+7 (495) 720-06-54
Пн-пт: с 9:00 до 21:00, сб-вс: 10:00-18:00
Мы принимаем он-лайн заказы 24 часа*
 

Однолопастный винт: Скольки лопастной идеальный винт?

0

Скольки лопастной идеальный винт?

Наткнулся вот на такую весёлую штуку:

РЕАКТИВНЫЙ ТУРБО-ПРОПЕЛЛЕР В. Н. ЮРЬЕВА.

Уже неоднократно были предложения передавать энергию на винт с помощью реактивного (отталкивающего) действия струй воздуха, выходящей через отверстия в заднем краю лопасти винта. Воздух внутрь лопасти предполагалось подавать посредством компрессора (см. рис. 1). Подобное устройство нецелесообразно, так как здесь вес передачи получается слишком большим и, кроме того производительность не очень велика, вследствие больших потерь энергии в компрессоре, трубопроводе и в самой реактивной турбине.
Б. Н. Юрьевым предложена новая оригинальная конструкция реактивного пропеллера, в котором эти недостатки устранены, и который отличается тем, что не требует совершенно мотора. Устройство его довольно просто.

Рис. 2. А — отверстие для воздуха, Б — трубка, подающая горючее, В — форсунки, Г — запальные трубки, Д — выпускное отверстие.

Изготовляется полый пропеллер с небольшим центральным отверстием А (см. рис. 2), через которое, самой же лопастью, действующей здесь, как центробежный насос, всасывается воздух. Из центра воздух центробежной силой отбрасывается к концу лопасти. К концу же лопасти, по трубопроводу Б, подается жидкое горючее, которое разбрызгивается помощью форсунок В. Распыленное топливо смешивается с воздухом и, зажигаясь запальными металлическими или фарфоровыми трубками Г, сгорает. Образующиеся раскаленные газы вырываются через отверстия в запальных трубках и подогревают имеющийся в конце лопасти воздух. Давление его сильно повышается, после чего происходит то же, что и в винте, работающем сжатым воздухом. Необходимый для работы форсунок напор создается насосом, подающим к ним жидкое топливо.

По вычислениям Юрьева, нагревание воздуха, а следовательно и работа винта, требуют совершенно незначительного количества горючего. Для увеличения коэффициента полезного действия этого пропеллера, можно применить легкое предварительное сжатие поступающего в полость его воздуха. Это легко достигается укреплением на втулке „турбо-пропеллера“ центробежного компрессора, приводимого в движенце самим же винтом посредством специальных зубчаток, увеличив число оборотов компрессора до желаемого. Этот же компрессор может быть использован и для улучшения работы „турбо-пропеллера“ на больших высотах, как это делается в высотах бензиновых моторов.
Изобретение автором запатентовано.

Оригинал статьи: http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/n_i_t/1925/r-pr.html


винт – English translation – Multitran dictionary

 винт n
gen. external screw; male screw; wind stick; spiral
aerohydr. propeller (воздушный или гребной)
archit. screw nail
auto. helical screw; valve adjusting screw; snail; prop (гребной)
automat. male stud; threaded member
avia., jarg.
wind-stick
billiar. English; side
biotechn. impeller; knob
construct. wood screw (для дерева)
el. bolt
GOST. screw (крепежное изделие для образования соединения или фиксации, выполненное в форме стержня с наружной резьбой на одном конце и конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом. carp)
Gruzovik, cards vint card game
Gruzovik, slang rifle
Gruzovik, tech. spiral
IT hard disc drive (Pothead); HDD (Pothead)
jarg. rifle
leath. screw
math. vint (card game)
mil. external screw
mil., tech. prop (гребной, воздушный)
mining. adjusting bolt
mus. screw (смычка)
nautic. screw (гребной); screw bolt; rotor (Taras)
O&G spiral nail (геликоидальный гвоздь Ulkina)
O&G, casp. dish bolt (raf)
railw. propeller
russ.lang. vint (карточная игра)
sl., drug. tina (сленговое название амфетамина, распространённое в Англии Mr_K)
sport. twist
tech. helix; stud; machine screw assembly; flight (конвейера, элеватора); tap screw; screwnail (esquimo)
textile set-screw
therm.eng. helicoid screw
 винт TorqTite n
dent.impl. TorqTite abutment screw (
MichaelBurov
); TorqTite screw (MichaelBurov); TorqTite (MichaelBurov)
 «винт» n
sl., drug. crystal (метамфетамин markovka)
 винт torx n
tech. torx screw (с утопленной шестигранной головкой; винт с шестигранным углублением под ключ Dmitry Shabanov; a type of screw head characterized by a 6-point star-shaped pattern fialkova)
 винтом n
Gruzovik, tech. spirally
inform. spirally
 гребной, воздушный винт n
mil., tech. propeller; propelling screw; propellor
 несущий винт n
avia. rotor (вертолета)
 «Винт» n
slang methamphetamine (йод-метамфетамин. Наркотик, «родственный» метамфетамину, кустарно приготавливается из серы, йода и прочих ингридиентов Franka_LV)
 винту n
gen. Wintu (ABelonogov)
 гребной винт n
mil., arm.veh. propeller (плавающей машины)
 Russian thesaurus
 винт n
gen. 1) крепежная деталь — стержень с головкой обычно имеет шлиц под отвёртку и резьбой.

2) Винт ходовой — ведущее звено в винтовой передаче.

3) Винт лопастной

воздушный, гребной — вал с винтовыми лопастями, обеспечивающий движение самолёта, вертолета, судна. Большой Энциклопедический словарь

Модели вихревого следа — Энциклопедия по машиностроению XXL

Рис- 10.8. Модель вихревого следа, состоящего из непрерывных и дискретных вихревых элементов.  
[c.448]
Рис. 10.11. Двумерная нестационарная модель вихревого следа Л -лопастного винта.

Были опробованы различные модели вихревого следа. Интенсивные концевые вихри хорошо описываются с помощью прямолинейных вихревых отрезков, имеющих вязкое ядро конечных размеров (см. разд. 10,8), причем криволинейная форма вихревых нитей хорошо описывается ломаной из прямолинейных отрезков, соответствующих изменению азимута на 15—30°, Модель следа, в которой пелена вихрей, сходящих с внешней части лопасти, сворачивается в концевой вихрь, используется почти всеми авторами некоторые различия возникают при описании ядра вихря с целью устранения особенности индуктивной скорости в центре вихря. Моделирование же пелены продольных и поперечных вихрей, сходящей с внутренних сечений лопасти, отличается разнообразием. Эта часть пелены влияет гораздо слабее, чем концевые вихри, что открывает большие возможности выбора удовлетворительной по точности модели. Чаще всего применяется модель пелены в виде сетки дискретных вихрей, т. е. прямолинейные отрезки вихря используются, для моделирования не только концевых вихрей, но и пелены вихрей, сходящих с внутренних сечений лопасти (рис. 13.4). Такая модель пелены соответствует ступенчатому изменению циркуляции присоединенных вихрей лопасти как по радиусу, так и по ази-  
[c.655]

Минимум отношения P/V 280 Модели вихревого следа 655 Модель винта квазистатическая (низкочастотная) 709 Момент в плоскости взмаха 519 —— вращения 534  [c.1014]

Опытные характеристики холодильника (рис. 2.9, б) подтверждают возможность получения мелкодисперсной капельной структуры и варьирования диаметрами капель в пределах к=0,1-т-1 мкм изменением расхода и температуры охлаждающей воды при небольших влажностях. Диапазон размеров капель может быть существенно расширен, если использовать форсуночную (крупнодисперсную) влагу, которая интенсивно дробится в вихревых следах пластин холодильника. В это.м случае в зависимости от параметра s = sjl (s— расстояние между пластинами, рис. 2.9, а) и влажности можно получить различные функции распределения. С изменением дисперсности одновременно меняется и интенсивность турбулентности за холодильником (рис. 2.9, в). В этой связи возникает вопрос о расстоянии между холодильником и исследуемой моделью. Как показали опыты, выравнивание поля скоростей и равномерное распределение жидкой фазы и степени турбулентности по сечению достигаются на значительном расстоянии за холодильником.  

[c.37]

При расчете нагрузок индуктивные скорости в месте расположения лопасти обычно определяются по теории несущей линии, т. е. в одной точке по хорде профиля. При этом из-за сложности формы вихревой пелены для определения индуктивных скоростей требуется весьма большой объем вычислений. При использовании же нестационарной теории обтекания профиля требуется знать распределение индуктивных скоростей по хорде. Так, для получения нестационарных подъемной силы и момента (разд. 10.2) нужно знать коэффициенты Хо, и в разложении индуктивной скорости в ряд по косинусам. При этом для уменьшения объема вычислений желательно обойтись без расчета индуктивной скорости в нескольких точках по хорде. Ниже строится такая модель ближнего вихревого следа, в рамках которой для приемлемого расчета нестационарных нагрузок достаточно вычислить индуктивную скорость по теории несущей линии лишь в одной точке по хорде.  

[c.443]


Для упрощения математической трактовки задачи принимаются следующие два допущения. Во-первых, используется модель активного диска, так что распределение вихрей в следе является непрерывным. Во-вторых, рассмотрены лишь режимы висения и вертикального полета, для которых вихревой след осесимметричен. Такое исследование позволяет распространить классические результаты вихревой теории винта на случай нестационарных нагрузок и получить приближенное выражение функции уменьшения подъемной силы для вращающегося винта.  
[c.470]

В работе [L.9] разработан метод расчета деформаций вихревого следа. Модель следа учитывала до 10 продольных вихрей. Поперечные вихри не учитывались. Исследовалась лишь форма концевых вихрей. Шаг по азимуту составлял от Ai) = 15° до All = 30°. Расчет производился в течение 5 оборотов винта. Оказалось, что форма вихрей слабо зависит от радиуса ядра. Для уменьшения времени счета элементы вихрей разделялись на ближние и дальние. К первым относились все элементы, относительно которых в первой итерации было установлено, что они существенно влияют на индуктивную скорость в заданной точке пелены. Для ускорения счета в последующих приближениях при вычислении индуктивных скоростей учитывались только ближние вихри. В результате время, требуемое для определения формы свободных вихрей, уменьшилось на порядок.  [c.679]

Наиболее заманчивой вихревой моделью для следов является вихревая дорожка , состоящая из двух параллельных рядов точечных вихрей, размещенных на одинаковом расстоянии, причем эти периодические ряды расположены в шахматном порядке , так что вихри каждого ряда приходятся посредине между вихрями другого ряда. Эта модель была предложена Карманом ) для представления периодических следов за цилиндрами, наблюдаемых в основном в интервале 30 комплексный потенциал = V + 1 / записывается в следующем виде  [c.114]

Для нас еще более интересно применение закона сохранения количества движения следа к модели вихревой дорожки из  [c.116]

Согласно современным представлениям, вихревой след непосредственно за колеблющимся цилиндром совершает колебания большой амплитуды. При таких условиях теоретическое определение значений поперечных аэродинамических сил становится весьма затруднительным и задача должна решаться главным образом экспериментальным путем. При этом наиболее целесообразно исследовать мгновенное распределение давления, поскольку такая методика дает возможность изучить физику обтекания модели и получить распределенные и суммарные аэродинамические характеристики.  [c.826]

Вопрос о возможности получения в вихревых трубах значений S основном особенностями принятой газодинамической модели вихревого процесса Ранка. В связи с этим 186  [c.186]

Рассмотрим модель течения в шнеке постоянного шага. Решетка такого шнека (см. разд. 2.10.3) является решеткой пластин (рис. 2.49). Возьмем решетку на среднем радиусе шнека. При некотором давлении на нерабочей стороне пластины, вблизи входной кромки, в зоне пониженного давления возникает присоединенная паровая каверна 1 (рис. 3.56, а), замыкающаяся на длине в области повышенного давления. Струйки жидкости, прилегающие к каверне, огибая ее, как плохообтекаемое тело, отрываются и образуют за ней вихревой след 2. Из-за отрыва потока давление в следе понижено. Это приводит к подсосу в области следа 2 жидкости из невозмущенного потока и смещению ее с жидкостью в зоне отрыва, в результате чего давление в следе увеличивается по направлению к выходной кромке и вихри исчезают на длине сл- След разрушается в пределах решетки.  [c.191]

Начало теоретическому исследованию неустойчивости следа положила работа [1]. В ней на основе простой модели двух бесконечных вихревых трубок прослежен механизм нарастания синусоидальных возмущений. В [6] в качестве причины возникновения синусоидальных возмущений указана турбулентность и дана оценка времени жизни следа в зависимости от интенсивности турбулентных пульсаций. Эволюция двух вихрей над экраном исследована в [7, 8]. Численному исследованию вихревых следов посвящена монография [4]. Задача о нарастании синусоидальной неустойчивости в [1,  [c.122]


Уравнения (3.1)-(3.4) были положены в основу численного расчета нарастания амплитуды синусоидального возмущения вихревого следа [18]. В [6] приведена эмпирическая зависимость времени жизни вихревого следа от интенсивности турбулентности атмосферы. Модификация этой зависимости была сделана в [19]. Экспериментально определенные времена жизни вихревого следа при одинаковой интенсивности турбулентности имеют довольно сильный разброс. Модифицированная модель точнее, чем ее исходная версия, предсказывает среднее время жизни следа. На фиг. 5 показано сравнение результатов, полученных с помощью этих зависимостей для посадочной конфигурации самолета В-747, с данными, рассчитанными по комплексу программ [18]. Хорошее согласование результатов указывает на то, что среднее время жизни вихревого следа за самолетом, рассчитанное по формулам (3.1)-(3.4) при заданной интенсивности турбулентных пульсаций, будет близко к экспериментально определенному времени жизни следа. Так как решение задачи в [6, 19] проводилось без учета влияния земли, то для корректного сравнения результатов расчет по комплексу программ [18] также проводился без учета влияния земли.  [c.131]

Будет рассмотрена модель пограничного слоя в ламинарном и турбулентном потоках и обсуждено ее использование в различных аспектах теоретического и экспериментального исследования решеток. Расчет точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный имеет определенное значение в практике профилирования лопаток турбомашин к сожалению, этот важный параметр до сих пор определяется в основном эмпирическим путем. В том случае, когда толщина пограничного слоя сравнима с толщиной профиля лопаток, реальное течение в решетке существенно отличается от потока невязкой жидкости это особенно заметно при наличии областей отрыва потока и вихревых следов.  [c.199]

