Автопортал || Авто - статьи

Сельскохозяйственная техника
Чтение RSS

повітряний гвинт

Пов у шний гвинт, пропелер, рушій, в якому радіально розташовані профільовані лопаті, обертаючись, відкидають повітря і тим самим створюють силу тяги. В. в. складається з втулки, розташованої на валу двигуна, і лопатей, що мають уздовж розмаху різні профілі в поперечному перерізі і змінний кут нахилу профілю до площини обертання - крутку. У польоті внаслідок складання поступальної швидкості, лінійної швидкості обертання і викликаної роботою гвинта додаткової швидкості потоку повітря набігає на кожне елементарне перетин лопаті (рис. 1) під деяким кутом атаки. При цьому виникає від всіх перетинів всіх лопатей сумарна аеродинамічна сила утворює силу тяги В. в. і силу опору його обертанню. Залежно від величини споживаної потужності застосовуються В. в. з різним числом лопатей - двох-, трьох- і четирёхлопастние, а також співвісні гвинти (рис. 2), що обертаються в протилежних напрямках для зменшення втрат потужності на закручування відкидаємо струменя повітря. Перші В. ст. мали фіксований в польоті крок, який визначається постійним кутом установки лопаті на умовному радіусі, зазвичай рівному 0,75 максимального. Для збереження досить високого ккд у всьому діапазоні швидкостей польоту і потужностей двигуна, а також для отримання найменшого лобового опору В. в. при вимушеній зупинці двигуна в польоті (флюгерний режим) або негативної тяги з метою гальмування руху літака при посадці (реверсивний режим) стали застосовувати В. в. змінюваного в польоті кроку (ВІШ). У таких гвинтах лопаті повертаються у втулці щодо поздовжньої осі механічним, гідравлічним або електричним механізмом, керованим відцентровим регулятором, який підтримує постійним заданий число оборотів. Для збільшення тяги і ккд при малій поступальної швидкості і великої потужності В. в. поміщають в профільоване кільце, в якому швидкість струменя в площині обертання більше, ніж у ізольованого гвинта, і саме кільце внаслідок циркуляції швидкості створює додаткову тягу. Для цієї ж мети профілем перетину лопаті В. в. надають велику кривизну. Діаметр В. в. досягає 6-7 м. Лопаті В. в. виготовляють з дерева, дуралюмина, стали і композиційних матеріалів. При швидкостях польоту 600-800 км / ч ккд В. в. досягає відповідно 0,9-0,8. При великих швидкостях під впливом стисливості повітря ккд падає. Основним способом зниження втрат потужності від стисливості повітря є застосування тонких профілів малої кривизни.

Ідею В. в. запропонував в 1475 Леонардо да Вінчі, а застосував його для створення тяги вперше в 1754 М. В. Ломоносов в моделі приладу для метеорологічних досліджень. До середини 19 ст. на пароплавах застосовувалися гребні гвинти, що працюють аналогічно В. в. У 20 ст. В. в. стали застосовувати на дирижаблях, літаках, вертольотах, аеросани, апаратах на повітряній подушці і ін. Методи аеродинамічного розрахунку і проектування В. в. засновані на обширних теоретичних і експериментальних дослідженнях. У 1892-1910 російський інженер-дослідник і винахідник С. К. Джевецький розробив теорію ізольованого елемента лопаті, а в 1910-1911 російські вчені Б. Н. Юр'єв і Г. Х. Сабінін розвинули цю теорію. У 1912-15 Н. Е. Жуковський створив вихрову теорію, що дає наочне фізичне уявлення про роботу гвинта і інших лопаткових пристроїв і встановлює математичний зв'язок між силами, швидкостями і геометричними параметрами в такого роду пристроях. Значна роль у подальшому розвитку цієї теорії, її інженерних додатків і дослідженнях міцності В. в. належить В. П. Ветчінкін та ін. Теорія оптимального гвинта з кінцевим числом лопатей вперше була створена німецьким вченим А. Бецем (1919) і англійським ученим С. Гольдштейном (1929) і отримала подальший розвиток в працях радянських учених. У 1956 радянським ученим Г. І. Майкопаром вихрова теорія В. в. була поширена на несучий гвинт вертольота.

Літ .: Жуковський Н. Е., Полн. зібр. соч., т. 6, М. - Л., 1937; Ветчинкин В. П., Поляков М. Н., Теорія і розрахунок повітряного гребного гвинта, М., 1940; Майкопар Г. І., Лепілкін А. М., Халезов Д. В., Аеродинамічний розрахунок гвинтів по лопатевої теорії, «Тр. Центр. аерогідродинамічного ін-ту », 1940, ст. 529; Александров В. Л., Повітряні гвинти, М., 1951; Дослідження повітряних гвинтів, М., 1969 (Матеріали до історії ЦАГІ).

Б. П. Бляхман.

Пов у шний гвинт, пропелер, рушій, в якому радіально розташовані профільовані лопаті, обертаючись, відкидають повітря і тим самим створюють силу тяги

Мал. 1. Профіль лопаті повітряного гвинта (з векторами швидкостей і сил): (a- кут атаки; j - кут установки; V - поступальна швидкість гвинта; (wr - окружна швидкість елементу лопаті; (w - викликана гвинтом додаткова швидкість потоку у елемента лопаті ; DR - аеродинамічна сила, DP - сила тяги і DQ - сила опору обертанню елементу лопаті; пунктиром показана хорда профілю.

Мал. 2. співвісний повітряний гвинт.