Strona0262

262

tak iż w rzeczywistości zachodzą one jednocześnie. Inaczej mówiąc, zagadnienie drgań skrzydła jest zagadnieniem drgań układów sprężonych lub drgania układu o dwóch stopniach - stąd stosunkowo duże skomplikowanie zagadnienia flatteru.

Rozpatrzymy mechanizm sprzężenia obu rodzajów drgań. Weźmiemy najpierw drgania skrzydła, bez przepływającego strumienia. Rozpatrując dany przekrój skrzydła, możemy wyróżnić dwa punkty określające właściwości mechaniczne konstrukcji: środek ciężkości przekroju (o na rys. 10.23 i 10.24) i środek sztywności (środek sił poprzecznych) przekroju (x na rys. 10.23 i 10.24). Pojęcie środka ciężkości jest ogólnie znane; środkiem sztywności nazywa się punkt przyłożenia wypadkowej sił sprężystych powstających przy odkształceniach skrzydła. Środki te się nie pokrywają.

Rys. 10.24

Wyobraźmy sobie, że skrzydło ugina się i rozpoczyna z przyspieszeniem ruch ku dołowi. W takim przypadku powstają siły bezwładności skierowane w górę; wypadkowa sił bezwładności jest przyłożona do środka ciężkości. Wskutek tego powstanie moment skręcający, równy iloczynowi wypadkowej sił bezwładności przez odległość między środkiem ciężkości a środkiem sztywności. Moment ten powoduje skręcenie skrzydła.

Związki fazowe wszystkich występujących tu wielkości można wyjaśnić za ■pomocąrys. 10.24 i wykresu wektorowego z rys. 10.25.

V a

a F_s M 0 AF    F, X _Rys. ₁₀.25

Na rysunku 10.24 pokazano cztery kolejne położenia drgającego skrzydła:

a)    Skrzydło porusza się w dół. Jest to położenie średnie, w którym przesunięcie i przyśpieszenie równe są zeru, a prędkość ma wartość największą.

b)    Położenie najniższe. W położeniu tym prędkość równa jest zeru, a przesunięcie i przyśpieszenie są maksymalne. Na przekrój działa siła sprężysta F_s skierowana w górę i przyłożona w środku sztywności oraz siła bezwładności Fj skierowana w dół i przyłożona w środku ciężkości. Siły F_s i F_t tworzą parę sił skręcającą skr2ydło w kierunku ruchu wskazówek zegara.