Следуя описанной схеме, разобьем известные работы, в которых сделана попытка описания физико-математической модели процесса энергоразделения в вихревых трубах, на 4 фуппы гипотез  [c.150]

Рис. 10.10, Двумерная нестационарная модель вихревого следа вращающейся лопасти (однолопастный винт).
Займемся дальнейшим развитием, нестационарной теории профиля с тем, чтобы приспособить ее к анализу обтекания вращающейся лопасти. Хотя основы теории уже излагались в предыдущих разделах, приложение ее к лопасти несущего винта требует учета целого ряда дополнительных факторов. Применение схемы несущей линии разделяет задачу расчета нестационарных аэродинамических нагрузок при пространственном обтекании на две части внутреннюю, в которой исследуются аэродинамические характеристики профиля, и внешнюю, состоящую из расчета индуктивных скоростей, создаваемых в сечении лопасти вихревым следом винта. Что касается внутренней задачи, то при стационарном обтекании плоского профиля аэродинамические нагрузки могут быть получены из эксперимента и представлены в виде табулированных зависимостей их от угла атаки и числа Маха. При нестационарном досрывном обтекании применимы результаты теории тонкого профиля. Решение внешней задачи затруднено тем, что система вихрей винта имеет весьма сложную конфигурацию. За каждой из вращающихся лопастей тянутся взаимодействующие винтовые вихревые поверхности, деформирующиеся в поле создаваемых ими индуктивных скоростей с возникновением областей сильной завихренности в виде концевых вихревых жгутов. Аналитическое определение индуктивной скорости на лопасти без весьма существенных упрощений модели вихревого следа (например, представления винта активным диском) оказывается невозможным. На практике неоднородное поле индуктивных скоростей определяют численными методами, подробно обсуждаемыми в гл. 13. Ввиду сказанного ниже не предполагается отыскивать зависимость между индуктивной скоростью и нагрузкой путем введения функции уменьшения подъемной силы. Напротив, сами индуктивные скорости являются фактором, учитываемым явно в нестационарной теории профиля. Для построения схемы несущей линии желательно, чтобы вычисление индуктивных скоростей производилось лишь в одной точке по хорде. Проведенное выше исследование обтекания профиля на основе схемы несущей линии указывает способ, который позволяет аппроксимировать нестационарные нагрузки с достаточно полным отображением влияния пелены вихрей. Применительно к лопасти достаточно рассмотреть лишь часть пелены, расположенную вблизи ее задней кромки. При построении нестационарной теории обтекания вращающейся лопасти надлежит учесть влияние обратного обтекания и радиального течения. Теоретические нагрузки должны быть скорректированы таким образом, чтобы они отражали влияние  [c.480]

Шайдаков В. И., Игнаткин Ю. М., Методы расчета индуктивных скоростей за пределами диска несущего винта вертолета на базе приближенной модели вихревого следа. — В сб. Аэродинамика крыла и корпуса летательного аппарата. — М. Изд-во МАИ, 19Й.  [c.1020]


В настояш ее время имеются лишь единичные работы по расчету обтекания двух взаимно враш аюш ихся пространственных венцов. В [3, 4] решена задача о нестационарном аэродинамическом взаимодействии венцов прямым численным интегрированием уравнений газовой динамики. В [5 для расчета обтекания идеальной несжимаемой жидкостью двух противоположно враш аюш ихся винтов использован панельный метод, сочетаюш ий прямой численный расчет по времени с аппаратом интегральных уравнений. С целью уменьшения времени счета использовалась упрош енная твердовинтовая модель вихревых следов, а также выбиралось одинаковое количество лопастей в обоих винтах, что возволяло уменьшить размерность матрицы коэффициентов влияния. Такие подходы сопряжены с большими затратами ресурсов ЭВМ и вряд ли пригодны для многопараметрических исследований особенностей рассматриваемых течений на современных ЭВМ. В этом отношении развитый в данной работе полуаналитических подход обладает значительным преимуш еством.  [c.683]

Задача о колебаниях произвольной решетки, как уже указывалось, решается проще всего (квадратурой) в квазистационарной постановке т. е. без учета вихревых следов в потоке за профилями. Вычисления, выполненные для решетки пластин, показали, что такое рассмотрение практически допустимо (вихревые следы мало влияют) в решетках большой густоты а также при малых частотах, если сдвиг фаз а О (С. М. Белоцерковский и др., 1961 Г. С. Самойлович, 1962 Д. Н. Горелов, 1964). Аналогично можно решить эту задачу, еслц принять другую модель вихревого следа за профилями в виде бесконечного разреза известной формы (Г. Ю. Степанов, 1962), стационарного или деформирующегося в соответствии с колебанием профиля.  [c.140]

Как показано выше, коэффициент поверхностного натяжения воды с добавками ОДА значительно снижается, что приводит к интенсификации процесса дробления капель. Опыты, проведенные на суживающемся сопле (рис. 9.4, а), подтвердили значительное уменьшение среднемассового диаметра капель (более чем в 3 раза) при введении ОДА. При концентрации ОДА 8-10- кг/кг уменьшение диаметров капель было обнаружено и на входе в сопло, что объясняется интенсивной адсорбцией ОДА жидкой фазой перед соплом и соответственно дроблением капель. Аналогичный результат получен при исследовании дисперсных характеристик вихревого следа за пластиной (рис. 9.4,6). При концентрации ОДА 10 кг/кг диаметры капель уменьшаются в 3—4 раза. Потери кинетической энергии в поперечном сечении вихревого следа, по данным [28], при введении ОДА снижаются. Особый интерес представляет изучение явления снижения гидродинамического сопротивления в турбулентных потоках при введении полимерных добавок, впервые обнаруженного Томсом [189]. Хорошо известны гипотезы, предложенные для объяснения ламинаризирую-щего воздействия полимерных веществ [97, 158 и др.], использующие модель взаимодействия с основной средой крупных полимерных молекул (или их ассоциаций), имеющих линейные размеры в несколько десятков и сотен ангстрем (существенно превосходящие размеры молекулярных ассоциаций основной среды). Дополнительная вязкая диссипация, вызванная обтеканием макромоле-кулярных клубков периодически нестационарным (пульсацион-ным) потоком, и значительная инерционность этих клубков приводят к частичному вырождению мелкомасштабных турбулентных пульсаций. По-видимому, справедлива качественная аналогия между эффектами, фиксируемыми при введении гидрофобных присадок в потоки жидкости и мельчайших капель, возникающих при. конденсации парового потока. Как уже упоминалось (см. гл. 3,6), мелкие капли снижают интенсивность турбулентности несущей  [c.301]

Вопрос о возможности достижения в вихревых трубах значений S основном особенностями принятой газодинамической модели вихревого процесса Ранка. В связи с этим авторы, придерживающиеся различных представ-лемий о характере процессов в (Бихревой трубе, приходят к различным выводам о величине предельной температуры холодного потока.  [c.71]

Предлагаемая вниманию читателей монография известного американского специалиста по вертолетам представляет собой наиболее полное на сегодняшний день изложение теории вертолета, включающее целую иерархию математических моделей аэродинамики, динамики, аэроупругости, управляемости и устойчивости движения вертолета. При изложении аэродинамики несущего винта много места отведено классическим схемам импульсной теории винта. Рассмотрены модели вихревой теории, которые допускают аналитическое решение, хотя бы приближенное. Впервые так полно излагаются теория обтекания лопасти нестационарным потоком с учетом повторного влияния вихревого следа и методы расчета шума, создаваемого вертолетом. Вопросы динамики лопастей несущего винта рассмотрены в книге весьма подробно вгОють до использования наиболее сложного представления движения дифференциальными уравнениями с периодическими коэффициентами. При исследовании динамики несущего винта и вертолета в целом автор, отступая от традиционной формы изложения, широко пользуется весьма уместным здесь математическим аппаратом теории автоматического управления.  [c.5]

В работе [D.14] показано, что расчет подъемной силы и момента при высоких частотах может быть уточнен, если вихревой след, соответствующий нескольким первым дискретным элементам сетки, представить в виде непрерывного слоя вихрей (рис. 10.8). Были подсчитаны нагрузки для такой модели и проведено их сравнение с теоретическими нагрузками, определяемыми функцией Теодорсена. Этот расчет не соответствовал  [c.447]

В работе [D.13] описывается экспериментальное исследование усиления изгибных колебаний модели лопасти несущего винта, в котором особое внимание уделялось изучению повторного влияния вихревого следа на аэродинамическое демпфирование таких колебаний по различным формам. Величина демпфирования махового движения лопасти на режиме висения определялась по ее вынужденным колебаниям при приложении моментов в плоскости взмаха и по переходным процессам. Получено хорошее соответствие с результатами теории Лоуи. Подтверждено получаемое расчетом уменьшение демпфирования гармоник с частотой, кратной частоте вращения винта, вследствие уменьшения определяющей нестационарную подъемную силу функции С.  [c.466]

Брукс и Бейкер [В. 145] экспериментально исследовали флаттер на модели несущего винта (режим висения) с целью определения влияния концевого числа Маха, конструкционного демпфирования и центровки лопасти. Скорость флаттера QR/atij -оказалась почти постоянной для значений общего шага, при которых не было срыва, а частота флаттера была существенно ниже собственной частоты установочных колебаний лопасти ((0 0,7(00). Смещение центра масс лопасти вперед в общем увеличивало скорость флаттера при малом общем шаге. При значениях общего шага, близких к нулю, наблюдался флаттер, вызванный вихревым следом, при скорости, составляющей около 85 % теоретической, и частоте ш О,8о)0, Были также получены данные по срывному флаттеру при больших углах общего шага. Обнаружено положительное влияние сжимаемости вблизи критического числа Маха профиля если флаттер не появлялся при Мк латтера вначале уменьшается по ме )е увеличения М, а затем, после некоторого значения М, быстро увеличивается. Этот стабилизирующийся эффект сжимаемости объясняется смещением назад центра давления после достижения критического числа Маха. Был сформулирован следующий приближенный критерий для конструкционного относительного демпфирования свыше  [c.597]


В теории винта для описания вихревого. следа используется ряд моделей. Модель следа, все элементы которого переносятся с одной и той же средней скоростью, называется линейной или жесткой. Если входящая в состав скорости переноса каждого элемента индуктивная скорость берется равной ее значению в точке диска винта в момент схода этого элемента, то получающийся след называется полу-жестким. Возможно, что после того, как угол ф превысит 2n/N (т. е. элемент вихря приблизится к следующей лопасти), было бы точнее вводить в состав скорости переноса среднюю по диску винта индуктивную скорость. Если каждый элемент вихря переносится с местной скоростью потока, в которую входит индуктивная скорость, вызываемая самим следом, то след деформируется (относительно идеализированного линейного следа), и тогда его называют свободным или нежестким. Деформация следа может быть определена как расчетом, так и экспериментально. При использовании в расчетах формы вихрей, взятой из эксперимента, часто говорят, что модель вихрей имеет предписанную форму.  [c.673]

В теории несущей поверхности взаимодействие крыла с пеленой вихрей рассматривается весьма полно. Это достигается тем, что крыло заменяется вихревой поверхностью, причем граничные условия выполняются во всех ее точках. Поэтому теория несущей поверхности пригодна для случаев сильного изменения индуктивных скоростей и нагрузок, имеющих место вблизи конца лопасти, а также при взаимодейетвии ее с вихревой пеленой. В развитии теории несущей поверхности применительно к крылу в последнее время достигнуты значительные успехи. Однако перенесение этой теории на случай вращающейся лопасти представляет собой весьма сложную задачу. Поскольку лопасти винта при вращении попадают в собственный вихревой след, модель такого следа должна строиться достаточно аккуратно, так как в противном случае применение схемы несущей поверхности не будет оправдано. Необходимо использовать модель свободного следа, учитывать сворачивание пелены в концевой жгут и другие тонкости структуры следа. Лишь /на режиме висения задача может рассматриваться как стационарная. Исследование работы винта на режиме полета вперед требует построения нестационарной теории несущей поверхности. Хотя при этом внешний поток и нагрузки являются периодическими, все гармоники решения связаны друг с другом. Наконец, ввиду того, что у большинства винтов концевые скорости велики, необходим учет влияния сжимаемости.  [c.687]

Па примере упрощенной модели авианесущего корабля рассмотрим процессы формирования вихревого следа над его палубой в зависимости от условий обтекания. На рис. 18.19 показана вихревая схема моде и1 корабля, состожцая из двух перпендикулярно расположенных пластин  [c.401]

Ма рис. 18.25 представ [епы резуль-та гы расчета приращений аэродинамических коэффициентов при вертикальном перемещении упрощенной модели самолета в вихревом следе уп-рощен1юй модели корабля. Для зависимостей Дтд.(/г) и при 2=0 имелись экспериментальные  [c.417]

Рассмотренная выше модель дискретных вихрей в высшей степени идеализирована. Вихри всегда имеют конечный горизонтальный масштаб, тем более — вихри геофизической природы. Следующим приближением к реальности может служить уже обсуждавшаяся в разделе 2 модель вихревых пятен — конечных областей с постоянным значением завихренности. Распределенные вихри имеют два принципиальных отличия от дискретных — это свойство неустойчивости (даже для одиночного хетона) [34, 62, 64, 65, ИЗ, 136, 107, 144] и тенденция к слиянию достаточно близко расположенных друг другу вихревых пятен одного знака [52, 76, 112, 130, 144, 151, 153].  [c.583]

Таким образом, для использования простейшей модели турбулентности следует определить постоянные А — фактор демпфирования, к — постоянную области, в которой выполняется закон стенки, и величину (//б)тах ДЛЯ внсшней области. В пространственном турбулентном пограничном слое вектор скорости изменяет свое направление по отношению к вектору скорости внешнего течения. Это приводит к анизотропии вихревой вязкости, так как длина пути перемешивания зависит не только от изменения величины локальной скорости, но также от изменения направления.  [c.322]

