тех скоростей, которые делали эффект флаттера взрывным, разрушая самолет за считанные секунды. Марк Лазаревич Галлай
Фото: ru.wikipedia.org

Марк Галлай, летчик-испытатель, Герой Советского Союза, получивший звание за испытания новейших самолетов, описывает эффект флаттера, который он видел сам во время испытаний самолета на максимальную скорость.

Представьте себе современнейший по тем временам цельнометаллический самолет, оснащенный мощнейшими двигателями и, по расчетам, способный развить рекордную скорость — до 500 км/час.

Летчик-испытатель должен произвести испытание машины на скорость с целью установить, на какой скорости самолет данного типа войдет во флаттер. Полет на самолете по горизонтали — разогнался до определенной скорости — доложил по радио, выдержал скорость, немного увеличил скорость — доложил, снова выдержал скорость — и так, пока…

Летчик описал свои ощущения: казалось, будто по самолету с разных сторон ударили сотни кувалд. Вдруг, мгновенно, самолет начал сильно вибрировать. Казалось, он разваливался на части, управлять им было невозможно…

Марк Галлай был не только летчиком-испытателем, но и талантливым инженером, он подготовился именно к этому. Рычаг газа был поставлен на пружину, которая стремилась уменьшить газ, для удержания или увеличения скорости пилот все время должен был прикладывать силу к рычагу газа.

Как только начался флаттер и пилот потерял возможность управлять самолетом, пружина резко уменьшила газ, самолет быстро потерял скорость, вышел из флаттера и смог вернуться на базу. Но рекордная машина уже не была зализанной и гладкой — ее обшивка на крыльях очень сильно покоробилась, и это всего за пару секунд флаттера.

Садиться самолету на аэродром в таком случае было смертельно опасно. Во избежание возникновения эффекта «шимми» передние стойки шасси тоже продували в аэродинамической трубе, добиваясь отсутствия этого опасного явления.

Скорости самолетов все увеличивались. В СССР целая группа ученых проводила исследование и флаттера, и шимми. Каждую новую модель самолета продували в аэродинамической трубе и добивались отсутствия резонанса на больших скоростях полета — для каждой модели это делали отдельно. Одновременно с практическими испытаниями ученые в СССР вели теоретические работы по определению причин возникновения флаттера, дабы самолеты могли избежать его. Мстислав Всеволодович Келдыш
Фото: ru.wikipedia.org

В 1945 году создал теорию флаттера и шимми. Самолеты, спроектированные с учетом этой теории, не имели проблем флаттера. Ученый за разработку теории в 1946 году получил Сталинскую премию.

Как ни странно, но даже после того, как была разработана теория возникновения флаттера и предложены математические инструменты, позволяющие избежать этого опасного явления, все же нашлись умные фирмы, строившие свои надежные самолеты без учета теории флаттера.

С 40-х до начала 60-х годов в США произошло более 100 случаев летных происшествий, связанных с флаттером.

Последние две катастрофы самолетов L-188 фирмы Локхид (Lockheed) произошли в 1958 и 1960 годах в небе Америки над Буффало и Каннелтоном. Оба раза причиной был флаттер воздушного винта, который за секунды привел к катастрофе, оба раза погибли все пассажиры и экипаж. Оба раза были «приняты меры», усилены и изменены узлы крепления двигателей…

В теории проблема шимми и флаттера была решена еще в 1945 году. Но осталась еще одна проблема — затягивание в пикирование при полете на околозвуковой скорости.

Источник