Основные понятия о работе воздушного винта
Уточнение понятия угла установки лопасти. Шаг резьбы гайки. Угол атаки лопасти, его зависимость от скорости и оборотов. Характеристики режимов работы воздушного винта на самолете: положительной и нулевой тяги, ветрянки. Способы борьбы с раскруткой винта.
Рубрика | Транспорт |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 28.10.2019 |
Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Основные понятия о работе воздушного винта
Мотор, установленный на самолете, отдает свою мощность воздушному винту. Винт предназначен для отбрасывания воздуха назад, т. е. в сторону, обратную полету. Отбрасываемый воздух создает силу реакции, толкающую самолет вперед. Это и есть сила тяги.
Сущность явления здесь такая же, как и при движении лодки силой гребца. Человек веслами отбрасывает воду назад, а отбрасываемая вода дает силу реакции, толкающую лодку вперед.
Винт захватывает, «загребает» воздух лопастями и толкает его назад. Самолетный винт так и называется: воздушный гребной винт.
Чем больше мощность мотора, тем больше воздуха загребает и отбрасывает винт, тем больше реакция воздуха и тем больше тяга. точно так же дело происходит и на пароходах: чем мощнее двигатель, тем больше воды отбрасывает назад водяной винт (или колесо речного парохода), тем больше тяга и тем быстрее пароход движется вперед.
Во всех указанных случаях основное значение имеет вес (вернее, мacca) отбрасываемого за 1 сек. воздуха (или воды). А так как с подъемом на высоту воздух становится реже, т. е. легче (уменьшается его удельный вес), то на большей высоте винт должен отбрасывать за секунду больший объем воздуха, чем на малой высоте, чтобы вес отбрасываемого воздуха был одинаков и самолет получал одну и ту же тягу.
Работа винта при различных углах установки лопастей
Рассмотрим теперь действие воздушного гребного винта.
Лопасть воздушного винта имеет довольно сложную, искривленную, закрученную форму (рис. 1). Но предположим для (простоты, что лопасть не закручена, а имеет простую форму плоской узкой лопаты (рис. 2).
Вращаясь, лопасти описывают плоскость (круг), которая называется плоскостью вращения.
Лопасти можно поставить под различными углами к плоскости вращения.
Рис. 1. Закрутка лопасти винта. Углы наклона сечений лопасти к плоскости вращения (к плите) изменяются от комля к концу лопасти
Рис. 2. Лопасти в виде плоских лопат без закрутки. Флюгерное положение (угол установки 90°). Самый тяжелый винт. Тяги не создает.
Угол между лопастью и плоскостью вращения называетсяуглом установки лопастии обозначается греческой буквой ц (фи).
Можно, например, поставить лопасти перпендикулярно к плоскости вращения (см. рис. 2а) так, как устанавливаются лопатки мулинетки. Это значит поставить лопасти во флюгерное положение. Угол установки здесь будет равен 90°: ц = 90°.
Если винт начнет вращаться в этом положении, воздух будет давить на всю площадь лопастей и сопротивление будет очень велико. Если, например, на работающем моторе (в полете) поставить лопасти во флюгерное положение, то мотор может даже остановиться -- так велик момент сопротивления воздуха лопастям в этом положении (мотор на полном газу, правда, может еще проворачивать такой винт, но с очень малыми оборотами, на которых он вообще нормально работать не может).
Рис. 3. Лопасти под нулевым углом установки. Самый легкий винт. Тяги не создает.
Пользы от такого винта, собственно, никакой и не может быть. Тяги он дать не может, а может только разгонять (возмущать) и закручивать воздух в плоскости вращения, вызывая целую бурю вихрей. Он представляет собой просто мулинетку и может пригодиться только как нагрузка для испытания мотора.
Чем труднее проворачивать винт, тем он, как говорят,тяжелее. Винт с лопастями во флюгерном положении -- самый тяжелый винт.
Повернем теперь лопасти во втулке на 90°, т. е. поставим их в плоскости вращения (рис. 3). Положение резко изменится. Такой винт будет вращаться очень легко, так как лопасть будет легко разрезать воздух своей кромкой, и воздух будет оказывать ему самое ничтожное сопротивление.