Результаты расчета, проведенного на основе предложенного механизма, показали хорошее согласие с экспериментальными данными [140]. Применение такого подхода особенно эффективно при расчете работы вихревой трубы на режиме ц = 1 (когда горячий конец полностью заглушен). Следует отметить, что источником работы А, затрачиваемой на совершение микрохолодильных циклов, является энергия турбулентности, однако, саму ее структуру в [93, 94, 210] явно не учитывали, а необходимые энергетические соотношения получали на основе первого закона термодинамики. Последнее обстоятельство во многом определяет погрешность модели и в то же время подсказывает путь дальнейшего ее совершенствования, смысл которого состоит в детальном рассмотрении динамики турбулентного моля, времени его жизни I, масштаба и других характеристик как структурного элемента турбулентного потока.  [c.122]

Основываясь на результатах работы [223], можно предположить, что использование устройств, раскручивающих охлажденный и подогретый составляющие потоки, покидающие вихревые трубы, может повысить эффееты энергоразделения вследствие увеличения степени расширения в вихре. Это предположение получило экспериментальное подтверждение в работах А.П. Меркулова и его учеников, а также в работах В. И. Метенина и других исследователей из различных научных центров как в нащей стране, так и за рубежом [40, 112, 116, 137, 222, 226, 243, 245, 260, 262, 263, 270]. Экспериментально и теоретически подтверждено влияние на качество процесса теплофизических характеристик рабочего тела, в том числе и показателя адиабаты [35—40, 112, 116, 152, 153]. Частично получил опытное подтверждение вывод о пропорциональности абсолютных эффектов охлаждения от температуры газа на входе в сопло-завихритель [112,137]. Однако существенные расхождения теоретических предпосылок с результатами экспериментальных исследований не позволяют сделать вывод о достоверности рассматриваемой физико-математической модели процесса энергоразделения. Прежде всего расхождение заключается в характере распределения термодинамической температуры по поперечным сечениям камеры энергоразделения вихревых труб. В гипотезе рассмотрен плоский вихрь, поэтому объективности ради следует сравнить эпюры температуры для соплового сечения. Согласно [223], распределение полной температуры линейно по сечению, причем значение максимально на поверхности трубы. Эксперименты свидетельствуют о существенном удалении максимума полной температуры от поверхности, причем это отклонение не может быть объяснено лищь неадиабатностью камеры энергоразделения [17, 40, 112, 116, 207, 220, 222, 226, 227-231, 245, 251, 260, 262, 263, 267, 270]. Опыты показывают, что эффективность энергоразделения существенно зависит от геометрии трубы и длины ка-  [c.154]

Из сравнения (2. 7. 17) с формулой для коэффициента сопротивления сферического нузырька (2. 3. 32) видно, что деформация его поверхности увеличивает сопротивление пузырька потоку жидкости пропорционально (в гинейном приближении) числу We. С ростом числа We форма поверхности пузырька может значительно отклоняться от сферической. Экспериментальные исследования [24] показывают, что в этом случае за пузырьком обра зуется гидродинамический след, в котором происходят вихревые течения жидкости (рис. 19). Теоретический анализ движения больших газовых пузырьков в жидкости очень сложен. Однако, используя упрощенную модель такого течения, можно определить соотношение, связывающее скорость подъема пузырька с радиусом кривизны его поверхности вблизи точки набегания потока. Эта задача впервые была решена в работе [24]. Рассмотрим носта-новку и решение этой задачи. Выберем систему координат так, как это показано па рис. 20. Предположим, что верхняя поверхность пузырька является сферической с радиусом кривизны Я. Нижнюю поверхность пузырька будем считать плоской.  [c.69]

Модель радиальных потоков [ 10, 30-321 состоит в том, что за основу в вихревом течении принимается разделение двух потоков энергии потока кинетической энергии, направленного от центра к периферии, и потока тепла, направленного в противоположную сторону. Исходный газ в завихрителе термотрансформатора (см. рис. 6.1) создает интенсивный круговой поток, вращающийся по закону свободного вихря. По мере продвижения вдоль вихревого течения этот поток за счет сил внутреннего трения перестраивается в вынужденный вихрь, в результате чего происходит уменьшение круговых скоростей внутренних слоев и увеличение угловых скоростей внешних слоев. Это создает возможность перехода кинетической энергии от центра к периферии. В то же время за счет более высоких значений статической температуры у периферии вихря, по сравнению с центральными слоями, существует поток тепла, имеющий направление, противоположное кинетической энергии. Тепловой по гок по своей величине не в соетоянии компенсировать приосевым слоям потери кинетической энергии. Это и является основной причиной, объясняющей охлаждение центральных и нагрев периферийных слоев вихревого течения. Из модели Хилша-Фултона следует, что максимальный холодильный эффект будет иметь место возле дросселя термотрансформатора (см. рис. 6.1). Однако экспериментальные данные 6, Н, 9, 32, 37] указывают на максимум эффекта охлаждения ГЕОтока на выходе из диафрагмы.  [c.158]



Винт — справочник студента — МБОУ «Школа №16» г. Ростов-на-Дону

В практической деятельности ортодонты чаще для изменения формы и размеров зубных дуг, исправления положения отдельных и групп зубов и прикуса применяют ортодонтические винты.

Ортодонтический винт — это фабрично изготовленный механически действующий элемент, который является составной частью ортодонтического аппарата.

Преимущества применения винтов состоят в следующем:

1. Винты могут легко активироваться как самим пациентом, так и его родителями.

2. Винты действуют с точно дозированной силой.

3. Винты могут действовать как в одной, так и в нескольких плоскостях одновременно.

4. Две части разрезанного пластиночного аппарата с винтом более стабильны, чем при применении ортодонтического аппарата с расширяющей пружиной.

5. Винты имеют разную форму и размеры, которые облегчают их фиксацию в базисе ортодонтического аппарата.

6. Благодаря конструктивным особенностям винты могут перемещать отдельные зубы, группы зубов, зубные ряды и нормализовать прикус.

  • В зависимости от цели применения и конструктивных особенностей ортодонтические винты подразделяют на 3 группы:
  • 1 группа – винты для перемещения отдельных или групп зубов.
  • 2 группа – винты для нормализации формы зубного ряда:
  • а)для симметричного двустороннего расширения или сужения,
  • б)равномерного симметричного удлинения,
  • в)неравномерного расширения – радиального действия (расширение фронтального участка симметричное и несимметричное),
  • г)одновременного расширения и удлинения (равномерного и неравномерного; симметричного и асимметричного).
  • 3 группа – для нормализации прикуса.

Сила, которая необходима для перемещения зубов или изменения формы и размеров зубного ряда, нормализации прикуса развивается при активировании (раскручивании) винта. Корпус винта обычно изготавливают из нейзильбера (мельхиора), а барабан (рабочую часть) винта – из нержавеющий стали.

По размерам различают винты:

стандартные, средние, универсальные, микровинты и супермикровинты.

Направление активации на винтах отечественного производства маркируется красной точкой, а иностранного – стрелочкой. В базисе съемного ортодонтического аппарата винт располагают маркировкою активации кверху, таким образом, чтобы активация происходила снизу вверх.

Ортодонтические винты состоят из основного штифта с резьбой и одного или двух ведущих штифтов. Основной и ведущие штифты имеют общий кожух. Основной штифт имеет левую и правую резьбу. В средней части винта расположено утолщение – барабан – с четырьмя отверстиями, которые предназначены для активирования винта.

Ортодонтический винт с двумя направляющими состоит из прямоугольного корпуса, который имеет две одинаковых половины. Внутри корпуса расположены три круглых продольных канала.

В крайние каналы входят 2 гладких направляющих штифта, а средний – с двусторонней резьбой и есть собственно винт.

Любой из двух направляющих штифтов одним концом жестко закреплен в противоположных половинках корпуса винта.

Таким же образом устроен и винт с одним направляющим штифтом. Его корпус имеет 2 канала и 2 штифта: один с двусторонней резьбою (винт), а второй – направляющий.

Винты с двумя направляющими.

Применяют для равномерного расширения зубной дуги, а винты с одной направляющей – для одностороннего удлинения зубной дуги, перемещения одного или группы зубов и т.п.

Размещение винта в базисе ортодонтического аппарата, изготовленного для равномерного расширения верхней челюсти зависит от конфигурации неба или альвеолярных отростков и участка расширения.

Наиболее часто винты располагают таким образом, чтобы первая направляющая проектировалась между серединами оральных поверхностей первых премоляров (первых временных моляров). Реже – между серединами клыков.

В таком случае распил аппарата проходит через середину твердого неба (по небному шву).

  1. Скелетированные винты с одной направляющей
  2. Изготавливают с U‑образной прямой скобой (направляющей) или с изогнутой.

Последний более отвечает форме свода твердого неба и применяется на верхней челюсти. Такие конструкции винтов используют для удлинения фронтального или дистальных отделов верхней и нижней зубной дуг.

Часть винта со скобой располагают в неподвижной части аппарата, а перемещающуюся при его раскручивании в малом сегменте.

При вращении шпинделя она скользит по направляющей вместе с пластмассовым сектором и перемещает зуб или зубы в мезиальном, дистальном или вестибулярном направлении.

Радиальные или веерообразные винты.

Применяют для расширения фронтального участка верхней зубной дуги. Они могут быть симметричными и асимметричными.

При применении таких винтов дистальная граница базиса ортодонтического аппарата заканчивается на уровне шарнира ограничителя. Отечественными и иностранными фирмами выпускаются два вида симметричных веерообразных винтов.

В одном барабан и ограничитель выполнены единым блоком, а во второй конструкции ограничитель выполнен отдельно.

Лапки ограничителя такого винта при введении в конструкцию ортодонтического аппарата необходимо разводить на ширину, которая определена врачом.

Винты для одновременного расширения и удлинения верхнего зубного ряда

(трехмерные) выпускают двух видов: с двумя рабочими барабанами и тремя. Винт с двумя рабочими барабанами осуществляет равномерное расширение и удлинение зубного ряда, а при применении винта с тремя барабанами возможно удлинение и неравномерное расширение верхней зубной дуги слева и справа.

Отечественной промышленностью выпускаются трехмерные винты с независимым расширением. В таких винтах барабан, который осуществляет удлинение фронтального участка верхней зубной дуги соединен с корпусом винта шарниром и при необходимости может быть смещен в левую или правую сторону. При этом происходит расширение фронтального участка той стороны зубной дуги, под которую смещен винт.

Винты-толкатели

Выпускаются с плоской рабочей частью и круглой. Первые показаны для корпусного вестибулярного перемещения отдельных зубов, а вторые – с поворотом вокруг оси.

К винтам межчелюстного действия относят винт Вайзе, который используют в активаторах Вундерера для лечения мезиального прикуса.

По величине расширения при активации винта на полный оборот различают такие виды винтов: с расширением на 0,8 мм, на 0,7 мм, на 0,4 мм и на 0,35 мм и общим расширением от 4 до 10 мм.

Активация ортодонтических винтов осуществляется путем раскручивания барабана. Активацию начинают после привыкания (адаптации) ребенка к ортодонтическому аппарату. Режим активации избирают индивидуально – активируют винт в сроки от 14 до 3-4 дней.

Начинают активацию обычно на 7-14 день, переходя постепенно к активации на 3-4 день.

Источник: https://stomat.org/ortodonticheskie-vinty.html

Расчет передачи винт-гайки по методике Эрдеди

Описание программы

Программа написана в Exsel,, очень проста в пользовании и в освоении. Расчет производится по методике Эрдеди. Исходные данные: 1. Осевая нагрузка Q, кН; 2. Относительная высота гайки; 3. Относительная рабочая высота профиля резьбы; 4. Наружный диаметр d, мм; 5. Внутренний диаметр d, мм; 6. Коэффициент трения f; 7. Шаг резьбы р, мм;

Следующим шагом стоит проверка винта на прочность, проверка винта на устойчивость, расчет гайки и служебные данные.

Проверка винта на устойчивость. Для этого требуется ввести некоторые данные: 1. длины винта. мм; 2. коэффициент продольного изгиба; 3. коэффициент приведения длины; 4. табличное значение напряжения, МПа; 5. коэффициент запаса прочности.

Автор программы: Александр Дубин, [email protected]

Краткая характеристика передачи винт-гайка

Передача винт-гайка является одним из распространенных типов механических передач (Рис 7).

Такая передача презназначена для преобразования вращательного движения в поступательное, вращение винта приводит в поступательное движение гайки и наоборот.

Когда угол подъема резьбы больше угла трения возможно обратное преобразование поступательного движения во вращательное.

Плюсы и минусы передачи винт-гайка: Преимущества: 1. большой крутящий момент и сила продольного перемещения; 2. очень высокая точность передвижения и возможность медленного движения; 3. плавность и бесшумность работы; 4. большая передаваемая мощность; 5. небольшое количество деталей;

6. низкая зона молчания при изменении направления вращения.

Недостатки: 1. потери на трение и низкий коэффициент полезного действия; 2. невозможность применения при больших частотах вращения винта; 3. высокая точность изготовления деталей; 4. высокая цена изготовления и стоимость материала; 5. высокая чувствительность гайки к кривизне винта.

Источник: https://www.StuDiplom.ru/soft/raschet-vint-gaiyki.html

Расчет передачи винт-гайка

Опубликовано 27 мая 2013Рубрика: Механика | 27 комментариев

…и обеспечение высокой точности перемещений.  Широкое распространение винтовой передачи обусловлено относительной простотой в изготовлении и дешевизной ее элементов при высокой несущей способности и компактности.

В этой статье будет рассмотрена методика расчета силовых ручных механизмов на основе передачи винт-гайка (пресс, домкрат, слесарные тиски, струбцина, и так далее), и предложена автоматизация этого расчета в программе Excel.

Выполним расчет винтовой передачи на примере домкрата

Домкрат, изображенный ниже на рисунке, должен поднимать груз массой полторы тонны.

База данных для расчета находится на этом же листе Excel. В ней записаны различные табличные данные, которые программно будут поступать в расчет и вам не придется обращаться к справочникам. Как это реализуется в Excel при помощи функции «ИНДЕКС» я расскажу в одном из ближайших постов в рубрике «Справочник Excel». Ниже на рисунке представлен фрагмент этой базы.

