Вибрации, возникающие во время полета, опасны не только своим воздействием на конструкцию самолета и установленное на самолете оборудование, но также и тем действием, которое они оказывают на здоровье находящихся в самолете людей. Источниками возмущающих сил на самолете, а следовательно, и вынужденных- колебаний являются газовые турбины, поршневые моторы, электромоторы, генераторы и другие вращающиеся агрегаты. Если число оборотов вала двигателя U=10 000 об/мин, то частота колебаний будет равна j=10 000/60=167 гц. Поскольку вал двигателя может вращаться с малыми оборотами порядка 600 об/мин, то минимальная частота колебаний будет 10 гц. Следовательно, возникающие на самолете вибрации действуют в большом диапазоне частот. Основным показателем, определяющим качество виброизоляции какого-либо агрегата, является коэффициент амортизации. Он показывает, какая доля динамической силы передается амортизаторами.
Коэффициент амортизации зависит в основном от величины отношения частоты возмущающей силы к частоте собственных колебаний системы, состоящей из агрегата и амортизатора. Для хорошей виброизоляции необходимо, чтобы частота собственных колебаний системы была мала по сравнению с частотой возмущающей силы. Чем выше частота вибрации, тем лучше эти вибрации изолируются амортизатором. Наибольшие трудности возникают при необходимости ослабления вибраций низкой частоты. Применение различных прокладок из резины, пробки и подобных им материалов для гашения вибраций низкой частоты в большинстве случаев бесполезно и иногда даже может привести к усилению вибраций. Эффективное ослабление вибраций низкой частоты, ниже 25—30 гц, возможно с помощью пружинных амортизаторов, жесткость которых меняется в зависимости от величины прогиба. Из данных, приведенных во второй главе, мы знаем, кто вибрации с частотой колебания ниже 30 гц могут явиться причиной появления усталости, раздраженности и прочих нежелательных симптомов.
Вибрации более 20—30 гц демпфируются телом человека. Низкочастотные колебания, особенно в диапазоне 10 гц, быстро распространяются и могут оказаться очень вредными, так как от них трудно изолировать человека. На самолете могут возникнуть вибрации, вызванные автоколебаниями крыльев и хвостового оперения. При большой скорости полета и недостаточной жесткости конструкции крылья самолета могут внезапно прийти в колебательное движение. Такие колебания (называемые флаттером) имеют настолько интенсивный характер, что приводят к разрушению самолета. Скорость полета, при которой возникает флаттер, называется критической скоростью флаттера. Наряду с флаттером крыла может возникнуть флаттер горизонтального и вертикального оперения. При проектировании самолета конструктор всегда обеспечивает такую критическую скорость, которая лежит значительно выше той скорости, какую когда-либо способен достигнуть данный самолет.
Основной признак флаттера — ощущение при полете на большой скорости сильных рывков на педалях или на ручке управления; одновременно с этим наблюдается большой ход рулей или элеронов и большая амплитуда колебаний крыла или фюзеляжа. При первых признаках флаттера летчик должен немедленно убрать газ и уменьшить скорость полета. Флаттер является самой опасной формой вибрации самолета. Иногда от начала флаттера до разрушения самолета проходит всего несколько секунд. Ниже приведено описание флаттера, возникшего при испытании скоростного самолета. «...Вибрация крыла началась очень резко, штурвал вырвало из рук летчика. Колебания происходили с очень большой частотой. Наблюдатель, находившийся на среднем сиденье, показал, что вследствие тряски с большой частотой он на некоторое время лишился зрения». Вибрация крыла наступила настолько быстро, что экипаж воспринял ее как поломку крыла, происшедшую в результате какого-то удара, сопровождавшегося резким металлическим гулом.