Рис. 4. Лопасти под углом установки 45°. Винт дает тягу.
Это будет самый легкий винт. Но пользы от него тоже никакой. Он не годится даже для испытания мотора.
Поставим теперь наши лопасти-лопаты в какое-нибудь среднее положение между 0° и 90°, например, под углом 45° (рис. 4).
На этот раз мы получили настоящий, пригодный для работы воздушный винт. Вращаясь, он под косым углом ударяет по воздуху и производит два действия:
1. Давит на воздух, закручивает его и создает достаточно большой момент сопротивления воздуха; тем самым винт поглощает, «потребляет», мощность мотора.
2. Загребает воздух и гонит его назад (рис. 5), выполняя этим свою функцию -- создавать тягу самолету. При этом убегающая назад струя получается закрученной, вращающейся.
Рис. 5. Струя, отбрасываемая винтом для создания тяги.
Первое действие винта -- вредное, второе -- полезное, но второе без первого невозможно. Современный винт на мощном моторе засасывает и отбрасывает до 100 и больше кубических метров воздуха в секунду, что равно объему просторной комнаты. Этот отбрасываемый воздух и создает давление на лопасти, направленное вперед, т. е. силу тяги.
Уточнение понятия угла установки лопасти
Пока мы рассматривали лопасть в виде плоской лопаты, понятие угла установки было весьма просто. В каком селении лопасти мы ни стали бы измерять угол установки, он окажется один и тот же (рис. 4). Иначе обстоит дело с настоящей лопастью, которая имеет не плоскую, а закрученную форму. У нее на разных сечениях углы установки окажутся разные (рис. 6).
Рис. 6. Условный (номинальный) угол установка нормальной лопасти (с закруткой) на расстоянии 1 м от оси. винта. Вид спереди на лопасть винта правого вращения.
Вблизи комля угол установки наибольший, а к концу лопасти он непрерывно уменьшается. Можно ли в таком случае говорить об определенном угле установки лопасти в целом? Действительно, строго говоря, лопасть не имеет определенного угла установки. Но условились называть углом установки лопасти тот угол, который имеет сечение лопасти, находящееся на расстоянии 1мот оси винта. Этот угол и считается условно номинальным углом установки всей лопасти, и о нем всегда идет речь в инструкциях по установке лопастей винтов.
Кроме того, настоящая лопасть отличается от нашей «лопаты» еще тем, что сечения ее не плоские, как у лопаты, а имеют профиль, аналогичный профилю крыла: нижняя поверхность лопасти плоская, а верхняя -- выпуклая.
Что такое шаг винта
Шагом резьбы гайки, болта или нарезного винта называется, как известно, расстояние между двумя соседними витками резьбы (при однониточной резьбе), или, иначе говоря, расстояние, на какое продвинется болт или винт в гайке за один оборот. Чем круче резьба, тем больше шаг.
Представим себе, что воздух -- твердое тело и не поддается закручиванию и отбрасыванию. Тогда воздушный винт, вращаясь, будет ввинчиваться в воздух, как шуруп в дерево. Ичем больше угол установки лопастей, тем больше винт продвинется вперед за один оборот, т. е. тем больше его шаг. Как видно из рис. 7, понятие шага по существу одно и то же как для воздушного винта, так и для болта или шурупа.
Но поскольку воздух представляет собой податливую среду, то винт за один оборот продвигается вперед в действительности на расстояние, несколько меньшее, чем его шаг.
Вспомним, что винт с большим углом установки лопастей называют тяжелым (большой момент сопротивления), а с малым углом -- легким.
Поэтому такие выражения, как «увеличить угол установки лопастей», «увеличить шаг винта» или «затяжелить винт», имеют одинаковый смысл. Вместо того чтобы сказать: «уменьшить угол установки лопастей», можно сказать: «уменьшить шаг винта» или «облегчить винт».
Рис. 7. Шаг нарезки и шаг воздушного винта.
