Обобщенная флаттерная характеристика

То обстоятельство, что аргументами функции ψ в формулах (18)-(20) являются число М и величина ρL³/m, характеризующая соотношение масс некоторого условного объема воздуха и исследуемой конструкции, имеет весьма важное значение. Этим свойством структуры связей между физическими величинами, определяющими явление флаттера, обусловлены основные особенности постановки задачи об обеспечении безопасности от флаттера исследуемого ЛА.

Воспользуемся тем, что скоростной напор q_H, который может быть достигнут при полете с различными скоростями на различных высотах, вычисляется по формуле:

q_H=25×Т_Н×D_Н ×М_Н², (21)

где Тн и D_Н — абсолютная температура и относительная плотность воздуха на данной высоте полета, задаваемые обычно в соответствии с таблицами Международной стандартной атмосферы (МСА). В координатах (М_H, D_H, q_H) соотношение (21) определяет поверхность, изображенную на рисунке 23.

q, кПа

D

Рисунок 23. Поверхность полетных режимов МСА

В этих координатах зависимость q_кp(ρL³/m, М), характеризующая границу области флаттера, также будет изображаться некоторой поверхностью (рис. 24).

q, кПа

D

Рисунок 24. Флаттерная поверхность

Эту поверхность назовем обобщенной флаттерной характеристикой исследуемого летательного аппарата. Найденная граница области флаттера определяет все комбинации параметров потока, при которых мог бы возникнуть флаттер исследуемого ЛА. Форма этой поверхности зависит не от абсолютных величин масс, жесткостей и геометрических размеров, а от закона их распределения по точкам конструкции исследуемого ЛА.

Обобщенная флаттерная характеристика позволяет состыковать результаты испытаний динамически подобных моделей исследуемого летательного аппарата в различных аэродинамических трубах при любой величине масштабных коэффициентов: все полученные при достигнутых в опытах значениях аргументов М и ρL³/m величины q_кp должны принадлежать одной и той же поверхности. Именно последнее обстоятельство обусловило выбор названия такой характеристики — «обобщенная». Очевидно, что если в летных испытаниях наблюдались случаи возникновения флаттера, то критические режимы можно представить точками, которые в координатах (D, М, q) позволят наиболее точно осуществить «привязку» обобщенной флаттерной характеристики, при определении которой допускались некоторые погрешности, к реальным условиям. Взаимным расположением поверхностей, изображенных на рис. 23 и 24, определяется степень безопасности от флаттера (рис. 25).

q, мПа

M

Рисунок 25. Поверхность полетных режимов и граница флаттера

В случае, когда обе поверхности пересекаются, линия пересечения является границей области флаттера в атмосфере. Не исключен также случай, когда поверхности имеют только отдельные точки касания, т.е. теоретически флаттер возможен только в этих точках. Если же поверхности не пересекаются, флаттер в атмосфере невозможен, но это еще не гарантирует наличия достаточных запасов, которые характеризуются расстоянием между поверхностями. В нормативных документах минимально допустимая величина этого запаса К установлена на основе уже накопленного в практических работах опыта по обеспечению безопасности от флаттера.