  • в ячейку D3: 15000
  • Выбираем тип резьбы в поле со списком, расположенном
  • в объединенных ячейках C4, D4, E4: трапецеидальная
  • Для выбранного типа резьбы программа выбирает из «Базы данных для расчета» и записывает из ячейки H8 коэффициент высоты резьбы
  • в ячейку D5: 0,5
  • Из ячейки I8 — угол наклона рабочей стороны профиля резьбы в градусах
  • в ячейку D6: 15
  • Далее выбираем материалы для винта и гайки в поле со списком, расположенном
  • в объединенных ячейках C7, D7, E7: сталь (закал.0,5 =25,8
  • На основании данных, полученных в предыдущем шаге, задаем наружный диаметр резьбы винта (внутренний диаметр резьбы гайки) в миллиметрах, выбирая соответствующее значение в поле со списком, расположенном
  • в ячейке D12: 30
  • Аналогично задаем шаг резьбы – тоже в миллиметрах
  • в ячейке D13: 3
  • Программа выдает второй промежуточный результат: средний диаметр резьбы в миллиметрах, который определяется по формуле
  • в ячейке D14: =ЕСЛИ(C4=»Метрическая»;D12-6/8*0,866025*D13;D12-D5*D13) =28,5

Внимание! Важный момент! Если средний диаметр резьбы в ячейке D14 окажется по какой либо причине меньше расчетного из ячейки D11, то программа «зальет» поле ячейки D14 красным цветом. Это привлечет внимание пользователя, и он должен будет изменить наружный диаметр и/или шаг резьбы так, чтобы средний диаметр по факту стал немного больше предварительного расчетного значения.

  1. Программа предлагает рассмотреть и утвердить высоту гайки в миллиметрах, выдавая расчетное значение по формуле
  2. в ячейке D15: =D10*D14 =34,2
  3. Принимаем высоту гайки в миллиметрах чуть больше расчетной и пишем
  4. в ячейку D16: 35
  5. Далее Excel выдает нам ряд очередных промежуточных результатов расчета винтовой передачи. Число витков резьбы гайки
  6. в ячейке D17: =D16/D13 =11,7
  7. Угол подъема витка резьбы по среднему диаметру в градусах
  8. в ячейке D18: =D16/D13 =1,919
  9. Приведенный угол трения в градусах
  10. в ячейке D19: =ATAN (D9/COS (D6/180*ПИ()))/ПИ()*180 =5,911
  11. Проверку условия самоторможения передачи
  12. в объединенных ячейках C20, D20, E20: =ЕСЛИ(D19>D18;»Выполняется»;»Не выполняется»)=Выполняется
  13. Момент трения в резьбе в Ньютонах умноженных на миллиметр
  14. в ячейке D21: =0,5*D3*D14*TAN (D18/180*ПИ()+D19/180*ПИ()) =29393
  15. Далее выбираем вид трения торца винта с пятой (в нашем случае) в поле со списком, расположенном
  16. в объединенных ячейках C22, D22, E22: скольжение со смазкой
  17. Для выбранного вида трения Excel выбирает из «Базы данных для расчета» и записывает из ячейки Q8 коэффициент трения на торце винта
  18. в ячейку D23: 0.0,333333333 =18,0
  19. КПД передачи в процентах
  20. в ячейке D29: =D3*D13/D27/D26/2/ПИ()*100 =12,3

Винтовая передача ручного домкрата полностью рассчитана. Главный недостаток передачи винт-гайка проявился «в полный рост» в конце расчета – это очень низкий КПД.

Пользуясь предложенной программой можно за несколько минут рассчитать десятки вариантов винтовых передач и выбрать самый оптимальный.

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

Ссылка на скачивание файла: raschet-peredachi-vint-gayka (xls 29.0KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Источник: http://al-vo.ru/mekhanika/raschet-peredachi-vint-gayka.html

Общий курс воздушных винтов. DjVu

      СОДЕРЖАНИЕ             Предисловие       Введение       ЧАСТЬ ПЕРВАЯ       Элементарная теория и характеристики воздушных винтов       Глава 1. Общие сведения о воздушных винтах       1. Описание винта       2. Винтовые профили       3. Геометрические характеристики винта       4. Винты фиксированного и изменяемого шага       5.

Сводка геометрических характеристик семейства винтов       А. О семействах и сериях винтов       Б. Геометрические характеристики семейства винтов             Глава II. Элементарная теория воздушного винта       1. План скоростей потока у элемента лопасти       2. Силы, действующие на лопасть       3. Мощность и к. п. д. винта       4. Идеализированные винты       5.

Теория идеального винта       6. Коэфициент нагрузки на ометаемую винтом площадь и его связь с к. п. д. винта       7. Давление в струе винта       8. Распределение тяги и мощности вдоль лопасти винта       9. Вращение в струе винта       10. Система частных к. п. д. и полный к. п. д. винта             Глава III. Испытания винтов и их аэродинамические характеристики       1.

Испытания винтов       2. Переход от модели к натуре и условия одобия       3. Формулы подобия       4. Аэродинамические характеристики       А. Характеристика одиночного винта       Б. Нормальные характеристики серии винтов             ЧАСТЬ ВТОРАЯ       Работа бинтз с мотором             Глава IV. Характеристики авиационного мотора       1. Внешняя характеристика мотора       2.

Высотная характеристика мотора       3. Построение высотной характеристики мотора с нагнетателем       4. Скоростной наддув             Глава V. Характеристики винтомоторной группы       1. Назначение характеристик ВМГ       2. Схема построения характеристики ВМГ и ВФШ и схема выбора винта       3. Высотные характеристики ВМГ       4. Противоречия в выборе ВФШ.

Легкий, тяжелый и двухшаговой винты       5 Характеристика ВМГ с ВИШ-автоматом 93       6. Вычисление статической мощности и тяги 96       7. Характеристики ВМГ по тяге 98       S. Оптимальный винт 100       9. Построение характеристики ВМГ с высотным мотором и ВИШ-автоматом 104             Глава VI. Метод логарифмических диаграмм       1. Общие понятия 106       А.

Логарифмическая шкала       Б. Функциональная шкала 107       2. Логарифмическая диаграмма характеристики винта 109       3. Переход от винта-прототипа к заданному 111       4. Решение различных задач но логарифмической диаграмме 112       5. Построение характеристики ВМГ 115             ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ       Работа винта на самолете             Глава VII.

Взаимное влияние (интерференция) винта и самолета       1. Физическая картина 123       2. Определение козфициента торможения скорости 131       3. Учет влияния винта на самолет (учет обдувки) 134       4. Практическая методика учета взаимного влияния винта и фюзеляжа 135       5. Взаимное влияние винта и крыла 141       6.

Введение поправок на изменение относительных размеров винта и самолета 146             Глава VIII. Дальнейшие уточнения характеристики ВМГ. Учет сжимаемости воздуха и скоростного наддува       1. Влияние сжимаемости воздуха на работу винта 148       2. Поправка на сжимаемость воздуха 150       3. Учет скоростного наддува 155             Глава IX. Подбор винта к самолету       1.

О расчетных условиях при подборе винта 159       2. Предварительный подбор диаметра и определение расчетной точки 161       3. Уточненный подбор винта 165       4. Пересчет характеристик винтов на другое перекрытие 170       5. О подборе винтов к скоростным самолетам 174       6.

Соосные винты 176             ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ       Конструкции и производство воздушных винтов             Глава X. Обзор конструкций винтов       1. Винты фиксированного шага (ВФШ) 182       2. Винты изменяемого в полете шага (ВИШ) 183       3. ВИШ с гидравлическим управлением 185       4. ВИШ с электрическим управлением 215       5. ВИШ с механическим управлением 235             Глава XI.

Изготовление воздушных винтов       1. Материалы для воздушных винтов 237       2. Производство воздушных винтов 244             Приложение 1. Принятые обозначения 268       Приложение II. Обозначения винтовых коэфициентов в разных странах 270       Приложение III. Международная стандартная атмосфера 274       Приложение IV. Таблица значений (округленных) 275       Приложение V. Таблица значений

      Приложение VI. Таблица основных винтов 278

           

      ПРЕДИСЛОВИЕ       Настоящее учебное пособие является первым общим курсом воздушных винтов для втузов, издаваемым у нас со времени выхода в свет в 1934 г. учебника проф. Б. Н. Юрьева «Воздушные винты». Книга проф.

Юрьева, широко охватывающая самые разнообразные вопросы винтостроения (кроме вихревой теории), сыграла большую роль в подготовке авиационных кадров, но к настоящему времени довольно значительная часть-ее материала, естественно, устарела.

      При составлении настоящего пособия предназначенного для студентов самолетостроительных и моторостроительных факультетов, авторы руководствовались программой курса воздушных винтов ГУУЗ НКАП и практикой преподавания этой дисциплины в последнее время.       Необходимо остановиться на методической характеристике отдельных частей курба.

Первая часть (главы I — III), содержащая первоначальные сведения о винтах, теорию идеального пропеллера, подобие и характеристики винтов, изложена общепринятым в нашей литературе методом.

Вторая часть (главы IV — VI), посвященная характеристикам винтомоторной группы, особенно глава V, являющаяся одной из основных в учебнике, разработана подробно и содержит ряд примеров на всевозможные случаи построения характеристик ВМГ. Учащийся должен прежде всего твердо овладеть техникой расчета и уметь пользоваться характеристиками винтов и моторов.

      Примеры мы старались подобрать по принципу наибольшей наглядности и постепенно возрастающей трудности, а не по новизне объектов. Поэтому сначала рассмотрены невысотный мотор и ВФШ, а затем уж высотный мотор и ВИШ.

      Кроме ВФШ и ВИШ-автомата, рассмотрен также вкратце оптимальный винт с переменным диаметром и редукцией, что должно способствовать более глубокому усвоению студентами вопросов о выгодности того или иного винта и преимуществах одних винтов перед другими. К каждой главе этой части приложена задача.

      Третья часть (главы VII — IX) охватывает обычный комплекс вопросов о работе винта на самолете (интерференцию и т. д.), а также учет влияния сжимаемости воздуха и скоростного наддува. Заканчивается эта часть главой IX, которая является центральной в книге, — о подборе винта к самолету.

В этой же Главе дан краткий обзор перспектив и задач, стоящих перед винтострое-нием в настоящее время.       Наконец, четвертая часть посвящена конструкциям и производству винтов. По этим вопросам в программе имеются лишь беглые указания.

Но, учитывая абсолютную необходимость ознакомления учащихся с современными типами винтов, мы решили дать в последней части книги специальную главу с систематическим обзором конструкций винтов и с описанием отдельных образцов ВИШ, типичных по принципу устройства механизма изменения шага, а также краткую главу о производстве винтов.

Полагаем, что эти главы будут полезны как для студента, так и для преподавателя, который сможет воспользоваться по своему выбору готовым описательным и иллюстративным материалом.       Специальные разделы, относящиеся к проектированию винтов (вихревая теория, прочность винта и др.), в книге отсутствуют.

Эти вопросы, интересующие специалистов по винтам, подробно изложены в вышедшей в 1940 г. книге В. П. Ветчинкина и Н. Н. По-ляхова «Теория и расчет воздушного гребного винта».       В книге не помещены справочные материалы — характеристики серий винтов, чертежи и#описания конструкций и т. д., кроме тех образцов, которые понадобились при систематическом изложении в качестве примеров.

Опущены также вопросы эксплоатации и винтового оборудования.       Все обозначения даны по последнему стандарту, утвержденному НКАП.       Книга была написана до войны. Это сказалось на соответствующем подборе образцов, примеров и задач к теоретическому материалу. — 9       Некоторые современные конструкции, а также данные новейших винтов авторы включили в книгу уже при ее печатании.

      Большую помощь оказали нам рецензенты доктор технических наук Г. И. Кузьмин и доктор технических наук профессор А. Н. Журавченко, давшие ценные указания по улучшению содержания книги.       В. Л. Теуш И. А. Сидоров       Воздушной винт служит для преобразования работы мотора в силу тяги путем отбрасывания воздуха в сторону, обратную полету.

      Наряду с крыльями и мотором, винт является третьим основным агрегатом самолета, определяющим летные данные последнего. Любая совершенная форма самолета и самый мощный мотор не могут, дать надлежащего эффекта при плохо подобранном винте.       С развитием авиации роль винта на самолете все больше возрастает и все больше требований предъявляется к нему.

Еще 10 — 15 лет назад воздушный винт представлял собой обычно одну неразъемную деревянную деталь. Новейший же винт изменяемого шага, без которого было бы невозможно достижение современных скоростей и потолков, представляет собой весьма сложный механизм с гидравлическим или электрическим оборудованием и автоматизацией.

      В настоящее время имеются винты, у которых лопасти в полете могут быть повернуты ребром по потоку (так называемое «флюгерное» положение лопасти), что значительно увеличивает безопасность полета в случае остановки мотора и улучшает летные данные самолета при полете на одном Moiope.

Имеются, наконец, так называемые реверсивные винты, лопасти которых могут быть повернуты на обратный шаг и таким образом давать обратную (отрицательную) тягу, т. е. тормозить скорость самолета, что может быть использовано для уменьшения скорости пикирования, а также для уменьшения длины пробега при посадке, для облегчения маневрирования самолета на земле и особенно гидросамолета на воде.

Уменьшение длины разбега самолета на взлете также достигается подбором определенных параметров винта.       Наряду с этим увеличение мощности и оборотов современных моторов и рост скоростей привели к усложнению условий работы винта.

При больших окружных скоростях концов лопастей, часто превосходящих скорость звука, аэродинамика винта уже не следует ранее установленным сравнительно простым законам, а увеличение нагрузки на винт предъявило новые требования к его прочности, которым не всегда могут удовлетворить деревянные винты.       С усложнением конструкции усложнились и технологические процессы изготовления винта.

      Проблемы, которые таким образом возникают перед винтострое-нием, разрабатываются и разрешаются в настоящее время параллельно теоретическим и экспериментальным путями.       В инженерной практике приходится иметь дело с двумя основными задачами по винтам:       1. Проектирование и постройка нового винта; эту работу на винтовых заводах ведут инженеры-специалисты.

Конструктору самолета, как правило, проектировать винт не приходится.       2. Подбор винта к самолету из числа испытанных по имеющимся их характеристикам. Эту задачу, которая является частью аэродинамического расчета самолета, должен уметь решать полностью каждый конструктор самолета.