Винты фиксированного и изменяемого шага (ВФШ и ВИШ)
Винты старого типа (на У-2, УТ-2, Р-5, ТБ-3 и др.) -- это ВФШ, т. е. винты фиксированного шага. У них лопасти выполнены заодно со ступицей и установлены под определенным фиксированным углом. Следовательно, такой винт имеет всегда один и тот же фиксированный шаг.
Есть винты с изменяемым на земле шагом (изменяемым углом установки лопастей). Они имеют отъемные лопасти, которые вставляются во втулку под любым углом установки и затягиваются хомутом. В зависимости от характера предстоящего полета можно лопасти установить под любым углом, т. е. на любой шаг. Как подбирается шаг винта, увидим дальше. Но такой винт не есть винт изменяемого шага, так как лопасть устанавливается у него каждый раз на определенный фиксированный угол, который в полете не меняется.
Винтами изменяемого шага (ВИШ) называются винты, у которых лопасти могут поворачиваться, т. е. менять угол установки (шаг) в полете. У ВИШ пределы (диапазоны) изменения угла лопастей различны. Так, у ВИШ-61 диапазон изменения углов установки составляет до 35°, например от 20° до 55°, или от 23° до 58° и т. д., в зависимости от регулировки.
Есть винты, у которых лопасти могут поворачиваться до 90°, т. е. до флюгерного положения.
2. О режимах работы винта
Что такое угол атаки лопасти и режим работы винта
Вспомним, что такое угол атаки крыла самолета. Это угол между направлением движения (траекторией) и хордой сечения крыла (рис. 8). Так же определяется и угол атаки лопасти: это угол между хордой сечения лопасти и направлением движения этого сечения.
Рис, 8. Угол атаки крыла -- угол между хордой крыла и направлением полета.
Предположим, что винт работает на месте. Все сечения лопасти описывают круги в плоскости вращения, не продвигаясь ни вперед, ни назад. На рис. 8 (положение I) стрелкой ОА показано направление движения сечения ОБ. Значит, угол АОБ и будет углом атаки.
Выходит, как будто, что угол атаки и угол установки -- это одно и то же. И, следовательно, все углы установки, показанные на рис. 5 и 7, -- в то же время и углы атаки.
Это так, но только в том случае, когда винт работает на месте.
Когда же самолет движется и винт не только вращается, но имеет еще поступательное движение, тогда угол атаки и угол установки совсем не одно и то же.
В самом деле, когда винт движется поступательно, каждое сечение лопасти движется не по кругу, а по винтовой линии (рис. 8, положения II и III). Эта винтовая линия и есть траектория сечения лопасти. Чем больше поступательная скорость, тем эта траектория круче и тем меньше становится угол между направлением движения (траекторией) сечения и его хордой, т. е. угол атаки.
Угол атаки -- это как бы угол захвата воздуха лопастью. Мы видим, что больше всего угол атаки при работе винта на месте. Тогда угол атаки равен углу установки лопасти (положение I). При поступательном же движении (положения II и III) угол атаки меньше угла установки. И чем больше поступательная скорость, тем меньше угол атаки (при одних и тех же оборотах). Ясно, что от величины угла атаки зависит «загребающее» действие винта. Чем больше угол атаки, тем больше воздуха захватывает и отбрасывает назад винт, т. е. тем больше тяга. Поэтому самую большую тягу винт дает при работе на месте (или на очень малой скорости).
Однако при очень больших углах атаки тяга падает, так как чем больше угол атаки, т. е. чем «круче» поставлена лопасть, тем больше сопротивление воздуха ее вращению и тем сильнее винт закручивает уходящую струю воздуха и, следовательно, тем больше момент сопротивления М, тем тяжелее винт.
Здесь речь идет о винте с определенным, неизменным углом установки лопастей --винте фиксированного шага (на рис. 8 угол установки лопастей ц = 25°).
Так как с увеличением скорости угол атаки уменьшается, то уменьшается момент сопротивления М (винт становился легче), а следовательно, уменьшается и мощность, которая требуется от мотора. Больше всего мощности требуется, чтобы получить эта обороты на месте.
