ООО Авиагамма


Быстрый переход:

Авиационные двигатели:

   ROTAX 447 UL
   ROTAX 503 UL
   ROTAX 582 UL
   ROTAX 912 UL /A /F
   ROTAX 912 ULS /S
   ROTAX 915 iS /iSc
   ROTAX 912 iS /iSc Sport
   ROTAX 914 UL /F

Техническая информация:

   Документация ROTAX
и ООО Авиагамма

   Трёхмерные модели
двигателей и агрегатов

   Габаритно-установочные чертежи
двигателей и агрегатов

   Обмен опытом
   Наша фотогалерея.
Аппараты с авиационными двигателями ROTAX

Знакомьтесь, ROTAX!

Карты и двигатели для картинга ROTAX

Сервис


   Вы находитесь здесь: www.aviagamma.ru > Техническая информация >
   Обмен опытом > Подбор воздушного винта

Перейти к версии для печати...   
Подбор воздушного винта

Воздушный винт (ВВ) предназначен для преобразования механической работы двигателя в работу силы тяги, используемую для перемещения самолета в пространстве. Характеристики ВВ существенно влияют на летно-технические данные ЛА, на режимы работы двигателя в полете, на ресурс двигателя и его агрегатов, уровень шума и другие показатели.

Располагаемый и потребный крутящие моменты
Рис. 1. Располагаемый и потребный крутящие моменты

Подбор ВВ для двигателя является важным этапом в проектировании ЛА. График показывает взаимное влияние характеристик двигателя и ВВ. Кривые «А», «В», «С» и «D» характеризуют потребный крутящий момент различных ВВ, который возрастает во второй степени при увеличении частоты вращения. При частоте вращения KB меньше номинальной (частота вращения, при которой двигатель развивает максимальную мощность) располагаемый крутящий момент двигателя должен быть больше потребного крутящего момента ВВ. Кроме того, кривая потребного крутящего момента не должна быть близкой к кривой располагаемого крутящего момента (кривая «В»), т. к. при незначительном снижении характеристик двигателя (например: из-за изменения атмосферных условий) существенно снижаются обороты двигателя (точки «X» и «Y»).

На кривой «А» (характеристика рекомендуемого ВВ) указаны точка «N» (пересечение с кривой располагаемого крутящего момента при полной нагрузке) и точка «R» (пересечение с кривой располагаемого крутящего момента при частичной нагрузке). Как видно из графика, в любой точке кривой «А», ниже точки «N», двигатель имеет избыточный крутящий момент. С таким ВВ двигатель работает на расчетных режимах с полным использованием возможностей.

Если диаметр и шаг ВВ или передаточное число редуктора выбраны неверно, то кривая потребного крутящего момента будет отличаться от рекомендуемой. Кривая «С» на графике соответствует «тяжелому» ВВ, т. е. с большим диаметром или шагом. С «тяжелым» ВВ двигатель не может достичь номинальной частоты вращения и создаются условия для переобогащения топливо-воздушной смеси.

Кривая «D» на графике соответствует «легкому» ВВ, т. е. с малым диаметром или шагом. С «легким» ВВ двигатель работает с превышением номинальной частоты вращения KB, что приводит к снижению его характеристик. Кроме того, создаются условия для обеднения топливо-воздушной смеси и превышения максимально допустимой частоты вращения KB, что приведет к отказу двигателя.

Изменением передаточного числа редуктора можно сместить кривую потребного крутящего момента. Например: для приближения кривой «D» к оптимальному положению необходимо увеличить передаточное число, а для кривой «В» — уменьшить.

Сила тяги

Сила тяги образуется за счет реактивного действия отбрасываемой лопостями массы воздуха, проходящего через плоскость вращения винта. Тягу ВВ (Р) можно определить по формуле:

где
m — масса воздуха, проходящего за 1 с через плоскость вращения винта;
V1 — скорость потока в плоскости винта;
V0 — скорость полета ЛА.

Учитывая, что масса воздуха, проходящего за 1 с через плоскость вращения ВВ, определяется по формуле:

где
R — радиус ВВ,
р («ро») — плотность воздуха, то

Из формулы видно, что тягу можно увеличить либо за счет увеличения радиуса ВВ (R), либо за счет скорости потока в плоскости винта (Vj). Но увеличение скорости потока ведет к уменьшению КПД ВВ. Поэтому для каждого ЛА, с заданной скоростью полета (Vg), существует оптимальный размер ВВ (диаметр и шаг), при котором тяга и КПД являются максимальными. Статическая тяга ВВ не является критерием качества, т. к. ВВ должен развивать достаточную тягу при выполнении полета. Определяющим фактором является шаг и частота вращения ВВ.

Влияние скорости полета на тягу ВВ
Рис. 2. Влияние скорости полета на тягу ВВ

На графике приведены характеристики ВВ по скорости полета. Кривая«1» соответствует ВВ с малым шагом. Его тяга уменьшается с ростом скорости полета. Кривая «2» соответствует ВВ с большим шагом. Его статическая тяга меньше, но с ростом скорости тяга увеличивается и при скорости от взлетной до крейсерской имеет наибольшее значение.

См. также:
Момент инерции, дисбаланс и биение воздушного винта

Разработка и поддержка сайта:
Алексей Бородуля
aleksey.borodulya@gmail.com
ООО Авиагамма © 2002—2017
Информация о правах и вебсайте
Яндекс.Метрика