Воздушный винт

Воздушный винт четырех лопастном варианте, правого вращения

Шаг винта

Возду́шный винт, пропе́ллер — лопаточная машина (лопастной агрегат), приводимая во вращение двигателем и предназначенная для преобразования мощности (крутящего момента) двигателя в тягу.

Воздушный винт применяется в качестве движителя для самолётов, автожиров, цикложиров (циклокоптеров) и вертолётов с поршневыми и турбовинтовыми двигателями, а также в том же качестве — для экранопланов, аэросаней, аэроглиссеров и судов на воздушной подушке. У автожиров и вертолётов воздушный винт применяется также в качестве несущего винта, а у вертолётов ещё и в качестве рулевого винта. В зависимости от наличия возможности изменения шага лопастей воздушный винт подразделяются на винты фиксированного и изменяемого шага. В зависимости от способа использования воздушные винты делятся на тянущие и толкающие.

Технические параметры

Определяющими являются диаметр и шаг винта. Шаг винта соответствует воображаемому расстоянию, на которое передвинется винт, ввинчиваясь в несжимаемую среду за один оборот. Существуют винты с возможностью изменения шага как на земле, так и в полёте. Последние получили распространение в конце 1930-х годов.

Соосный винт

Первые воздушные винты, стоявшие на аэропланах, имели фиксированный шаг. Но дело в том, что любой винт имеет такой параметр, как коэффициент полезного действия, который оценивает эффективность его работы. А она может меняться в зависимости от изменения скорости полета, мощности двигателя, да и лобовое сопротивление винта на это влияет. Вот для того, чтобы сохранить кпд на достаточной высоте была придумана (еще в 30-х года 20 в.) система изменения шага и появились винты изменяемого в полете шага (ВИШ). Теперь, в зависимости от задаваемого летчиком режима полета, шаг винта может меняться. Кроме того обычно существуют еще два специальных режима. Реверсивный — для создания обратной тяги при торможении самолета на земле и флюгерный, который используется при выключении (чаще аварийном) двигателя в полете. Тогда лопасти выставляются «по потоку», чтобы не создавать лишнего сопротивления полету.

Разработки воздушных винтов сегодня

Современные миоголопастные механизированные воздушные винты представляют весьма сложные агрегаты, но принцип работы их в основном тот же, что и простейших двухлопастных деревянных винтов, стоявших на всех самолетах 20—25 лет назад.

• Соосная схема — схема, при которой пара установленных параллельно винтов вращается в противоположных направлениях вокруг общей геометрической оси. На винтокрылых аппаратах позволяет взаимно компенсировать реактивные моменты пары несущих винтов, сохранив максимально плотную компоновку приводов. Данная конфигурация наиболее широко представлена в серийно выпускаемых вертолётах фирмы Камов.

• Эффективным способом уменьшения волновых потерь является использование профилей с возможно большими значениями критических Маха чисел и сверхкритических профилей, а также отгиб лопасти назад (саблевидные лопасти) аналогично стреловидному крылу.

КПД винта

В отличие от крыла, воздушный винт совершает работу и сам потребляет некоторую мощность. Полезную мощность винта можно определить как произведение:

N0=Pv

где P — сила тяги винта,

v — скорость перемещения аппарата.

КПД винта тем больше, чем больше площадь, ометаемая винтом. Увеличения площади можно достичь за счет диаметра винта, но такой путь ограничивается окружной скоростью концов лопастей. Поэтому обычно увеличивают количество двигателей и воздушных винтов.

Литература

• Воздушный винт — Материал из Википедии — свободной энциклопедии;
• РАБОТА ВОЗДУШНОГО ВИНТА — В. Л. ТЕУШ;
• УСТРОЙСТВО И РАБОТА ВОЗДУШНОГО ВИНТА — статья из Авиация информационный портал;
• Соосные несущие винты — Материал из Википедии — свободной энциклопедии;
• Расчет КПД пропеллера.;
• Коэффициент полезного действия воздушного винта — статья из Энциклопедия техники;