В самом деле, каждому летчику известно, что получить на моторе М-11 (У-2) при работе на месте 1500 об/мин можно только на полном газу. В полете же, на скорости, скажем, 110км/час, те же обороты получаются на задросселированном моторе, т. е. мощности требуется меньше. Если же мы увеличим мощность, -- увеличатся обороты.
Мы видим, что от величины угла атаки лопасти зависит весь характер работы винта -- и полезная работа (захват, отбрасывание воздуха и тяга) и вредная (сопротивление и закручивание воздуха). От величины угла атаки зависит и степень «легкости» или «тяжести» винта. Поэтому говорят, что угол атаки лопастей характеризует режим работы винта. Но угол атаки зависит от оборотов и скорости. Поэтому во всех случаях, когда говорят о режиме работы винта, имеют в виду обороты и скорость поступательного движения. Именно, если мы знаем скорость полета, обороты винта и угол установки лопастей, мы можем начертить все то, что показано на рис. 8: узнать крутизну винтовой траектории, угол атаки лопастей и таким образом получить полную картину работы винта, т. е. определить режим его работы.
Нужно еще добавить, что для разных высот полета требуются разные режимы работы винта. Именно, чем больше высота и чем меньше плотность воздуха, Тем больше должен быть вообще угол атаки лопастей, так как винт должен загребать и отбрасывать за 1 сек. больший объем воздуха (см. стр. 15), а с другой стороны, чем реже воздух, тем меньше его сопротивление вращению лопасти при больших углах атаки.
Режим нулевой тяги
Рассмотрим еще раз три положения, показанные на рис. 8. Обороты одни и те же. В положении I (на месте) скорость равна нулю, угол атаки самый большой -- 25°. В положении II, на малой скорости, угол атаки 10°. На большей скорости (положение III) угол атаки 5°.
При дальнейшем увеличении скорости (на тех же оборотах) винтовая траектория растянется еще больше, угол атаки будет все меньше и меньше и наконец настанет момент, когда он исчезнет, т. е. будет равен нулю. Этот интересный случай показан на рис. 9.
Сечение лопасти целиком скользит вдоль винтовой траектории. Лопасть уже не будет загребать воздух, а только рассекать его своей кромкой, точно так же, как раньше, когда лопасти были поставлены нами в плоскости вращения с нулевым углом установки и вращались на месте (см. рис. 3).
А раз винт не загребает воздуха, то он не дает никакой тяги. Поэтому такой характер работы винта и называют режимом нулевой тяги. Это самый легкий винт. Мотор при этом работает на малом газу и тратит мощность только на то, чтобы преодолевать то небольшое сопротивление воздуха, которое последний оказывает рассекающей его лопасти, и сопротивление вращению вала (трение) в подшипниках.
На режиме нулевой тяги винт может работать на планировании. Самолет при этом планирует свободно (как планер), так как действие винта совершенно не ощущается.
Рис. 9. Режим нулевой тяги.
Угол установки АОБ = 25°. Угол атаки (ВОБ) равен нулю. Винт свободно ввинчивается в воздух, как в твердую среду (см. рис. 7), и не дает ни тяги, ни сопротивления. За один оборот винт (с самолетом) продвигается вперед на расстояние, равное его шагу (поступь винта равна его шагу).
Режим ветрянки
Предположим, что скорость увеличилась еще больше, например, самолет перешел в пикирование. Обороты те же. Тогда винтовая траектория лопасти станет еще круче и в конце концов получится так, что лопасть будет встречать воздух не нижней плоской своей стороной, а верхней, выпуклой стороной. Это показано на рис. 10. Мы видим, что наклон лопасти к траектории, т. е. угол атаки, получился в «обратную» сторону, стал отрицательным. Теперь воздух давит на тыльную (выпуклую) сторону лопасти и уже не препятствует, а способствует ее вращению, раскручивает винт. Винт работает как ветрянка (ветряная мельница), которую вращает набегающий воздух. Обороты растут, и тем больше, чем больше скорость пикирования. Режим ветрянки называется иначе режимом авторотации (самовращения).
