Земной резонанс — самовозбуждающие колебания с возрастающей амплитудой у вертолёта, стоящего на упругом шасси .

Чтобы снизить риск возникновения земного резонанса, в современых вертолётах используются двухкамерные амортизаторы, которые позволяют резко сменить собственную частоту колебаний машины, тем самым устраняют развитие самовозбуждающих колебаний. В результате земной резонанс стал редким явлением в вертолётной технике .

Причины и последствия

Возможность появления земного резонанса стала следствием появления вертикальных шарниров во втулке несущего винта, которые дают возможность лопасти качаться в плоскости вращения .

Шарнирно-сочлененная конструкция несущего винта вертолёта с тормозными шарнирами позволяет каждой отдельной лопасти двигаться быстрее или отставать в своем вращении, чтобы компенсировать нагрузку на лопасть. Когда расстояние между лопастями становится неравномерным, центр масс винта смещается от его оси вращения , что вызывает его колебания. Когда корпус вертолёта начинает раскачиваться взад и вперед из-за колебаний винта, колебания корпуса и винта могут усиливать друг друга, и центр тяжести несущего винта смещается по раскручивающейся спирали от оси вращения, и в некоторый момент выходит за пределы компенсирующей способности системы демпфирования .

Механизм возникновения земного резонанса

В наземном положении вертолёта во время вращения несущего винта , когда шасси зафиксировано на поверхности земли в боковом направлении, в случае бокового толчка под воздействием порыва ветра, наезда колеса шасси на кочку, толчка при грубой посадке и другого начального возмущения, лопасти винта по-разному поворачиваются в своих вертикальных шарнирах, в результате чего центр масс несущего винта смещается с оси его вала и в силу инерции возникает (неуравновешенная) центробежная сила несущего винта, которая начинает раскачивать фюзеляж вертолёта. Кориолисовы силы инерции лопастей несущего винта складываются с этой нескомпенсированной центробежной силой, из-за чего возникают собственные колебания лопастей. Колебания раскачивающегося фюзеляжа увеличивают силы, раскачивающие лопасти в плоскости вращения винта .

Круговая частота и величина неуравновешенной центробежной силы, которая раскачивает фюзеляж вертолета, зависят от частоты вращения несущего винта. Если частота раскачивания фюзеляжа этой силой совпадёт с собственной частотой колебаний вертолёта на упругом шасси, возникает резонанс. при котором колебания вертолёта возрастают вплоть до разрушения несущих конструкций фюзеляжа .

Снижение риска

Надлежащее техническое обслуживание компонентов системы демпфирования вертолета может предотвратить развитие земного резонанса.

Остановка резонанса

Когда возникает земной резонанс, можно вернуть машину в штатный режим работы, если достаточно быстро принять меры. При высоких оборотах несущего винта, достаточных для взлёта, немедленный взлёт позволит корпусу воздушного судна свободно двигаться, что поможет восстановить баланс несущего винта и погасит колебания. Если частота вращения винта во время возникночения резонанса низкая, достаточно выключить двигатель, чтобы остановить раскачивание .

См. также

• Аэрокосмическая техника
• Пилотаж
• _en

Примечания

Литература

• Богданов, Ю. С. 6.5. Земной резонанс // Конструкция вертолетов : учебн. для авационных техникумов / Ю. С. Богданов, Р. А. Михеев, Д. Д. Скулков. — М. : Машиностроение, 1990. — С. 84–88. — 272 с. : ил. — ISBN 5-217-01047-9 .
• 6.1 Руление (пробег, разбег) вертолета по земле // : Методические документы, разработанные образовательной организацией для обеспечения образовательного процесса : [ 18 сентября 2017 ] / Центр научно-методического обеспечения образовательных программ (ЦНМООП) Донского государственного технического университета. — Ростов-на-Дону : ДГТУ, 2012. — Аэродинамика и динамика полета вертолета. Ч. II. Динамика полета : курс лекций. — С. 96 (2-я паг.). — [20], 162, [37] с.
• : [ 7 августа 2016 ] // Неофициальный сайт СВВАУЛ. — 2013.
• : FAA-H-8083-21B : [ англ. ] : [ 3 мая 2022 ] / Federal Aviation Administration, Flight Standards Service. — U.S. Department of Transportation, 2019. — 203 p.

Ссылки

• .
• Вертолет Chinook CH-47 во время испытаний на земной резонанс:

• вид сбоку: ;
• вид сзади: .

• .