Интернет журныл о промышленности в Украине

Повітряний гвинт | АВІАЦІЯ, зрозуміло всім.

Сучасний повітряний гвинт.

Отже, що таке повітряний вин т? Як я вже говорив , Це окрема самостійна одиниця, а точніше цілий лопатевої агрегат. Він є рушієм для апарату, на якому встановлено, тобто перетворює потужність двигуна в тягу і, в кінцевому рахунку, в рух.

Людина вже давно виявляв увагу до гвинта. Перші теоретичні свідоцтва цього є ще в рукописах і малюнках Леонардо да Вінчі. А практично його вперше застосував (для метеорологічних приладів) М. В. Ломоносов. Повітряний гвинт спочатку встановлювався на дирижаблях, надалі і по сьогоднішній час на літаках і вертольотах при використанні поршневих і турбогвинтових двигунів. Застосовується він також і на наземних апаратах. Це так звані судна на повітряній подушці, а також аеросани і глісери. Тобто історія його (як і історія всієї авіації :-)) довжина і цікава і ще, схоже, далеко не закінчена.

Що стосується теорії та принципу дії ... Хотів почати малювати векторні діаграми, а потім передумав :-). По-перше не той сайт, а, по-друге, все це я вже описав тут , тут і навіть тут :-). Скажу лише, що лопаті повітряного гвинта мають аеродинамічний профіль, і при його обертанні в повітряному середовищі виникає та ж картина, як і при русі крила.

Аеродинамічна сила (картинка з попередньої статті :-))

Всі ті ж аеродинамічні сили , Той же скіс потоку, тільки тепер уже підйомна сила стає тягою гвинта, яка змушує літак рухатися вперед.

Є, звичайно, і свої особливості. Адже повітряний гвинт (точніше його лопаті) в порівнянні з крилом здійснює більш складний рух: обертальний плюс поступальний рух вперед. І насправді теорія повітряного гвинта досить складна. Однак для принципового розуміння питання всього сказаного цілком достатньо. Зупинюся тільки на деяких особенностях.Замечу, до речі, що гвинти бувають не тільки тягнуть, а й штовхають (такі, між іншим, стояли на літаку братів Райт).

Замечу, до речі, що гвинти бувають не тільки тягнуть, а й штовхають (такі, між іншим, стояли на літаку братів Райт)

Пропелер німецького дирижабля SL1 (1911) діаметром 4,4 м.

Пропелер німецького дирижабля SL1 (1911) діаметром 4,4 м

Повітряний гвинт для траспортного літака А400М.

Повітряний гвинт для траспортного літака А400М

Транспортний літак А400М.

При обертанні повітряного гвинта і одночасному його русі вперед, кожна його точка як би рухається по спіралі, а сам гвинт як би «угвинчується в повітря», майже, як гвинт в гайку або шуруп в дерево. Аналогія дуже навіть істотна :-). Схоже на різьбу пари «болт -гайка». Кожна різьблення має такий параметр, як крок. Чим крок більше, тим різьблення як би більш розтягнута, і болт в гайку угвинчується швидше. Поняття кроку існує і для повітряного гвинта. По суті справи це таке уявне відстань, на яке пересунеться обертається в повітрі гвинт при його повороті на один оборот. Для того, щоб він «угвинчувався» швидше, потрібно, щоб сила, його тягне (тяга гвинта, той самий аналог підйомної сили), була більше. Або ж все, відповідно, навпаки. А цього можна досягти за рахунок зміни величини аналога кута атаки, який називається кутом установки лопаті гвинта, або просто кроком гвинта. Поняття кроку гвинта існує для всіх видів повітряних гвинтів, для літаків і для вертольотів, і принцип їх дії вобщем-то однаковий.

Транспортник Кролевська ВВС Hercules C-4 на стоянці з гвинтами у флюгерне ​​режимі.

Перші повітряні гвинти, що стояли на аеропланах, мали фіксований крок. Але справа в тому, що будь-який гвинт має такий параметр, як коефіцієнт корисної дії, який оцінює ефективність його роботи. А вона може змінюватися в залежності від зміни швидкості польоту, потужності двигуна, та й лобове опір гвинта на це впливає. Ось для того, щоб зберегти ккд на достатній висоті була придумана (ще в 30-х року 20 в.) Система зміни кроку і з'явилися гвинти змінюваного в польоті кроку (ВІШ). Тепер, залежно від заданого льотчиком режиму польоту, крок гвинта може змінюватися. Крім того зазвичай існують ще два окремі режими. Реверсивний - для створення зворотної тяги при гальмуванні літака на землі і флюгерний, який використовується при виключенні (частіше аварійному) двигуна в польоті. Тоді лопаті виставляються «по потоку», щоб не створювати зайвого опору польоту.

Діаметр гвинта і його крок - це основні технічні параметри повітряного гвинта. Існує ще таке поняття, як крутка. Тобто кожна лопать по всій довжині злегка закручена. Це робиться знову ж для того, щоб при одній і тій же потужності лопать створювала найбільшу тягу.

Це робиться знову ж для того, щоб при одній і тій же потужності лопать створювала найбільшу тягу

Американський експериментальний літак Bell X-22 з Імпелери 1966 р

Американський експериментальний літак Bell X-22 з Імпелери 1966 р

Французький експериментальний літак з Імпелери NORD 500 CADET. 1967 р

1967 р

1932 р Італія. Експериментальний літак з імпеллером "Літаюча бочка"

Сучасні гвинти взагалі досить різноманітні за своєю конструкцією. Кількість лопатей може змінюватися (в середньому від 2 до 8). Повітряний гвинт може бути як тягне, так і штовхає. Гвинт по-іншому ще називається пропелер. Це застаріла назва і походить від латинського prōpellere, що значить гнати, штовхати вперед. Однак зараз ще одне слово увійшло в употребеленіе. Це слово импеллер. Воно означає «крильчатка» і обізвали їм певний тип повітряного гвинта, укладеного в кільцеву оболонку. Це дозволяє підвищити еффетівность його роботи, знизити втрати і збільшити безпеку. Однак такого роду літальні апарати перебувають тільки в стадії експериментальної розробки.

Основний швидкісний діапазон застосування гвинтів обмежений швидкостями 700-750 км / ч. Але навіть це досить велика швидкість і для забезпечення сталої та ефективної роботи у всьому діапазоні застосовуються різні технічні хитрощі. Зокрема розробляються багатолопатеву гвинти з шаблевидними лопатями, ведеться робота над надзвуковими гвинтами, застосовуються вищевказані Імпелери. Крім того вже досить давно застосовуються так звані співвісні гвинти, коли на одній осі обертаються два повітряні гвинти в різних напрямках. Прикладом літака з такими гвинтами може бути найшвидший літак з турбогвинтовими двигунами російський стратегічний бомбардувальник ТУ-95. Його швидкість (макс.) 920 км / год.

) 920 км / год

Стратегічний бомбардувальник ТУ-95.

На жаль, повітряний гвинт, особливо в поєднанні з поршневим двигуном , Має все-таки обмежену сферу застосування. Звичайно, там, де так необхідні близькомагістральні літаки і так звана авіація загального призначення він себе ще покаже. Але тим не менш змагання висота-швидкість-дальність він разом зі своїм супутником поршнеим мотором вже програв турбореактивних двигунів . Але про це в іншій статті ...

Фотографії клікабельні.

No related posts.