Теперь уже винт не требует вовсе мощности от мотора для вращения, а наоборот, сам раскручивает мотор. Таким способом можно, как известно, запустить в воздухе остановившийся мотор.
Происходит раскрутка винта воздухом.
При этом винт не только не дает тяги вперед, а оказывает сопротивление движению самолета, т. е. дает «обратную» тягу, которую называют отрицательной тягой, так как она направлена против движения самолета.
Вернемся еще раз к рисункам 9, 10. Предположим, что угол установки лопастей увеличился с 25 до 30°, а обороты и скорость остались те же (следовательно, и винтовая траектория осталась та же). Тогда, как легко сообразить, углы атаки во всех указанных случаях увеличатся на 5°.В положении, показанном на рис. 9, будет не нулевой угол атаки, а положительный +5°, а соответственно на рис. 10 -- нулевой угол (нулевая тяга). Отрицательный же угол атаки (режим ветрянки) был бы на еще большей скорости -- при более растянутой траектории. Следовательно, и раскрутка наступила бы на большей скорости.
Рис. 10. Режим ветрянки.
Угол установки АОБ тот же -- 25°; угол атаки ВОБ отрицателен. Встречный поток давит на тыльную часть (спинку) лопасти и раскручивает винт.
Если же угол установки был бы еще больше -- например 35°, то углы атаки увеличились бы еще на 5°, винт стал бы еще тяжелее. На рис. 9 мы имели бы угол атаки 10°, т. е. винт не только не раскручивался бы воздухом, а еще сам загребал бы воздух и давал бы тягу. Режимы же нулевой тяги и ветрянки наступили бы на еще больших скоростях.
Итак,чем больше угол установки лопасти, тем больше угол атаки на одних и тех же оборотах и скоростях, тем тяжелее винт и тем на большей скорости наступает раскрутка.
Предположим теперь, что угол установки не изменился (т.. е. мы имеем ВФШ), скорость также не изменилась, но увеличились обороты. На тех же скоростях винт станет тяжелее, тяга увеличится.
Если же обороты не изменились, а увеличилась скорость, то траектория растянется, угол атаки уменьшится, винт облегчится и тяга уменьшится.
Итак, при неизменном угле установки лопастейчем больше обороты, тем больше угол атаки (винт тяжелее), а чем больше скорость, тем меньше угол атаки (винт легче).
Что такое раскрутка винта
Под раскруткой вообще можно пониматьвсякое увеличение оборотов винта вследствие изменения режима его работы.
Например, если угол установки лопастей не меняется (ВФШ) и сектор газа стоит неподвижно, то при всяком увеличении скорости угол атаки лопастей уменьшается и обороты увеличиваются -- винт раскручивается. Это происходит, например, на разбеге, при переходе с горизонтального полета в пикирование и т. д. Такая раскрутка является нормальной и допустимой в известных пределах.
Но на практике обычно под раскруткой подразумевают чрезмерное увеличение оборотов сверх максимально допустимых для данного мотора и опасных для его конструкции. В этом смысле мы и будем говорить дальше о раскрутке. Для каждого типа мотора в техническом описании оговорены максимально допустимые обороты. Часто указывается, что максимально допустимые обороты можно использовать только в течение ограниченного времени, например не более 30 сек. непрерывной работы мотора.
Раскрутка в этом смысле может произойти, например, на режиме ветрянки при пикировании.
Вообще говоря, раскрутка возможна только для винтов фиксированного шага, а для ВИШ-автоматов, поддерживающих постоянные обороты на всех режимах, она невозможна, но только при условии исправности регулятора и механизма втулки и нормальной их работы, без отставания. Зато в случае неисправности механизма ВИШ раскрутка может наступить неожиданно и достичь опасной величины.
Способы борьбы с раскруткой будут указаны ниже.
Таковы основные понятия о режимах работы винта на самолете. Их нужно хорошо продумать и усвоить для понимания дальнейшего. Повторим кратко полученные выводы.
