Флаттер

Явления аэроупругости

Лекция 16

Управление в период кризиса и банкротства, санация, ликвидация.

Управление в период кризиса - решающая и организующая деятельность при особых (сложных, опасных) условиях и обстоятельствах, оно постепенно ограничилось следующими действиями:

· перманентная диагностика состояния фирмы;

· мероприятия на случай нежелательного развития: без качественных формальных и содержательных изменений (например, программа консолидации); предусматривающие качественные и содержательные изменения (например, санация, объединение, преобразование);

· предупредительная ликвидация (защита от банкротства);

· конкурс или погашение (банкротство).

Преобразование (разделение, переход в другую форму и др.) применяются, когда анализ подтверждает невозможность сохранения предприятия в существующем виде, с целью найти выход из кризиса путем изменения формальной организации и правового положения. Часто вносится предложение раздробить предприятие с целью сохранения некоторых его частей, однако кредиторы часто критически относятся к подобному предложению, усматривая в нем стремление нанести им ущерб.

Санация является наиболее трудоемкой операцией и в большинстве случаев подразумевают полную перестройку предприятия. Сохранение предприятия зависит от того, как быстро и насколько эффективно оно сумеет избавиться от всех нежелательных явлений.

Ликвидация применяется в тех случаях, если при своевременном окончании деятельности предприятия будет предотвращено банкротство, она может быть вызвана внутренними или общими внешними экономическими причинами, а также происходит и по воле администрации предприятия, когда все другие мероприятия оказываются неэффективными.

Флаттер (англ. flutter - вибрация) - самовозбуждающиеся при определенной скорости полета, называемой критической скоростью флаттера, незатухающие колебания конструкции. Для возникновения и развития этих колебаний не требуется воздействия на конструкцию периодических возбуждающих сил.

Флаттер — это самовозбуждающиеся незатухающие колебания частей самолета, возникающие в результате взаимодействия аэродинамических, упругих и инерционных сил. С проблемой флаттера крыла, оперения и других частей самолета сталкивались каждый раз при резком снижении жесткостных характеристик конструкции (переход к монопланному крылу, снижение относительных толщин профилей, переход к стреловидным крыльям) и при резком увеличении скоростей полета.

Запас по должен быть таким, чтобы соблюдалось условие .

В настоящее время известно много форм флаттера частей самолета, отличающихся различными сочетаниями деформаций конструкции во время колебаний. Наиболее распространенными из них являются:

изгибно-крутильный флаттер крыла (оперения), сопровождающийся изгибом и закручиванием крыла (оперения);

изгибно (или (и) крутильно)-элеронный флаттер, при котором происходит изгиб (кручение) крыла или и то и другое вместе и отклонение элеронов;

изгибно (или изгибно-крутильно)-рулевой флаттер горизонтального оперения, сопровождающийся изгибом (изгибом и кручением одновременно) фюзеляжа и симметричным отклонением рулей.

Закономерности возникновения и развития различных видов флаттера общие. Рассмотрим изгибно-крутильный флаттер.

Изгибно-крутильный флаттер крыла — это такая форма незатухающих вынужденных колебаний крыла, которая характеризуется совместностью изгибно-крутильных колебаний крыла и наличием возбуждающих и демпфирующих аэродинамических, упругих и инерционных сил. Для того чтобы колебания были незатухающими, необходимо, чтобы работа возбуждающих сил была равна или была больше работы демпфирующих сил, а сами колебания были совместными изгибно-крутильными.

Совместность изгибно-крутильных колебаний крыла практически всегда имеет место. Это объясняется тем, что вне зависимости от того, каков начальный импульс, вызвавший колебания крыла, — изгибный или крутильный, из-за несовпадений ЦМ и ЦЖ сечений колебания и деформации крыла всегда совместны.

Упрощенная физическая картина изгибно-крутильного флаттера представлена на рисунке 1.