      Настоящий курс содержит общие и основные сведения о винтах, методику подбора винта к самолету, обзор конструкций и производства винтов.             ЧАСТЬ ПЕРВАЯ       ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ТЕОРИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУШНЫХ ВИНТОВ             ГЛАВА I       ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВОЗДУШНЫХ ВИНТАХ             1.

Описание винта       Основной рабочей частью воздушного винта является лопасть («перо»), переходящая в комлевую часть, или комель. Для крепления винта на валу мотора служит втулка, на внутренней стороне которой имеются продольные пазы. В эти пазы входят шлицы, имеющиеся на носке коленчатого вала или вала редуктора и передающие, таким образом, винту крутящий момент мотора.

Втулка закреплена на валу гайкой.       Простой, неразъемный деревянный винт (фиг. 1) имеет металлическую втулку (фиг. 2) с двумя фланцами. Втулка прикреплена к ступице болтами, входящими в отверстия ступицы. Лопасть деревянного винта часто снабжают защитной металлической (латунной) оковкой. На современных самолетах деревянные винты применяют редко.

      Металлический винт имеет, как правило, съемные лопасти, которые крепятся комлевой частью непосредственно к втулке. У корня лопасти имеются заплечики, воспринимающие центробежные силы лопасти л       Втулку делают разъемной в плоскости, перпендикулярной к валу, и после вставки лопастей стягивают обе ее половины хомутами.       Лопасти можно таким образом закреплять наглухо под любым углом (фиг. 3).       У винтов с лопастями, поворачивающимися в полете вокруг своей оси (винты изменяемого шага), лопасти не закрепляются наглухо, а сцепляются с поворотным механизмом втулки.       Краткое описание конструкций лопастей и втулок дан в главе X.       Формы лопастей в плане (фиг. 4) бывают довольно разнообразны и влияют как на аэродинамику винта, так и особенно на его       Фиг. 4. Формы лопастей винтов в плане.       прочность. Наиболее распространены овальные формы с плавным контуром. За последнее время получили распространение винты с лопастями, имеющими резкое расширение у комлевой части и почти трапециевидную форму, в плане закругленную вверху.       В зависимости от числа лопастей винты бывают двухлопастные, трехлопастные и четырехлопастные. В виде опыта был построен       Фиг. 5. Однолопастный винт «Everel»,       и испытан в полете однолопастный винт (фиг. 5), но точная его характеристика неизвестна. В настоящее время главным образом       применяют двухлопастные винты для моторов малой и средней мощности и трехлопастные — для моторов большой .мощности. В связи       с увеличением мощности моторов намечается переход к четырех лопастным винтам.       В зависимости от положения на самолете винтомоторной группы винт может быть тянущим, если он, как это в большинстве случаев бывает, расположен впереди мотора, и толкающим (фиг. 6), если он расположен сзади мотора.       Винт называется правым, если он вращается по часовой стрелке при наблюдении за ним с хвоста самолета, и левым, если он вращается против часовой стрелки.

      Фиг. 7. Диаметр и радиус винта.

      KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ

Источник: https://sheba.spb.ru/za/okurs-vvintov-1943.htm

Как вы относитесь к своему пропеллеру? Одно лезвие или два? — Двигатели и опоры

Я не хотел «не по теме» темы Скиппидизеля о форме пропеллера, но во время исследования материала для этой темы меня вернули к идее пропеллера с одной лопастью.

Мы не придаем особого значения тому факту, что гребные винты, устанавливаемые на двигатель малой мощности, имеют как минимум две лопасти. Это нормально. Так дела обстояли с тех пор, как Уилбур и Орвилл получили лицензии пилотов.А разве винту для маломощных двигателей нужны две лопасти?

Эта мысль занимала ум изобретателя из Балтимора Уолтера Эвертса в 1930-х годах. В то время как большинство инженеров того времени обсуждали преимущества производительности трехлопастного винта перед двухлопастным или четырехлопастного перед трехлопастным, Эвертс, должно быть, был против, утверждая, что однолопастный винт был наиболее эффективным. Он подсчитал, что у однолопастного винта сопротивление не только меньше, чем у его двухлопастного собрата.Эвертс сделал еще один шаг вперед в своем эксцентричном новаторстве, создав не только однолопастной винт с противовесом, но и винт с лопастью, которая свободно вращается на хитроумной ступице, позволяя ему автоматически изменять шаг в полете. При изменении центра давления на лопасти шаг винта изменяется вместе с ним. При полной мощности на взлете лопасть поворачивается на малый шаг. При снижении мощности в крейсерском режиме он поворачивается на грубый шаг.

Вот короткое видео, показывающее работу винта и сравнение взлетных характеристик в 1930-х годах.

Пропеллер Everel получил широкую огласку, но эта реклама не привела к большим продажам. Было продано всего сотня или около того. Одна из проблем с винтом заключалась в том, что он был тяжелее двухлопастного винта, а это серьезный недостаток для самолета с двигателем мощностью 40 лошадиных сил. Большой проблемой была его стоимость. Если Sensenich с двумя лезвиями в то время стоил около 27 долларов, то Everel стоил около 270 долларов — огромная цена, учитывая, что стоимость Cub в 1938 году составляла всего около 1000 долларов.

Современные испытания, похоже, противоречат шумихе 1930-х годов. Был ли другой пилот на видео 1930-х годов сдержанным?

Патент на ступицу был лицензирован корпорацией Koppers из Балтимора, которая изготовила двухлопастной воздушный винт Aeromatic с автоматическим регулированием шага. Позже конструкция Aeromatic была построена Univair, а сегодня Tarver Propellers производит ее только для самодельных самолетов. К середине 1940-х годов имя Everel было почти забыто, и сегодня однолопастный винт отодвинут на второй план среди радиоуправляемых моделистов.

Пропеллер с одной лопастью

  • Пропеллер — Пропеллер представляет собой тип вентилятора, который передает мощность путем преобразования вращательного движения в тягу для приведения в движение транспортного средства, такого как самолет, корабль или подводная лодка, через массу, такую ​​как вода или воздух, путем вращения двух или более скрученных… …   Википедия

  • Гребной винт постоянной скорости — Втулка гребного винта постоянной скорости в разрезе …   Wikipedia

  • Винт с регулируемым шагом — Винт с регулируемым шагом (CPP) или гребной винт с регулируемым шагом — это тип гребного винта с лопастями, которые можно вращать вокруг своей длинной оси для изменения шага.Если для шага можно установить отрицательные значения, реверсивный винт также может… …   Wikipedia

  • Ход гребного винта — это термин, обозначающий тенденцию гребного винта вращать лодку, а также ускорять ее вперед или назад. подтолкнуть корму лодки к… …   Wikipedia

  • лезвие — безлопастное, прил. /блэйд/, н. 1. плоская режущая часть меча, ножа и т.п.2. шпага, рапира и т.п. 3. аналогичная деталь механизма, используемая для очистки, обтирки, соскабливания и т. п.: щетка стеклоочистителя; лезвие… …   Универсалиум

  • лезвие — [[t]ble͟ɪd[/t]] лезвия 1) N СЧЁТ Лезвие ножа, топора или пилы — это лезвие, которое используется для резки. Многие из них будут иметь острые лезвия. 2) N COUNT: usu pl Лопасти пропеллера – это длинные плоские детали, которые вращаются. 3) N COUNT The …   Английский словарь

  • лопасть — [[t]bleɪd[/t]] сущ.1) ее плоская режущая часть орудия, как нож 2) ее меч 3) cvb аналогичная часть, как механизма, употребляемая для расчистки, вытирания, скобления и т. д. 4) aer. рычаг гребного винта или другого подобного вращательного механизма, как… …  Из формального английского языка в сленг

  • Винт типа «рыбий хвост» — «рыбий хвост» v. i. чтобы задняя часть скользила из стороны в сторону, вышла из-под контроля: говорится об автомобилях или других транспортных средствах. [PJC] {Горелка с рыбьим хвостом}, газовая горелка, дающая распространяющееся пламя в форме хвоста рыбы.{Рыбий хвост… …   Совместный международный словарь английского языка

  • Винт «рыбий хвост» — гребной винт с одной лопастью, который колеблется подобно хвосту рыбы при плавании …   Ихтиологический словарь

  • гребной винт «рыбий хвост» — гребной винт с одной лопастью, который колеблется подобно хвосту рыбы при плавании …   Ихтиологический словарь

  • Чем больше лопастей винта, тем лучше? | Журнал Air & Space

    Моряк моет из шланга винт P-3 Orion во время мойки самолета на линии полета на военно-морской авиабазе Уидби-Айленд, штат Вашингтон.ВМС США

    Пакет электронной почты содержит вопросы от двух читателей о лопастях пропеллера. Джон Э. Питерс из The Villages, Флорида, спрашивает: «Почему у некоторых самолетов, особенно времен Второй мировой войны, винт с тремя лопастями, а у других — с четырьмя? Есть ли преимущество в том, чтобы иметь одно перед другим?»

    А Джефф Рэнкин-Лоу из Лондона, Онтарио, Канада, спрашивает о лопастях на двух более современных самолетах: «У P-3 Orion и C-130 Hercules (модель до J) по сути один и тот же двигатель, так почему у Hercs пропеллеры с квадратными наконечниками, а у Ориона закругленные наконечники?

    За ответами мы обратились к Джереми Кинни, куратору Национального музея авиации и космонавтики, который объясняет, что использование четырех лопастей на самолетах времен Второй мировой войны (таких как North American P-51 Mustang) увеличило площадь лопастей, что создавало большую тягу без увеличения общего диаметра винта.

    Кинни говорит, что причина, по которой в конце 1930-х годов конструкторы Vought F4U Corsair использовали крыло типа «перевернутая чайка», заключалась в том, чтобы разместить большой 13-футовый трехлопастной винт — самый большой из использовавшихся на истребителях того времени. Этот винт подходил для самого большого двигателя истребителя того времени: Pratt & Whitney R-2800 мощностью 1800 лошадиных сил. Когда в начале Второй мировой войны появились четырехлопастные винты, они облегчили проблему обеспечения достаточного дорожного просвета для законцовок. (Более короткие винты с четырьмя лопастями заменили винты с тремя лопастями Corsair на моделях F4U-4 и -5 с менее изогнутым крылом во время Корейской войны.)

    Что касается винтов Orion/Hercules, «это сложный вопрос, и существует множество мнений», — пишет Кинни в электронном письме. «Многие старожилы сказали бы, что квадратные винты лучше всего подходят для низких скоростей и взлетных характеристик, в то время как круглые винты лучше всего подходят для эффективного крейсерского полета, что отражает фактическое использование этих планеров».

    Более длинный ответ, по его словам, заключается в том, что прямоугольные широкие лопасти появились по мере увеличения мощности двигателей в конце 1940-х годов, потому что они поглощали энергию более эффективно, чем традиционные узкоконические лопасти с закругленными концами, увеличивая общую тяговооруженность самолета. соотношение без увеличения диаметра его винта.По словам Кинни, и P-3, и C-130 имеют прямоугольные лезвия; разница в наконечниках.

    «Все дело в применении, — объясняет он. «С-130 нужна большая тяга на взлете», а квадратный наконечник обеспечивает это по всей длине лопасти. Луковицеобразная форма C-130 и более низкая крейсерская скорость (около 335 миль в час) «предохраняют законцовки от вибраций сжимаемости — появления небольших звуковых ударов при вращении винта на высоких скоростях [поскольку законцовки движутся быстрее, чем основания». в центре].P-3 — это дальнемагистральный самолет с крейсерской скоростью на 45 миль в час выше, а его закругленные концы помогают компенсировать пузыри из-за сжимаемости».

    Новый C-130J, отмечает Кинни, имеет «суперзаостренные наконечники» на шести лопастях двух ятаганных винтов Dowty R391.

    Рекомендуемые видео

    6 типов гребных винтов: полное руководство по плюсам и минусам

    Типы гребных винтов — основная часть понимания базовой концепции гребных винтов.Пропеллер  представляет собой часть оборудования с вращающейся ступицей и расходящимися лопастями, установленными с шагом, образующим винтовую спираль, которая при вращении действует аналогично винту Архимеда. Он преобразует мощность вращения в линейную тягу, втягивая рабочую жидкость, такую ​​как вода или воздух.

    Вращательное движение лопастей преобразуется в тягу за счет создания разницы давлений между двумя поверхностями. Подаваемая масса рабочей жидкости ускоряется в одном направлении, а аппарат движется в противоположном направлении.Как и крылья самолета, динамика воздушного винта может быть смоделирована с помощью принципа Бернулли и третьего закона Ньютона. Винтовые гребные винты со спиральными лопастями являются наиболее часто используемыми морскими гребными винтами, вращающимися на гребном валу с почти горизонтальной осью.

    Исторические разработки гребных винтов

    Принцип, применяемый при принятии винтового гребного винта, получен при гребле. При гребле на веслах одна лопасть проходит по дуге из стороны в сторону, стараясь держать лопасть по отношению к воде под практическим углом.Новинка, представленная винтовым винтом, расширяла эту дугу более чем на 360 ° за счет соединения лопасти с вращающимся валом. Различные типы пропеллеров могут иметь одну лопасть, но почти всегда их больше одной, чтобы сбалансировать тренировочные силы.

    Винт Архимеда (Ссылка: eandt.theiet.org )

    Винтовые пропеллеры

    Хотя до 1830-х годов проводилось значительное количество экспериментов с винтовыми двигателями, некоторые из этих устройств были опробованы на этапе испытаний, а некоторые были признаны неадекватными. по той или иной причине.В 1835 году два создателя в Великобритании, Джон Эрикссон и Фрэнсис Петтит Смит, начали работать индивидуально.

    Смит собирался получить патент на гребной винт, а Эрикссон, одаренный шведский инженер, работавший тогда в Великобритании, подал заявку на патент шесть недель спустя. Смит быстро построил крошечную модель лодки, чтобы проверить свое изобретение, которое впервые было проверено на пруду на его ферме в Хендоне. Затем в Королевской галерее практических наук Аделаиды в Лондоне, где ее признал сэр Уильям Бэрроу.

    Безвальные пропеллеры

    Братья Райт впервые применили скрученную аэродинамическую форму современных авиационных пропеллеров. В то время как некоторые более ранние инженеры пытались смоделировать воздушные винты на морских винтах, Райты осознали, что воздушный винт — это то же самое, что и крыло, и могли использовать данные своих первых экспериментов с крыльями в аэродинамической трубе.