лопасть винт тяга самолет
Выводы
1. Режим работы винта определяется углом атаки лопастей.
2. Чем больше угол атаки лопастей, тем больше воздуха захватывает винт, тем больше тяга, но тем тяжелее винт и тем больше мощности требуется для его вращения.
3. Основные режимы работы винта:
а) режим положительного угла атаки (положительной тяги) -- рис. 8;
б) режим нулевой тяги -- рис. 9;
в) режим ветрянки (отрицательного угла атаки, отрицательной тяги) -- рис. 10.
4. Угол атаки зависит при неизменном угле установки лопастей (ВФШ):
а) от угла установки лопасти (шага винта): чем больше угол установки, тем больше угол атаки;
б) от скорости полета: чем больше скорость, тем более растянута винтовая траектория и тем меньше угол атаки (сравнить на рис. 8 положения II и III).
в) от оборотов: чем больше обороты, тем меньше крутизна винтовой траектории (чаще расположены витки) и тем больше угол атаки.
Увеличивая одновременно скорость и обороты, можно добиться того, что угол атаки (режим) будет оставаться неизменным. Таким образом винт может работать на одном и том же режиме на большой скорости и больших оборотахина малой скорости и малых оборотах.
5. Чем больше высота полета, тем больше должен быть угол атаки лопастей, чтобы получить одну и ту же силу тяги (при одних и тех же оборотах и скорости).
6. Раскрутка винта -- это увеличение оборотов сверх максимально допустимых для данного мотора.
Винт с жестко закрепленными лопастями, угол установки которых в полете не изменяется, называется винтом фиксированного шага (ВФШ). Основным недостатком такого винта является то, что он работает с достаточно высоким КПД только на одном расчетном режиме. При изменении режима полета, то есть при изменении поступи, КПД винта фиксированного шага сильно изменяется. Есть и другой недостаток у такого винта -- он снимает всю мощность двигателя Ne только на одном расчетном режиме. На всех других режимах он берет от двигателя меньшую мощность.
В самом деле, если винт подобран на режим Vmax, то при переходе, например, к взлетному режиму углы атаки элементов такого винта растут, вместе с этим увеличиваются силы окружного сопротивления и момент сопротивления вращению винта. Как принято говорить, винт становится в этом случае аэродинамически тяжелым и двигатель не в состоянии вращать его с прежними оборотами. Поэтому частота вращения такого винта (значит, и двигателя) на нерасчетных режимах будет уменьшаться.
Следовательно, развиваемая двигателем и передаваемая винту мощность будет уменьшаться. Этот же результат будет иметь место, если за расчетный режим будет взята, наоборот, взлетная скорость. На режиме Vmax углы атаки всех элементов лопасти уменьшаются, в результате чего уменьшаются силы окружного сопротивления и момент сопротивления вращению винта. Как принято говорить, в этом случае винт фиксированного шага оказывается аэродинамически легким и поэтому он начнет увеличивать частоту вращения (пойдет на разгон). Из-за больших динамических нагрузок у двигателя такое увеличение частоты вращения не допускается.
Поэтому в случае подбора винта на взлетную скорость при переходе на большие скорости полета приходится двигатель дросселировать, то есть уменьшать развиваемую им мощность. Таким образом, винт фиксируемого шага снимает всю мощность двигателя только на одном расчетном режиме и использует меньшую мощность на всех других режимах. Можно кратко отметить и другие недостатки ВФШ. Они состоят в том, что характер изменения потребляемой винтом мощности значительно отличается от изменения ее у двигателя. Так, мощность, потребляемая винтом, пропорциональна кубу частоты вращения, а у двигателя (поршневого) пропорциональна частоте вращения в степени меньше единицы; мощность двигателя почти не зависит от скорости полета, а у винта при изменении скорости (поступи) сильно изменяется коэффициент потребляемой мощности р, значит, и сама мощность N; у винта с подъемом на высоту потребляемая мощность уменьшается пропорционально плотности, а у двигателя она падает быстрее.