Рис.1

Пусть крыло случайным порывом ветра или отклонением элерона отклонилось от нейтрального положения вверх или вниз на величину для рассматриваемого отсека крыла. Крыло упругое, и в следующий момент после прекращения внешнего воздействия оно начнет двигаться к своему нейтральному положению, набирая скорость. Имея при подходе к нейтральному положению максимальную энергию (см. эпюру на рис.2а), крыло проскочит это положение и дойдет до упругого крайнего положения. Так начинается колебательный процесс. При этом эпюры и для рассматриваемого отсека (сечения а—а) будут иметь вид, показанный на рис.2а. Если характерные точки ЦМ, ЦЖ и F в сечении крыла расположены так, как это показано на рис. 2б, то при колебательном и поступательном движениях крыла это сечение будет перемещаться вверх и вниз (изгибные колебания), вперед по полету, закручиваться на увеличение или уменьшение угла (крутильные колебания).

На рис. 2б показаны промежуточные положения отсека (в сечении а—а) крыла за один период колебаний.

В положении сила инерции имеет максимальное значение, так как

При движении вверх из положения в положение под действием момента от силы инерциина

плече () крыло (его отсек) начинает закручиваться на положительный угол , вследствие чего появится приложенная в фокусе дополнительная аэродинамическая сила Эта сила совпадает по направлению с перемещением отсека при изгибе крыла, и поэтому сила будет играть роль возбуждающей силы (роль канала, трансформирующего энергию набегающего потока воздуха в энергию колебаний). Одновременно при перемещении отсека крыла вверх на него начнет действовать поток воздуха со скоростью — (см. рис. 2б), что приведет к изменению его угла атаки на . Вследствие этого появится еще одна дополнительная, приложенная в фокусе аэродинамическая сила . Эта сила (со знаком минус) направлена

против перемещения отсека при изгибе крыла и поэтому играет роль демпфирующей силы. В положении угол закручивания и сила достигают максимума; сила , так как у = 0; сила />_д = Р_дтях, так как сила так как

При перемещении отсека крыла из положения в положение знаки (а стало быть, и силы ) изменяются на обратные и момент от силы на плече () начнет разворачивать отсек крыла (сечение а—а) на уменьшение угла . Силауменьшится, а из-за уменьшения уменьшится и сила .

В положении имеем Отсюда так как .

Ориентация отсека крыла в положениях повторяет рассмотренную выше картину в обратном порядке.

При движении отсека крыла вниз в ту же сторону будет направлена и сила . Значит она играет роль возбуждающей силы в течение всего периода колебания, всего колебательного процесса.

Значение силы пропорционально квадрату скорости, а значение — скорости в первой степени. Отсюда с ростом скорости значение будет расти быстрее, чем. График изменения работы этих сил

и в зависимости от скорости показан на рис. 2в, е. При получаем за счет работы упругих сил (сил трения). Скорость, при которой , называется критической скоростью флаттера .

При колебания происходят с нарастающей амплитудой.

Конструктивные меры по предотвращению флаттера включают в себя меры по повышению жесткости крыла на кручение, а также меры, предотвращающие или снижающие взаимодействие аэродинамических и инерционных сил за счет уменьшения плеча моментов этих сил.

На практике для повышения облегчают хвостики крыла, помещают грузы (балансиры) в носок. Наиболее эффективны балансиры в носке концевой части крыла, где амплитуды колебаний и ускорения наибольшие. Иногда балансиры выносят вперед за пределы крыла (оперения) в виде хорошо обтекаемой штанги.

Большое влияние на критическую скорость флаттера оказывают сосредоточенные грузы, расположенные на крыле: двигатели, опоры шасси, различные внешние подвески (рис.2).
В зависимости от массы груза и его расположения по хорде и размаху крыла критическая скорость может как увеличиваться, так и уменьшаться. Существенное влияние на Vфл оказывает также упругость крепления грузов, двигателей, шасси.

Рис.2 Рис.3

Крылья современных самолетов, особенно пассажирских и транспортных, используются для размещения топлива, масса которого, как и способы выработки, оказывает существенное влияние на (рис.3).