    Также предлагали крутку по длине лопастей. Это было необходимо для того, чтобы угол атаки лопастей оставался почти постоянным по всей их длине.Их уникальные лопасти пропеллера были примерно на 5% менее эффективны, чем современные эквиваленты примерно 100 лет спустя. Признание низкоскоростных типов аэродинамики винтов было завершено к 1920-м годам, но более поздние требования по управлению большей мощностью при меньшем диаметре сделали препятствие более сложным.

    Материал и конструкция гребного винта

    Судовые гребные винты изготавливаются из коррозионностойких материалов, так как они работают в морской воде, которая является ускорителем коррозии.Материалы, используемые для изготовления морских гребных винтов, представляют собой сплав нержавеющей стали и алюминия. Другими популярными используемыми материалами являются сплавы никеля, бронзы и алюминия, которые на 10–15 % легче других материалов и обладают большей прочностью.

    Процесс изготовления гребного винта включает соединение нескольких лопастей со ступицей или бобышкой путем ковки или сварки в виде одной детали. Кованые лопасти отличаются высокой стабильностью и повышенной прочностью, но стоят дороже по сравнению со сварными. Морской гребной винт состоит из секций винтовых поверхностей, действующих вместе, чтобы закручиваться в воде с винтовым эффектом.

    Типы пропеллеров

    Пропеллеры подразделяются на основе нескольких факторов. Ниже приводится классификация различных типов гребных винтов:

    Классификация по количеству прикрепленных лопастей

    Лопасти гребного винта могут изменяться с трехлопастного на четырехлопастный, а иногда даже на пятилопастной. Тем не менее, наиболее часто используются трехлопастные и четырехлопастные винты.

    Однако чаще всего используются четырехлопастные и пятилопастные винты.КПД винта максимален у винта с минимальным числом лопастей, т.е. у двухлопастного винта. Но для получения коэффициента прочности и учета больших нагрузок от корабля, моря и погодных условий двухлопастные гребные винты на торговых судах не применяются.

    Винт с тремя лопастями

    Винт с тремя лопастями имеет следующие особенности:

    • Стоимость изготовления ниже, чем у других типов гребных винтов.
    • Обычно изготавливаются из алюминиевого сплава.
    • Ускорение лучше, чем у других типов пропеллеров.
    • Управление на низкой скорости малоэффективно.
    • Обеспечивают надежное быстродействие.
    Винт с тремя лопастями (Артикул: specialsmallcraft.co.uk )
    Винт с четырьмя лопастями

    Винт с четырьмя лопастями имеет следующие характеристики:

    • Стоимость изготовления выше, чем у трехлопастных гребных винтов.
    • Обладают повышенной износостойкостью и прочностью.
    • Винты четырехлопастные обычно изготавливаются из сплавов нержавеющей стали.
    • Обеспечивает превосходную управляемость и производительность на низких скоростях.
    • Винт с четырьмя лопастями обеспечивает лучшую экономию топлива, чем винты всех других типов.
    • Имеет большую удерживающую способность в бурном море.
    Винт с четырьмя лопастями (Артикул: Marineinsight.com )
    Винт с пятью лопастями

    Винт с 5 лопастями обладает следующими свойствами:

    • Вибрация минимальна по сравнению со всеми другими типами гребных винтов .
    • Стоимость изготовления важнее всего.
    • Гребные винты с пятью лопастями имеют большую удерживающую способность в бурном море.
    Винт с пятью лопастями (Артикул: tropicalboating.com )
    Винт с шестью лопастями

    Винт с шестью лопастями имеет следующие характеристики: все остальные типы пропеллеров.

  • Шестилопастные гребные винты имеют большую удерживающую способность в бурном море.
  • В случае шестилопастного винта создаваемое поле давления на винт уменьшается смещение, которое гребной винт совершает за каждый полный оборот в 360 ̊. Винт с фиксированным шагом имеет следующую организацию:

    Винт с фиксированным шагом

    Лопасти в гребном винте с фиксированным шагом постоянно соединены со ступицей.Винты с фиксированным шагом отлиты, а положение лопастей и положение шага всегда фиксированы и не могут быть отрегулированы во время работы. Как правило, они изготавливаются из медного сплава.

    Гребные винты с фиксированным шагом надежны и прочны, поскольку в системе нет гидравлических и механических соединений, как в гребных винтах с регулируемым шагом (CPP). Затраты на производство, эксплуатацию и установку ниже, чем у типа CPP. Маневренность винта фиксированного шага также не так велика, как у ВШП.

    Винт с регулируемым шагом

    В гребном винте с регулируемым шагом шаг можно регулировать путем вращения лопасти вокруг вертикальной оси с использованием механического и гидравлического устройства. Это помогает управлять машинами с постоянной нагрузкой без необходимости в реверсивном механизме, поскольку шаг можно изменить в соответствии с ожидаемыми условиями эксплуатации. Таким образом, повышается маневренность, а также повышается КПД двигателя .

    К этому недостатку относится вероятность загрязнения маслом, так как гидравлическое масло в бобышке, которое используется для регулирования шага, может вытечь.Это сложная и дорогостоящая система как с точки зрения создания, так и с точки зрения эксплуатации. Более того, шаг может застрять в одном положении, что затрудняет маневрирование двигателем.

    Тем не менее, КПД гребного винта CP несколько ниже, чем у гребного винта FP того же размера из-за огромной ступицы для размещения механизма шага лопастей и трубопроводов.

     

    Теория пропеллеров

    Теория пропеллеров  — это физика, определяющая конструкцию эффективных пропеллеров.Гребной винт является наиболее популярным движителем на кораблях и небольших самолетах.

    Теория работы

    Винт придает жидкости импульс, который создает силу, воздействующую на корабль. Теоретическая эффективность любого движителя равна эффективности приводного диска в идеальной жидкости. Это называется эффективностью Фруда и представляет собой естественный предел, который не может превышать любое устройство, каким бы мощным оно ни было. Любой движитель с практически нулевым скольжением в воде, будь то большой гребной винт или большое тормозное устройство, приближается к 100% эффективности Фруда.

    Суть теории исполнительного диска состоит в том, что если скольжение определяется как отношение скорости жидкости, проходящей через диск, к скорости транспортного средства, то эффективность Фруда равна 1/(скольжение + 1). Следовательно, умеренно нагруженный воздушный винт с большой площадью омета может иметь высокий КПД по Фруду.

    Лопасти настоящего гребного винта состоят из частей спиралевидных поверхностей, которые, как можно предположить, «прокручиваются» сквозь жидкость. На самом деле лопасти представляют собой скрученные аэродинамические или подводные крылья, и каждая часть вносит свой вклад в общую тягу.Наиболее распространены от двух до шести лопастей, хотя конструкции, предназначенные для работы с пониженным уровнем шума, будут иметь дополнительные лопасти, а также используются однолопастные лопасти с противовесом.

    Воздушные винты с небольшой нагрузкой для легких самолетов и лодок с приводом от человека обычно имеют две лопасти. Моторные лодки обычно имеют три лопасти. Лопасти соединены с бобышкой    (ступицей), которая должна быть настолько мала, насколько позволяют требования прочности, с винтами фиксированного шага лопасти и бобышка обычно представляют собой одну отливку.

    Кавитация

    Кавитация создает пузырьки пара в воде вблизи движущейся лопасти гребного винта в зонах низкого давления по принципу Бернулли. Это может произойти, если прилагаются усилия для передачи слишком большой мощности через винт или если гребной винт работает на очень высокой скорости. Кавитация может привести к потере мощности, возникновению вибрации и износа, а также к повреждению гребного винта. Это может произойти по-разному на пропеллере. Двумя наиболее распространенными типами кавитации гребного винта являются кавитация на стороне всасывания и кавитация на кончике вихря.

    Кавитация на стороне всасывания происходит, когда гребной винт работает с высокой скоростью вращения или под большой нагрузкой. Давление на поверхность лопасти вверх по потоку может упасть ниже давления паров воды, что приведет к образованию парового кармана. При таких обстоятельствах изменение давления между выходной поверхностью лопасти («сторона нагнетания») и стороной всасывания ограничивается и в конечном итоге уменьшается по мере развития кавитации.

    Когда большая часть поверхности лопасти покрыта кавитацией, разница давлений между напорной и всасывающей сторонами лопасти значительно снижается, как и тяга гребного винта, что называется «разрушением тяги».Эксплуатация винта в этих условиях приводит к потере энергии и созданию значительного шума. Когда пузырьки пара схлопываются, поверхность шнека немедленно разрушается из-за локализованных ударных волн на поверхности лопасти.

    Вихревая кавитация возникает из-за неглубоких давлений, возникающих в центре воронки. Концевой вихрь создается за счет обтекания жидкостью кончика гребного винта со стороны нагнетания на сторону всасывания. В этом видео показана кавитация вихревого наконечника. Вихревая кавитация наконечника обычно возникает раньше, чем кавитация на стороне всасывания.Это меньше повреждает лезвие, потому что этот тип кавитации падает не на лезвие, а немного ниже по течению.

    Кавитирующий пропеллер в эксперименте в водном туннеле (Ссылка: wikipedia.org )

    Как работает пропеллер?

    Как мы уже говорили ранее, пропеллеры первых самолетов работали как винты. Потребовалась изобретательность братьев Райт, чтобы разработать пропеллер, который работал не как винт, а как скрученное крыло самолета. Вместо того, чтобы создавать перепад высокого/низкого давления воздуха для создания подъемной силы вдоль вертикальной оси, воздушный винт создает перепад давления для создания прямой тяги вдоль горизонтальной оси.

    Подумайте об этом в такой форме: когда вы подбрасываете бумажный самолетик, он создает небольшую подъемную силу перед тем, как в конечном итоге опуститься на землю — если вы правильно сложили бумагу. Бумажный самолетик взлетел, потому что конструкция крыла работала в тандеме с приложенной вами силой. Теперь предположим, что вы могли бы поймать самолет в середине полета и сразу же повторно бросить его, чтобы растянуть его полет. Затем повторно бросайте его снова и снова.

    Таким же образом, несколько тысяч раз в минуту. Именно это и происходит в пропеллерной системе.Вращающиеся лопасти работают как бесконечная серия движущихся крыльев, которые постоянно толкают жидкость назад.

    Все становится немного сложнее, когда мы продвигаемся дальше фундаментального объяснения того, как работают пропеллерные системы. Многие факторы определяют, насколько эффективной будет система винта, включая шаг лопастей, количество лопастей винта, крутящий момент двигателя и скорость вращения винта. Понимание этих переменных (и многих других) позволяет авиационным инженерам проектировать винтовые системы, уникально адаптированные к различным приложениям.

    Посмотрите это потрясающее видео о том, как работают различные типы пропеллерных систем.

    Как вы понимаете, выбор правильного гребного винта является важным шагом в создании безопасной и эффективной системы.

    5 шт. BearPropeller 6050 7060 8060 комбинированный пропеллер Замена листа с одним лезвием для радиоуправляемого самолета

    Описание продукта

    Описание:
    Фирменное наименование: BearPropeller
    Наименование товара: Комбинированный пропеллер
    Размер: 6050,7060, 8060 (дополнительно)
    Цвет: черный
    Вес: 2 г/шт.
    Применение: Подходит для радиоуправляемого самолета.

    В пакет включено:
    5 одностворчатых пропеллеров

    Подробнее Фото:




    Дополнительная информация

    При заказе на Alexnld.com вы получите электронное письмо с подтверждением. Как только ваш заказ будет отправлен, вам будет отправлена ​​электронная почта с информацией об отслеживании доставки вашего заказа. Вы можете выбрать предпочтительный способ доставки на странице информации о заказе в процессе оформления заказа.Alexnld.com предлагает 3 различных способа международной доставки: Авиапочта, Заказная авиапочта и Ускоренная доставка. Сроки доставки:

    .
    Авиапочта и зарегистрированная авиапочта Район Время
    США, Канада 10-25 рабочих дней
    Австралия, Новая Зеландия, Сингапур 10-25 рабочих дней
    Великобритания, Франция, Испания, Германия, Нидерланды, Япония, Бельгия, Дания, Финляндия, Ирландия, Норвегия, Португалия, Швеция, Швейцария 10-25 рабочих дней
    Италия, Бразилия, Россия 10-45 рабочих дней
    Другие страны 10-35 рабочих дней
    Ускоренная доставка 7-15 рабочих дней по всему миру

    Мы принимаем оплату через PayPal,и с помощью кредитной карты.

    Оплата с помощью PayPal / кредитной карты —

    ПРИМЕЧАНИЕ. Ваш заказ будет отправлен на ваш адрес PayPal. Убедитесь, что вы выбрали или ввели правильный адрес доставки.

    1) Войдите в свою учетную запись или используйте кредитную карту Express.

    2) Введите данные своей карты, заказ будет отправлен на ваш адрес PayPal. и нажмите Отправить.

    3) Ваш платеж будет обработан, и квитанция будет отправлена ​​на ваш почтовый ящик.

    Отказ от ответственности: это отзывы пользователей.Результаты могут варьироваться от человека к человеку.

    Винт с тремя лопастями: красивый, гладкий — авиационный потребитель

    Поскольку рынок авиации общего назначения в последние 15 лет прошлого века начал падать, производители винтов Hartzell (www.hartzellprop.com) и McCauley (www.mccauley .txtav.com) столкнулись с исчезающим спросом. В ответ они отказались от своей исторической зависимости от производителей самолетов и изобрели новые продукты, которые понравились бы владельцам существующих самолетов через STC.

    Компания Hartzell выпустила свою острую линию Top Prop примерно в то же время, когда McCauley разработала агрессивно выглядящую линейку трех- и четырехлопастных винтов Black Mac. Оба начали получать STC на столько самолетов, сколько позволял их бюджет.

    Время оказалось удачным, поскольку AD, особенно на винтах Hartzell, заставили многих владельцев самолетов столкнуться с обязательным капитальным ремонтом винта. По данным мастерских по капитальному ремонту винтов, уровень брака винтов, налетавших менее 100 часов в год, составлял от 60 до 70 процентов из-за коррозии и многократного опиливания до тех пор, пока лопасти не стали меньше размера.Часто единственным выходом для владельца самолета был новый вентилятор.