Все эти обстоятельства затрудняют согласованную работу двигателя и винта, что приводит к значительному снижению КПД и мощности на всех режимах, кроме расчетного. Преимуществом ВФШ является простота конструкции и относительно малая, масса. Этот винт достаточно удовлетворительно работает при сравнительно малой мощности двигателя и малом диапазоне скоростей полета. Поэтому в настоящее время эти винты устанавливаются на моторных дельтапланах с двигателями малой мощности.
Постоянство частоты вращения винта и двигателя повышает надежность и устойчивость работы двигателя вследствие постоянства его тепловых и газодинамических процессов и динамических нагрузок. С ростом мощности двигателей на мотодельтапланах и создания мускулолетов, где недопустимы потери в мощности, возникла необходимость в переходе к винтам изменяемого шага (ВИШ). На практике принято изменять углы установки лопастей так, чтобы частота вращения оставалась постоянной (r/s=const) независимо от изменения скорости и высоты полета. Очень легкий автомат с электронным управлением ВИШ установлен на аппарате «Солар Челленджер». Оптимальный шаг винта зависит от солнечного излучения и параметров окружающей среды.
При постоянстве полной мощности двигателя и частоты вращения у ВИШ-автомата при неизменной высоте полета оказывается постоянным и коэффициент потребляемой винтом мощности (P=const). Поэтому его характеристикой на серийной диаграмме является линия, параллельная оси абсцисс. Можно представить и такой винт изменяемого шага, у которого КПД менялся бы в зависимости от поступи таким образом, чтобы при любом угле установки лопасти он был бы наибольшим. Такой винт называется оптимальным.
У оптимального винта коэффициент потребляемой им мощности зависит от поступи. Из приведенных формул следует, что такой винт должен, помимо переменного угла установки лопастей, иметь еще или переменную частоту вращения, или переменный диаметр. Конструктивные затруднения, связанные с осуществлением переменной редукции от двигателя к винту и переменного диаметра винта изменяемого шага, до настоящего времени не позволили создать оптимальный винт. Увеличение количества лопастей не только усложняет конструкцию винта, но и снижает его КПД. Причина -- в неблагоприятном взаимном влиянии лопастей друг на друга.
Идеальный винт с точки зрения аэродинамики должен иметь одну лопасть. Но, с другой стороны, увеличение количества лопастей позволяет несколько уменьшить диаметр винта. Увеличение количества лопастей на ВФШ увеличивает лобовое сопротивление аппарата при планировании с остановленным двигателем.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет сопротивления воды движению судна. Расчет контура лопасти гребного винта. Распределение толщин лопасти по ее длине. Профилирование лопасти винта. Построение проекций лопасти винта, параметры ступицы. Определение массы гребного винта судна.
курсовая работа [444,4 K], добавлен 08.03.2015Краткая характеристика несущего винта вертолета. Определение дальности и продолжительности полета. Подбор оптимальной конструкции лонжерона лопасти несущего винта легкого вертолета, с применением программы виртуального моделирования Solid Works.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 01.07.2012Площадь смоченной поверхности судна. Расчет сопротивления трения судна для трех осадок. Расчет сопротивления движению судна с помощью графиков серийных испытаний моделей судов. Определение параметров гребного винта. Профилировка лопасти гребного винта.
курсовая работа [785,6 K], добавлен 19.01.2012Критерии работоспособности передачи винт-гайка. Определение размеров винта и гайки. Проверка соблюдения условия самоторможения. Определение КПД винтовой пары передачи винт-гайка. Проверка винта на устойчивость. Расчет элементов винта и гайки на прочность.
курсовая работа [117,8 K], добавлен 16.05.2010Расчет тяги несущего винта и крутящего момента лопасти вертолета. Построение трехмерной модели лонжерона. Применение метода конечных элементов для определения потенциальной энергии деформации и работы внешних сил. Решение задачи устойчивости вертолета.
