Частота вращения винта

Весьма важной характеристикой является частота вращения винта. На практике винты имеют частоту вращения от 12 до 35 с.
Подобие воздушных винтов. Есть воздушные винты, которые себя хорошо зарекомендовали на летательных аппаратах. Но эти винты малы или велики для проектируемого аппарата. Иначе говоря, возникает вопрос о подобии обтекания винта потоком воздуха.

Понятие о подобии винтов аналогично понятию о подобии крыла. Здесь также пользуются понятиями геометрического, кинематического и динамического подобия. Винты считаются геометрически подобными, если любые сходственные линейные размеры их находятся в одинаковом отношении. Явления обтекания винтов потоком газа считаются кинематически подобными, если любые сходственные участки линий тока проходятся частицами газа в пропорциональные отрезки времени.

Наконец, явления обтекания винтов потоком газа считаются динамически подобными, если отношение любых физических величин во всех сходственных точках рассматриваемых потоков будет одним и тем же. Естественно, что это отношение для каждой физической величины будет иметь свою величину. Наличие геометрического и кинематического подобия винтов является непременным условием динамического их подобия.

Отсюда следует, что для соблюдения подобия винтов по вязким свойствам среды необходимо, чтобы произведение частоты вращения на квадрат диаметров существующего винта и рассчитываемого для нового аппарата были равны. Отсюда вывод, если на одном и том же аппарате заменен двигатель и его частота вращения не равна предшествующей, то воздушный винт необходимо менять.

Так, например, для двигателя мощностью, с частотой вращения 23 с-1, диаметр Do составляет 2000 мм. При двигателе с той же мощностью, но оборотами я=37 с-1
Теперь остается построить многоугольник скоростей для заданных элементов лопасти или же совмещенную эпюру.

Из этих построений определяется крутка лопасти и делается рабочий чертеж.
При заданной мощности двигателя существует соотношение nD2, позволяющее получить максимальную тягу. Чрезмерное увеличение частоты вращения приводит к снижению КПД на взлете, так как значительно уменьшается отмечаемая площадь. Кроме того, концевые части лопасти могут достичь критического числа Маха (Мкр). Следовательно, концевая часть лопасти может входить в режим волнового кризиса.

Эффективными мерами уменьшения Мк? лопасти является уменьшение толщины с всех элементов лопасти и выбор профиля с большим значением Мкр (заостренный носик, большая величина хс). Правда, можно вывести концы лопастей из зоны критического обтекания уменьшением диаметра, компенсировав уменьшение ометаемой площади постановкой более широких лопастей или увеличением их числа, но это тоже уменьшит КПД винта. Замена двухлопастного винта на четырехлопастной снижает КПД винта г\ примерно на 0,1.

Тяга и мощность винта. Рассматривая полную аэродинамическую силу элемента лопасти винта по обычной аэродинамической формуле, можно получить равенство из безразмерных величин в виде отношения тяги винта Р к произведению, оторое называется коэффициентом тяги винта и обозначается. через а.

Коэффициенты аир имеют аэродинамическую природу и подобно аэродинамическим коэффициентам зависят от формы винтов, их ориентировки в потоке и критериев подобия. Находятся эти коэффициенты опытным путем и зависят от поступи винта к как характеристики режима его работы.
КПД винта. Винт является преобразователем энергии, которую он получает от двигателя и передает аппарату. Часть энергии при работе винта теряется. Поэтому естественным является использование понятия КПД винта, под которым понимается отношение полезной мощности, передаваемой винтом для движения аппарата к мощности, потребляемой винтом

Здесь Р — тяга в килограммах, V0 — скорость полета аппарата в метрах в секунду и Ne мощность двигателя в ваттах. Коэффициент полезного действия винта можно выразить, как произведение отношения коэффициента тяги а к коэффициенту мощности р на поступь винта к. Современные воздушные винты имеют наибольшее значение КПД примерно 0,82—0,85. В отдельных случаях для весьма тонких винтов он может доходить до 0,87—0,88, а у мускулолетов за счет большой ометаемой площади и малой частоты вращения до 0,9. 

Смотрите также

Антонов А-11 Спортивный планер
А-11 - одноместный цельнометаллический рекордный планер-паритель конструкции О. К. Антонова. Спроектирован и построен в 1957 году. Механизация крыла позволяла расширить диапазон возможных режимов поле ...

Анощенко, Яковлев МАКАКА Тренировочный планер
В марте 1923 года в СССР было создано Общество друзей воздушного флота (ОДВФ), и уже в августе того же года кружок А. Яковлева стал ячейкой "юных друзей воздушного флота", первой в Москве шк ...

Дирижабль К-2
Дирижабль — К-2 (США, 1937) Во время 2-й мировой войны дирижабли применялись в США и СССР. В США в конце 1941 года, было 10 небольших дирижабля. Большие потери флота побудили конгресс США приня ...