    Макколи и Хартцелл отреагировали на это, установив цену на свои новые трехлопастные винты на уровне или ниже цены замены двухлопастного винта, который был на самолете, когда он вышел из завода. В сочетании с чистой визуальной привлекательностью трехлопастного винта по сравнению с двухлопастным, цена привела к продаже большого количества новых трехлопастных винтов. Поскольку дополнительное лезвие означало, что винт с тремя лопастями был примерно на 10 фунтов тяжелее заводского оригинала, некоторые владельцы также покупали легкие стартеры, чтобы компенсировать это.

    Ramp Appeal

    Магазины реквизита сообщили нам, что первоначальный конкурентный маркетинг Hartzell и McCauley также привел к тому, что владельцы купили новые трехлопастные винты только потому, что они выглядели круто — иногда в связи с новой краской и интерьером.

    Нам также сказали, что когда мастерская устанавливала опору, технические специалисты нередко замечали, что старая опора была пугающе близка к выходу из строя из-за длительного пренебрежения. Это один из немногих случаев, когда мы наблюдали, как продажа красивой внешности также продавала безопасность.

    Были хорошие и не очень хорошие побочные эффекты, о которых сообщали владельцы, которые заменили свои винты с двумя лопастями на версию с тремя лопастями. С другой стороны, вибрация заметно уменьшилась. Поскольку трехлопастный винт обычно был короче двухлопастного, который он заменял, эрозия винта в процессе эксплуатации, как правило, уменьшалась. Кроме того, большинство владельцев сообщили о небольшом сокращении пробега при взлете и улучшении скороподъемности.

    С другой стороны, добавление дополнительной лопасти никак не повлияло на увеличение крейсерской скорости.Дополнительный вес вперед означал немного большее усилие, направленное вниз, для компенсации и небольшое увеличение сопротивления, как и ожидалось, когда центр тяжести смещен вперед. Немногие владельцы делали анализ крейсерской скорости до и после, поэтому то, что мы узнали, когда впервые посмотрели на ранние обновления трехлопастного винта, было основано на неподтвержденной информации. В целом для самолетов с двигателями мощностью более 200–230 л.с. крейсерская скорость не изменилась. Самолеты с двигателями меньшего размера теряли от одного до трех узлов в крейсерском режиме.

    К тому времени, как наступило тысячелетие, производители винта прекратили свои агрессивные цены на винты с тремя лопастями, но также начали разрабатывать лопасти в форме ятагана с более сложными аэродинамическими профилями, которые избавили от заявленной потери крейсерской скорости и, в некоторых случаях улучшена крейсерская скорость.

    В течение следующих нескольких лет компания MT Propeller (www.mt-propellerusa.com), долгое время производившая легкие композитные винты для пилотажных самолетов, широко вышла на рынок неаэробических поршневых самолетов.

    MT также пошла по пути добавления лопасти к своим винтам — если OEM-производитель повесил вперед две лопасти, MT построил для самолета версию с тремя лопастями (или даже с четырьмя). Поскольку композитные винты MT не имеют ограничения по сроку службы и могут быть отремонтированы в полевых условиях, они оказались привлекательными для тех владельцев, которые хотят отказаться от своих двухлопастных винтов. Чтобы не остаться позади, Hartzell также разработал линейку легких композитных реквизитов.

    Развитый рынок

    Мы считаем, что рынок апгрейда винта созрел, поскольку производители, как правило, не устанавливают цены на трехлопастные винты ниже, чем на двухлопастные.В то время как Питер Маршалл из MT Propeller USA сказал нам, что MT продолжает наблюдать устойчивый спрос на свои винты для вторичного рынка, мы отметили, что ряд трехлопастных винтов, которые мы видели в прошлом, исчезли с веб-сайта McCauley. Соответственно, учитывая, что «новое» ушло с рынка, каковы преимущества, если таковые имеются, от перехода на трехлопастной винт?

    Ответ не прост, поэтому мы подойдем к нему с нескольких сторон и сразу скажем, что суть, скорее всего, будет заключаться в эмоциях, а не в холодной жесткой экономике.

    Переход на композитный винт с тремя лопастями означает снижение веса от 5 до 20 фунтов по сравнению с алюминиевым винтом с тремя лопастями и небольшое снижение веса по сравнению с весом алюминиевого винта с двумя лопастями. Композиты позволяют более тонко и точно формировать лопасти, что часто означает лучшую производительность, хотя инженеры по винтам в значительной степени знали, что они делают, к 1940-м годам, поэтому любое увеличение производительности, как правило, незначительно и измеряется однозначными числами, когда речь идет об улучшении в процентах. .

    С точки зрения эффективности, чем меньше лопастей и чем ниже скорость вращения, тем лучше. Поршневые самолеты авиации общего назначения имеют относительно маломощные двигатели, поэтому для их поглощения и преобразования в тягу не требуется много лопастей. Хотя однолопастный винт является теоретической максимальной производительностью, мы не думаем, что он использовался на серийных самолетах задолго до Второй мировой войны. По большому счету двухлопастные винты оказались лучшим компромиссом между эффективностью, тягой, весом и предотвращением кавитации, когда одна лопасть продвигается в турбулентность, создаваемую предыдущей лопастью во время вращения.

    Как только три-лезвия реквизита стали

    Опции

    Мы используем 3000 долл. постоянная скорость, алюминиевый винт.Оттуда цена повышается, особенно если самолет не летает регулярно. Магазины винтов сказали нам, что если винт не был в магазине долгое время, есть большая вероятность, что на втулке будет достаточно коррозии, чтобы потребовать замены внутренних компонентов.

    Нам также сказали, что лопасти алюминиевого винта обычно выдерживают три или четыре капитальных ремонта, если винт регулярно не эксплуатируется на гравии. Если лезвие необходимо заменить, запланируйте минимум 1600 долларов за подержанное исправное лезвие и 3500 долларов за новое.

    Композитные лезвия могут служить бесконечно долго, поскольку их никогда не обтачивают, как алюминиевые лезвия. В то время как надрез на алюминиевой лопасти означает шлифовку и изменение размера и аэродинамического профиля лопасти, такое же повреждение композитной лопасти устраняется удалением стекла, осмотром участка и восстановлением исходных размеров.

    Экономика решения о замене двухлопастного винта такова, что в случае возникновения проблем во время капитального ремонта стоимость ремонта и/или замены лопасти может быстро увеличиться до стоимости нового винта.

    Когда мы сравнивали цены на сменные винты для четырех популярных самолетов, нам было интересно отметить, что менее чем на 50 процентов дороже, чем новый двухлопастный винт, вы можете выбрать алюминиевый или композитный трехлопастной винт — и за один раз. В этом случае трехлопастный винт был дешевле двухлопастного.

    Заключение

    Как и в случае с большинством модернизаций самолетов, дополнительные расходы на винт с тремя или четырьмя лопастями не увеличат стоимость вашего самолета при перепродаже на такую ​​же сумму.Если вы собираетесь продать самолет в ближайшие несколько лет, модернизация винта, вероятно, не имеет смысла. Тем не менее, если вы собираетесь сохранить самолет и регулярно модернизируете различные системы и компоненты, мы считаем, что вам может быть правильным рассмотреть вопрос об обновлении до большего количества лезвий. Мы не можем предсказать, какие детали не сломаются из-за снижения вибрации, но наш опыт показывает, что повышенная плавность хода заметна.

    Мы не можем поставить цифру значения внешнего вида, но отметим, что большинству пилотов нравится, как выглядят самолеты, когда у них больше лопастей винта.В конце концов, мы готовы платить больше за привлекательную покраску, почему бы не за крутую опору?

    Нам также нравится снижение веса композитных материалов и повышение производительности за счет более точного аэродинамического профиля. Для тех, кто собирается летать регулярно и эксплуатировать самолет в течение нескольких лет, долговечность композитных лопастей может сделать их более дешевыми в обслуживании, чем алюминиевые.

    Наконец, мы думаем, что потери крейсерской скорости, отмеченные у некоторых ранних трехлопастных винтов, были устранены с помощью ятаганных и композитных вентиляторов.

    Мы думаем, что решение об обновлении реквизита сводится к эмоциям. И это нормально. Это то, с чего многие из нас начали интересоваться самолетами — они очень крутые. Так что сделать их еще круче может стоить входной платы.

    САМОЛЕТ

    МакКоли

    Хартцелл

    MT PROPELLER

    Cessna 177B

    $ 9300-алюминий, двухзревший проп.

    $ 13 950-COMPOSITE, Трехлезый Prop and Spinner

    Cessna 182F

    $ 9000-АЛАМИН, ДВА-БЛАД. дюймовая, алюминиевая, трехлопастная ятаганская опора И кок

    12 588 долл. США — 82-дюймовая, алюминиевая, трехлопастная ятаганная опора И кок эр

    $ 12450 композит, двухлопастный ПРОПОРЦ.УСИЛЕНИЕ и кок

    $ 13950 композит, трехлопастной ПРОПОРЦ.УСИЛЕНИЕ и кок

    Муни M20K

    $ 9300-алюминий, два лезвия опора

    14 567 долл. США-алюминий, двух лезвия Prop

    12 827 долл. США-алюминий, три-лезвие опора и спиннер

    $ 12 500-COMPOSIT два алюминиевых трехлопастных винта и кок

    24 949 долл. США — два алюминиевых двухлопастных винта И кок

    28 828 долл. США — ДВА АЛЮМИНИЕВЫХ ТРЕХЛОПАСТНЫХ СТОЙКИ И КОЛЕСА

    29 600 долл. США — UM, ДВА, АЛЮМИНИЕВЫЕ СТОЙКИ И КОЛЕСА BLADE SCIMITAR

    35 300 долл. США — два композитных четырехлопастных винта и вращателя

    Пропеллер — Энциклопедия Нового Света

    Вращение винта Hamilton Standard 54H60 на четвертом двигателе EP-3E Orion ВМС США в рамках предполетной проверки. Орион — противолодочный самолет.

    Винт — это устройство, используемое для приведения в движение транспортного средства, такого как самолет, корабль или подводная лодка, в такой среде, как воздух или вода.Вращая две или более скрученных лопастей вокруг центрального вала, подобно вращению винта через твердое тело, он передает мощность, преобразуя вращательное движение в тягу. Это ключевая технология в разработке скоростных транспортных средств.

    Пропеллер коммерческого авиалайнера Q400 (Dash 8) на пути из Парижа в Лондон.

    История

    Принцип использования гребного винта используется в гребле с одним веслом, практика с неизвестной историей.Это часть искусства приведения в движение венецианской гондолы, но в других частях Европы и, вероятно, в других местах она использовалась менее изощренно. Например, движение канадского каноэ с помощью одного весла включает родственную, но другую технику.

    В парной гребле одна лопасть перемещается по дуге из стороны в сторону, следя за тем, чтобы лопасть находилась в воде под эффективным углом. Инновация, представленная в винтовом винте, заключалась в расширении этой дуги более чем на 360 ° за счет прикрепления лопасти к вращающемуся валу.На практике должно быть более одного лезвия, чтобы сбалансировать задействованные силы. Исключением является система однолопастного винта.

    Первый гребной винт, добавленный к двигателю, был установлен шотландским инженером Джеймсом Уаттом в Бирмингеме, Англия. Он использовал его со своим паровым двигателем, хотя происхождение гребного винта можно проследить до египтян через Леонардо да Винчи. Гребной винт также использовался в древнем Китае для приведения в движение плавсредств. Третий век г. до н. э. Греческий философ Архимед разработал родственную концепцию.

    Первый гребной винт с бензиновым двигателем, установленный на небольшой лодке (теперь известной как моторная лодка), был установлен Фредериком Ланчестером, также из Бирмингема. Это было проверено в Оксфорде. Первым «реальным» применением пропеллера был Исамбард Кингдом Брюнель, который использовал его вместо гребных колес для приведения в движение СС «Великобритания».

    Форма скрученного аэродинамического профиля (аэрокрыла) винтов современных самолетов была впервые применена братьями Райт, когда они обнаружили, что все существующие знания о винтах (в основном военно-морских) были получены путем проб и ошибок и что никто точно не знал, как они работают.Они обнаружили, что пропеллер по сути такой же, как крыло, и поэтому смогли использовать данные, собранные в ходе их более ранних экспериментов с крыльями в аэродинамической трубе. Они также установили, что относительный угол атаки от поступательного движения самолета был разным для всех точек по длине лопасти, поэтому необходимо было ввести закрутку по ее длине. Их оригинальные лопасти пропеллера всего на 5 процентов менее эффективны, чем современные эквиваленты — примерно 100 лет спустя. [1]

    Альберто Сантос Дюмон был еще одним пионером, спроектировавшим пропеллеры для своих дирижаблей раньше братьев Райт (хотя и не столь эффективные).Он применил знания, полученные из опыта работы с дирижаблями, для изготовления воздушного винта со стальным валом и алюминиевыми лопастями для своего биплана 14 bis. В некоторых его конструкциях для лопастей использовался изогнутый алюминиевый лист, что создавало форму аэродинамического профиля. Из-за этого они сильно недогнуты, а в сочетании с отсутствием продольного закручивания это делало их не такими эффективными, как гребные винты Райта. Тем не менее, это было, пожалуй, первое использование алюминия в конструкции воздушного винта.

    Авиация

    Воздушные винты (воздушные винты)

    Эффективность воздушного винта определяется

    η = тяга⋅осевая скоростьмомент сопротивления⋅скорость вращения{\displaystyle \eta ={\frac {{\hbox{тяга}}\cdot {\hbox{осевая скорость}}}{{\hbox{момент сопротивления}}\ cdot {\hbox{скорость вращения}}}}}.

    Хорошо сконструированный воздушный винт обычно имеет КПД около 80 процентов при работе в оптимальном режиме.