Разрушение самолета было предотвращено тем, что летчик не растерялся и резко убрал газ, а также перевел самолет на режим подъема, чем уменьшил скорость. При снижении скорости вибрация почти также резко прекратилась, как и возникла. Истории известны и более печальные случаи, когда испытания опытного самолета на флаттер приводили к разрушению самолета в воздухе и гибели экипажа. Это относится к тому времени, когда явление флаттера только еще изучалось и не были разработаны меры его предупреждения. В настоящее время хорошо изучены причины возникновения этого явления, созданы методы точного расчета критической скорости флаттера и разработаны конструктивные средства его предотвращения. Большую роль в этой победе человеческого разума сыграли наши ученые М. В. Келдыш и Е. П. Гроссман.
Коэффициент амортизации зависит в основном от величины отношения частоты возмущающей силы к частоте собственных колебаний системы, состоящей из агрегата и амортизатора. Для хорошей виброизоляции необходимо, чтобы частота собственных колебаний системы была мала по сравнению с частотой возмущающей силы. Чем выше частота вибрации, тем лучше эти вибрации изолируются амортизатором. Наибольшие трудности возникают при необходимости ослабления вибраций низкой частоты. Применение различных прокладок из резины, пробки и подобных им материалов для гашения вибраций низкой частоты в большинстве случаев бесполезно и иногда даже может привести к усилению вибраций. Эффективное ослабление вибраций низкой частоты, ниже 25—30 гц, возможно с помощью пружинных амортизаторов, жесткость которых меняется в зависимости от величины прогиба. Из данных, приведенных во второй главе, мы знаем, кто вибрации с частотой колебания ниже 30 гц могут явиться причиной появления усталости, раздраженности и прочих нежелательных симптомов.
Вибрации более 20—30 гц демпфируются телом человека. Низкочастотные колебания, особенно в диапазоне 10 гц, быстро распространяются и могут оказаться очень вредными, так как от них трудно изолировать человека. На самолете могут возникнуть вибрации, вызванные автоколебаниями крыльев и хвостового оперения. При большой скорости полета и недостаточной жесткости конструкции крылья самолета могут внезапно прийти в колебательное движение. Такие колебания (называемые флаттером) имеют настолько интенсивный характер, что приводят к разрушению самолета. Скорость полета, при которой возникает флаттер, называется критической скоростью флаттера. Наряду с флаттером крыла может возникнуть флаттер горизонтального и вертикального оперения. При проектировании самолета конструктор всегда обеспечивает такую критическую скорость, которая лежит значительно выше той скорости, какую когда-либо способен достигнуть данный самолет.
Основной признак флаттера — ощущение при полете на большой скорости сильных рывков на педалях или на ручке управления; одновременно с этим наблюдается большой ход рулей или элеронов и большая амплитуда колебаний крыла или фюзеляжа. При первых признаках флаттера летчик должен немедленно убрать газ и уменьшить скорость полета. Флаттер является самой опасной формой вибрации самолета. Иногда от начала флаттера до разрушения самолета проходит всего несколько секунд. Ниже приведено описание флаттера, возникшего при испытании скоростного самолета. «...Вибрация крыла началась очень резко, штурвал вырвало из рук летчика. Колебания происходили с очень большой частотой. Наблюдатель, находившийся на среднем сиденье, показал, что вследствие тряски с большой частотой он на некоторое время лишился зрения». Вибрация крыла наступила настолько быстро, что экипаж воспринял ее как поломку крыла, происшедшую в результате какого-то удара, сопровождавшегося резким металлическим гулом.
Разрушение самолета было предотвращено тем, что летчик не растерялся и резко убрал газ, а также перевел самолет на режим подъема, чем уменьшил скорость. При снижении скорости вибрация почти также резко прекратилась, как и возникла. Истории известны и более печальные случаи, когда испытания опытного самолета на флаттер приводили к разрушению самолета в воздухе и гибели экипажа. Это относится к тому времени, когда явление флаттера только еще изучалось и не были разработаны меры его предупреждения. В настоящее время хорошо изучены причины возникновения этого явления, созданы методы точного расчета критической скорости флаттера и разработаны конструктивные средства его предотвращения. Большую роль в этой победе человеческого разума сыграли наши ученые М. В. Келдыш и Е. П. Гроссман.