реферат [2,0 M], добавлен 23.09.2013Расчет буксировочного сопротивления и буксировочной мощности судов методом Холтропа. Подбор главной энергетической установки – дизеля. Уточнение характеристик гребного винта при работе с выбранным двигателем и определение достижимой скорости хода.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.12.2009Расчёт буксировочных сопротивления и мощности. Выбор главного судового движителя для создания полезной тяги. Расчёт и выбор гребного винта посредством определения его оптимальных параметров и использования высокого коэффициента полезного действия.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 26.01.2015Необходимость применения редуктора. Оптимальная частота вращения турбокомпрессора и воздушного винта. Подбор чисел зубьев. Эквивалентные числа циклов перемены напряжений. Проверка на контактную выносливость. Потребная динамическая грузоподъемность.
курсовая работа [358,6 K], добавлен 04.06.2011Анализ показателей судна и его энергетической установки. Определение параметров согласованного гребного винта. Расчет вспомогательной котельной установки. Система сжатого воздуха. Расчет нагрузки на судовую электростанцию и выбор дизель-генератора.
курсовая работа [602,2 K], добавлен 19.12.2011Проект винтового механизма авиационных устройств (домкрата самолетного для обслуживания авиационных изделий). Расчёт винта, гайки, пяты скольжения, корпуса. Характеристики подшипника шарикового радиально-упорного. Коэффициент полезного действия механизма.
курсовая работа [216,1 K], добавлен 09.02.2012Основные технические характеристики и мореходные качества рефрижераторного судна "Охотское море". Состав и особенности судовой энергетической установки. Расчет и кинематические характеристики гребного винта. Приемка и учет расхода масла и топлива.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.11.2011Расчет винта, гайки, подшипника и цапфы, корпуса винтовой передачи подъемника шасси, их проверочные расчёты на прочность и подбор стандартных деталей. Проектирование механизма, преобразующего вращательное движение в поступательное, и определение его КПД.
контрольная работа [822,1 K], добавлен 04.06.2011Описание принципа действия передачи винт-гайка, характеристика и применение ее в авиационной технике, основные преимущества и недостатки. Алгоритм расчета и проектирования домкрата винтового, особенности расчета винта, гайки, корпуса винтовой передачи.
курсовая работа [139,6 K], добавлен 13.02.2012Расчет винта и пяты скольжения. Момент трения в стандартном радиально-упорном шарикоподшипнике. Расчетная схема витка гайки на изгиб. Расчет штифта, определение коэффициента полезного действия механизма. Расчет корпуса подъемника и болтов на прочность.
курсовая работа [100,2 K], добавлен 13.02.2012Этапы посадки воздушного средства. Планирование как установившееся движение самолета, необходимое для подвода его к земле на безопасной скорости. Главные особенности выравнивания, выдерживания и пробега. Посадочные характеристики воздушного средства.
презентация [1,3 M], добавлен 09.01.2013Структура воздушного пространства Российской Федерации, характеристика его основных элементов. Ключевые задачи организации потоков воздушного движения. Критерии классификации зон воздушного пространства, особенности совершенствования его структуры.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 28.02.2014Описание судна, состав оборудования установки. Определение главных параметров, расчет винта. Общие сведения о вспомогательном оборудовании. Топливная и масляная система. Система охлаждения пресной и забортной водой. Расчет энергетических запасов.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 22.02.2012Описание технических характеристик и изучение документации по мореходным качествам рефрижераторного судна "Яна". Определение координат центра тяжести судна. Изучение состава и технических характеристик судовой энергетической установки и гребного винта.
курсовая работа [1006,0 K], добавлен 12.01.2012Скорость судна через час с после команды "стоп" и пройденное за это время расстояния. Расчет тормозящей силы винта, работающего в режиме гидротурбины. Вычисление времени падения скорости после команды "стоп", времени свободного торможения и выбега судна.
лабораторная работа [22,9 K], добавлен 19.03.2015Удовлетворение запросов пользователей воздушного пространства на его использование. Движение воздушных судов. Обеспечение необходимого уровня безопасности полетов при обслуживании воздушного движения. Воздушные трассы и местные воздушные линии.
курсовая работа [932,0 K], добавлен 02.03.2014