    Изменение КПД гребного винта обусловлено рядом факторов, в частности регулировкой угла наклона винтовой линии (θ), угла между результирующей относительной скоростью и направлением вращения лопасти и шагом лопасти (где θ = Φ + α) . Очень малые углы наклона и спирали дают хорошие характеристики сопротивления, но обеспечивают небольшую тягу, в то время как большие углы имеют противоположный эффект.Лучший угол спирали — это когда лопасть действует как крыло, производя гораздо большую подъемную силу, чем сопротивление. Однако из-за формы гребного винта только часть лопасти может работать с максимальной эффективностью. Внешняя часть лопасти производит наибольшую тягу, поэтому лопасть расположена под углом, обеспечивающим оптимальный угол для этой части. Поскольку большая часть лопасти находится под неэффективным углом, внутренние концы лопасти скрыты обтекаемым коком, чтобы уменьшить крутящий момент сопротивления, который в противном случае возник бы.Другой используемый метод заключается в использовании винта с изогнутым шагом, в котором отдельные лопасти фактически представляют собой аэродинамические поверхности с различным изгибом и углом атаки по всему размаху. Это достигается путем скручивания аэродинамического профиля вокруг его главной нейтральной оси (длины размаха). Обычно он устанавливается внутренней частью аэродинамического профиля лопасти по направлению движения; то есть осевая скорость или U (здесь скорость набегающего потока), а внешние края под прямым углом к ​​ней.

    Пропеллеры RAF Hercules C.4 в положении оперения

    Пропеллеры с очень высоким КПД по аэродинамическому сечению аналогичны крылу с низким лобовым сопротивлением и поэтому плохо работают, когда угол атаки отличается от оптимального.Усовершенствованные системы управления и лучшее профилирование сечения необходимы, чтобы противостоять необходимости точного согласования шага со скоростью полета и скорости двигателя с мощностью, чтобы сделать винты этого типа пригодными для использования.

    Однако, с винтом с большим углом шага, на низких скоростях полета угол атаки будет большим, возможно, достаточно большим, чтобы застопорить аэродинамический профиль. Поскольку это чрезвычайно неэффективный режим работы воздушного винта, это означает, что большинство винтов оснащены механизмами, позволяющими изменять шаг — большой шаг для полета на высокой скорости и малый шаг для набора высоты или ускорения с более низких скоростей.Ранние настройки управления шагом управлялись пилотом и поэтому ограничивались только тремя или около того настройками; более поздние системы были автоматическими. Еще позже переменный шаг был заменен блоком постоянной скорости. В некоторых самолетах (например, C-130 Hercules) пилот может вручную отключить механизм постоянной скорости, чтобы изменить угол наклона лопастей и, следовательно, тягу двигателя. Это позволяет самолету самостоятельно выполнять резервное копирование, например, на неблагоустроенных аэродромах, когда авиатягачи недоступны.

    Гребные винты с постоянной скоростью автоматически регулируют угол наклона лопастей, чтобы изменить момент сопротивления в ответ на обнаруженные изменения скорости вращения. Первоначально это было сделано пилотом, изменяющим настройку с помощью регулятора винта. В более совершенных самолетах этот механизм связан со всей системой управления двигателем для очень точного контроля. Система называется постоянной скоростью, потому что авиационные двигатели развивают максимальную мощность при определенной скорости. Поэтому выгодно, чтобы двигатель работал на оптимальной постоянной, независимой от скорости полета, устанавливая отдельные требования для ситуаций с большой мощностью, крейсерского полета и контролируя скорость в этих диапазонах без изменения оборотов.

    Винт с постоянной скоростью вращения (также известный как изменяемый шаг) позволяет пилоту устанавливать желаемую скорость вращения винта (в заданном допустимом диапазоне). Регулятор гребного винта действует как контроллер с обратной связью (теория управления), чтобы изменять угол наклона гребного винта (и, следовательно, сопротивление) по мере необходимости для поддержания заданной скорости вращения. Во многих самолетах эта система гидравлическая, в которой гидравлической жидкостью служит моторное масло. Целью изменения угла шага винта с помощью винта с изменяемым шагом является поддержание оптимального угла атаки (максимального отношения подъемной силы к сопротивлению) на лопастях винта при изменении скорости самолета.

    Еще одним важным фактором является количество и форма используемых лезвий. Увеличение соотношения сторон лопастей снижает сопротивление, но величина создаваемой тяги зависит от площади лопастей, поэтому использование лопастей с большим удлинением может привести к необходимости использования гребного винта непригодного для использования диаметра. Еще один баланс заключается в том, что использование меньшего количества лопастей снижает интерференционные эффекты между лопастями, но наличие достаточной площади лопастей для передачи доступной мощности в пределах заданного диаметра означает необходимость компромисса.Увеличение количества лопастей также снижает объем работы, которую должна выполнять каждая лопасть, ограничивая локальное число Маха — значительный предел производительности гребных винтов.

    Трехлопастной винт легкого самолета: Vans RV-7A

    В гребных винтах противоположного вращения используется второй гребной винт, вращающийся в противоположном направлении непосредственно «вниз по потоку» от основного гребного винта, чтобы рекуперировать энергию, потерянную при вихревом движении воздуха в встречном потоке гребного винта. Противовращение также увеличивает мощность без увеличения диаметра гребного винта и обеспечивает противодействие крутящему моменту мощного поршневого двигателя, а также эффектам гироскопической прецессии и завихрениям встречного потока.Однако на небольших самолетах дополнительная стоимость, сложность, вес и шум системы редко оправдывают себя.

    Гребной винт обычно крепится к коленчатому валу двигателя либо непосредственно, либо через редуктор. Легкие самолеты иногда отказываются от веса, сложности и стоимости редуктора, но для некоторых более крупных самолетов и некоторых турбовинтовых самолетов это необходимо.

    Характеристики пропеллера ухудшаются, когда скорость лопасти превышает скорость звука. Поскольку относительная скорость воздуха на лопасти равна скорости вращения плюс осевая скорость, кончик лопасти воздушного винта достигнет звуковой скорости раньше, чем остальная часть самолета (теоретическая максимальная скорость самолета с лопастью составляет около 845 км/ч (0.7) на уровне моря, в действительности он несколько ниже). Когда кончик лопасти становится сверхзвуковым, сопротивление лобовому сопротивлению и крутящему моменту резко возрастает, и образуются ударные волны, что приводит к резкому увеличению шума. Поэтому самолеты с обычными винтами обычно не летают быстрее 0,6 Маха. Есть определенные винтовые самолеты, обычно военные, которые работают на скорости 0,8 Маха или выше, хотя их эффективность значительно снижается.

    Предпринимались попытки разработать воздушные винты для самолетов с высокими дозвуковыми скоростями.«Исправление» аналогично конструкции околозвукового крыла. Максимальная относительная скорость поддерживается на как можно более низком уровне за счет тщательного контроля шага, что позволяет лопастям иметь большие углы наклона спирали; используются тонкие секции лезвий, а лезвия загнуты назад в форме ятагана; используется большое количество лопастей, что снижает объем работы на одну лопасть и, таким образом, увеличивает силу циркуляции; используется противовращение. Разработанные воздушные винты более эффективны, чем турбовентиляторные, а их крейсерская скорость (0,7–0,85 Маха) подходит для авиалайнеров, но создаваемый шум огромен (см. Примеры такой конструкции на Антонов Ан-70 и Туполев Ту-95). .

    Авиационные вентиляторы

    Вентилятор — это пропеллер с большим количеством лопастей. Таким образом, вентилятор создает большую тягу для данного диаметра, но близкое расположение лопастей означает, что каждая из них сильно влияет на обтекание других. Если поток сверхзвуковой, эта интерференция может быть полезной, если поток можно сжать за счет серии ударных волн, а не одной. Поместив вентилятор в воздуховод определенной формы — канальный вентилятор — можно создать определенные схемы потока в зависимости от скорости полета и характеристик двигателя.Когда воздух входит в воздуховод, его скорость уменьшается, а давление и температура увеличиваются. Если самолет движется с высокой дозвуковой скоростью, это создает два преимущества: воздух поступает в вентилятор с меньшей скоростью Маха, а более высокая температура увеличивает локальную скорость звука. Несмотря на снижение эффективности, поскольку вентилятор потребляет меньшую площадь свободного потока и, следовательно, использует меньше воздуха, это уравновешивается эффективностью сохранения эффективности канального вентилятора на более высоких скоростях, где эффективность обычного пропеллера была бы низкой.Канальный вентилятор или пропеллер также имеют определенные преимущества на более низких скоростях, но форма воздуховода должна отличаться от формы канала для полета на более высокой скорости. Всасывается больше воздуха, и поэтому вентилятор работает с эффективностью, эквивалентной большему пропеллеру без воздуховода. Шум также снижается за счет воздуховода, и если лезвие отсоединится, воздуховод удержит повреждение. Однако воздуховод увеличивает вес, стоимость, сложность и (в определенной степени) сопротивление.

    Разговорная терминология

    Воздушные винты всех типов обозначаются как винты , , хотя винты на самолетах обычно обозначаются как воздушные винты или аббревиатура «проп.»

    Морской

    Гребные винты кораблей и подводных лодок

    Гребной винт на современном торговом судне среднего размера

    Джеймсу Уатту из Бирмингема, Англия, обычно приписывают применение первого гребного винта в двигателе, ранней паровой машине, начав использовать гидродинамический винт для движения.

    Механическое движение корабля началось с парового корабля. Первый успешный корабль этого типа является предметом споров; Среди кандидатов-изобретателей восемнадцатого века — Уильям Симингтон, маркиз де Жоффруа, Джон Фитч и Роберт Фултон, однако корабль Уильяма Симингтона, Charlotte Dundas , считается «первым практическим пароходом в мире».Гребные колеса как основной источник движения стали стандартом для этих первых судов. Роберт Фултон испытал винтовой гребной винт и отверг его.

    Эскиз вертикальных и горизонтальных винтов с ручным приводом, использованных в Bushnell’s Turtle , 1775 г.

    Винт (в отличие от гребных колес) был введен во второй половине восемнадцатого века. Изобретение Дэвидом Бушнеллом подводной лодки (Черепаха) в 1775 году использовало винты с ручным приводом для вертикального и горизонтального движения. Йозеф Рессель сконструировал и запатентовал гребной винт в 1827 году.Фрэнсис Пети Смит испытал аналогичный в 1836 году. В 1839 году Джон Эрикссон представил конструкцию винтового винта на корабле, который затем переплыл Атлантический океан за 40 дней. В то время все еще использовались смешанные конструкции лопастей и гребных винтов ( см. SS 1858 г. «Грейт Истерн » ).

    В 1848 году Британское Адмиралтейство провело соревнование по перетягиванию каната между винтокрылым кораблем Rattler и гребным кораблем Alecto . Rattler выиграл, буксируя Alecto за кормой на 2.8 узлов (5 км/ч), но только в начале двадцатого века гребные суда были полностью вытеснены. Винтовые винты пришли на смену лопастным благодаря большей эффективности, компактности, менее сложной системе силовой передачи и меньшей подверженности повреждениям (особенно в бою).

    Пропеллер Voith-Schneider

    Первоначальные конструкции во многом были обязаны обычному винту, от которого и произошло их название: ранние пропеллеры состояли всего из двух лопастей и соответствовали по профилю длине вращения одного винта.Эта конструкция была распространена, но изобретатели бесконечно экспериментировали с различными профилями и большим количеством лопастей. Конструкция гребного винта стабилизировалась к 1880-м годам.

    В первые дни использования паровой энергии для кораблей, когда использовались как гребные колеса, так и винты, корабли часто характеризовались типом гребных винтов, что приводило к таким терминам, как винтовой пароход или винтовой шлюп.

    Гребные винты называются «подъемными» устройствами, а лопасти — «тянущими» устройствами.

    Кавитационное повреждение гребного винта личного гидроцикла.

    Кавитация может возникнуть при попытке передать через винт слишком большую мощность. При высоких скоростях вращения или при большой нагрузке (высокий коэффициент подъемной силы лопасти) давление на входной стороне лопасти может упасть ниже давления пара воды, что приведет к образованию парового кармана, который больше не может эффективно передавать усилие к воде (растягивая аналогию с винтом, можно сказать, что водяная нить «полоскает»). Этот эффект тратит энергию впустую, делает винт «шумным», когда пузырьки пара схлопываются, и, что наиболее серьезно, разрушает поверхность винта из-за локализованных ударных волн на поверхности лопасти.Однако кавитация может быть использована в качестве преимущества при проектировании гребных винтов с очень высокими характеристиками в виде суперкавитирующего гребного винта. Аналогичной, но совершенно отдельной проблемой является вентиляция , , которая возникает, когда гребной винт, работающий вблизи поверхности, всасывает воздух в лопасти, вызывая аналогичную потерю мощности и вибрацию вала, но без соответствующего потенциального повреждения поверхности лопасти, вызванного кавитацией. Оба эффекта можно смягчить, увеличив глубину погружения гребного винта: кавитация уменьшается, поскольку гидростатическое давление увеличивает запас по давлению пара, а вентиляция, поскольку она находится дальше от поверхностных волн и других воздушных карманов, которые могут быть втянуты в поток.

    Пропеллер с перекосом

    Усовершенствованный тип гребного винта, используемый на немецких подводных лодках Тип 212, называется гребным винтом с перекосом. Как и в лопастях ятагана, используемых на некоторых самолетах, концы лопастей пропеллера с перекосом загнуты назад против направления вращения. Кроме того, лопасти наклонены назад вдоль продольной оси, что придает гребному винту чашеобразный вид. Эта конструкция сохраняет эффективность тяги при одновременном снижении кавитации и, таким образом, обеспечивает тихую и незаметную конструкцию. [2]

    Примечания

    Ссылки

    Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

    • Делп, Франк. 1979 г. Воздушные винты и органы управления . Нью-Йорк: Паб технического обслуживания авиации. ISBN 0891000976
    • Герр, Дэйв. 2001. Справочник по гребным винтам: полный справочник по выбору, установке и пониманию гребных винтов для лодок . Камден, Мэн: International Marine / Ragged Mountain Press. ISBN 0071381767
    • Джексон, Дуглас Х.2007. Детальный проект морских винтовых движителей (Серия двигателестроения) . Палм-Спрингс, Калифорния: Wexford College Press. ISBN 1427614016

    Внешние ссылки

    Все ссылки получены 15 июня 2019 г.

    Кредиты

    New World Encyclopedia авторов и редакторов переписали и дополнили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям Creative Commons CC-by-sa 3.0 Лицензия (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

    История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

    Примечание.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    2019 © Все права защищены. Карта сайта