Открыть главное меню

Флаттер (авиация)

Флаттер (англиц. от flutter «дрожание, вибрация») — сочетание самовозбуждающихся незатухающих изгибающих и крутящих автоколебаний элементов конструкции летательного аппарата: главным образом, крыла самолёта либо несущего винта вертолёта. Как правило, флаттер проявляется при достижении некоторой критической скорости, зависящей от характеристик конструкции летательного аппарата; возникающий резонанс может привести к его разрушению. Переход к сверхзвуковым скоростям осложнялся опасностями флаттера.

Причина флаттераПравить

Причиной флаттера обычно является несовпадение центра жёсткости с центром давления и недостаточная жёсткость конструкции крыла.

История решения проблемы флаттераПравить

Исследования флаттера в CCCР начались в середине 1930-х годов. Советская авиация столкнулась с тем, что при увеличении скорости, при некотором критическом её значении, самолеты начинало сильно трясти и они разрушались в воздухе. Вибрация нарастала настолько быстро, что у лётчика не оставалось времени на снижение скорости. От начала вибраций до разрушения самолета проходили считанные секунды.

Над явлением флаттера ломали голову многие математики. Огромный вклад в решение проблемы внесли Е. П. Гроссман и М. В. Келдыш. Был поставлен целый ряд экспериментов, сделан ряд теоретических исследований, были разработаны практические приёмы для исключения вибрации при любой скорости полёта. Основным результатом работ, проведенных в СССР в 1934—1941 годах, было устранение опасности появления флаттера крыла и оперения. Опираясь на исследования Келдыша, авиаконструкторы избавились от флаттера, и жизни многих летчиков были спасены.

Нелинейные модели подавления флаттера и их анализ (задача Келдыша)Править

М. В. Келдыш, занимаясь задачей нелинейного анализа математических моделей подавления флаттера органов управления самолёта, использовал метод гармонического баланса и отмечал, что «мы не даём строгого математического доказательства всех относящихся сюда положений, а ряд выводов построим на интуитивных соображениях»[1]. Последующее развитие теории абсолютной устойчивости, теории дифференциальных включений, а также аналитических и численных методов их анализа, не доступных Келдышу во время его работы, позволяет в настоящее время проводить строгий анализ устойчивости и возникновения скрытых колебаний в моделях Келдыша[2].

Виды флаттераПравить

Виды флаттера в зависимости от наличия перемещений и вибрации органов управления:

  • безрулевые (перемещения органов управления пренебрежимо малы);
  • рулевые (наблюдаются вибрации органов управления (элеронов, руля, триммера и т. п.)).

Виды флаттера в зависимости от элемента, подверженного перемещениям и деформации:

  • флаттер крыла:
    • изгибно-крутильный (крыло гнётся и скручивается);
    • изгибно-элеронный (крыло гнётся, элерон отклоняется);
    • крутильно-элеронный (крыло скручивается, элерон отклоняется);
    • изгибно-элеронно-триммерный (крыло гнётся, элерон и триммер отклоняются);
  • серво-компенсаторный [источник не указан 2151 день];
  • флаттер лопастей несущего винта вертолёта:
    • хордовый;
  • и другие.

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

  • Военно-авиационный словарь. — М.: Воениздат, 1966. — 472 с.
  • Флаттер. // Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994.
  1. М. В. Келдыш. О демпферах с нелинейной характеристикой (неопр.) // Тр. ЦАГИ. — 1944. — Т. 557. — С. 26—37.
  2. Г. А. Леонов; Н. В. Кузнецов. О подавлении флаттера в модели Келдыша (неопр.) // Доклады Академии наук. — 2018. — Т. 428, № 1. — С. 33—37.

СсылкиПравить