Бафтинг оперения самолета: Бафтинг | это… Что такое Бафтинг?

БАФТИНГ • Большая российская энциклопедия

Авторы: М. Ю. Куприков

БА́ФТИНГ (англ. buffeting, от buffet – ударять, бить), один из видов автоколебаний, представляющий собой вынужденные колебания всей конструкции или её частей, вызванные периодическим срывом турбулентных вихрей с расположенных впереди конструктивных элементов при их обтекании. Бафтинг – одно из явлений динамической аэроупругости. В зонах срыва потока возникают пульсации давления, в большинстве случаев носящие случайный характер и имеющие широкий спектр частот. Чаще всего бафтинг возникает при отрыве воздушного потока с плохообтекаемых элементов конструкции (тормозных щитков, интерцептеров, шасси и др.), при больших углах атаки и значительных углах отклонения элементов механизации крыла. В местах отрыва потока возникают пульсации давления, которые вызывают вибрацию элементов конструкции и несущих поверхностей ЛА с широким спектром частот, перекрывающим диапазон частот их собств. колебаний. При полёте на больших углах атаки вследствие отрыва потока с передних частей самолёта образуется вихревое течение со сложной структурой и повышенным уровнем турбулентности; попадая, в частности, на хвостовое оперение, оно вызывает т. н. бафтинг в спутном следе. «Скоростной» бафтинг характерен для околозвуковой и сверхзвуковой скоростей полёта, в этом случае отрыв потока и пульсации давления являются следствием взаимодействия скачков уплотнения с пограничным слоем. Интенсивный бафтинг возможен также при прямом воздействии на конструкцию ЛА скачков уплотнения, в т. ч. связанных со струями его двигателей. При определённой амплитуде и частоте стохастические колебания конструкции ЛА могут перейти в автоколебания, условно называемые бафтинговым флаттером.

По интенсивности бафтинг принято разделять на лёгкий, умеренный и тяжёлый. Лёгкий бафтинг не препятствует нормальной эксплуатации самолёта при незначительных вибрациях в кабине экипажа и пассажирском салоне. При умеренном бафтинге в условиях повышенных вибраций усложняется пилотирование самолёта, снижается комфорт экипажа и пассажиров, существенно снижается ресурс конструкции. Тяжёлый бафтинг исключает возможность пилотирования из-за слишком сильных вибраций конструкции и органов управления самолёта и может привести к его разрушению.

Бафтинг, как и флаттер, является серьёзной проблемой авиации и ракетной техники. Это касается как пассажирских самолётов типа А-320, А-340, Боинг-767, Боинг-777, Ил-86, так и самолётов-истребителей, воздушно-космических самолётов и ракет-носителей. Бафтинг можно предотвратить либо снизить его интенсивность, усилив конструкцию ЛА или повысив её демпфирующие свойства, устранив или ограничив область отрыва потока за счёт изменения обводов элементов самолёта (прежде всего крыла, его наплывов, сопряжения с фюзеляжем) и расположения оперения вне зоны действия вихревых течений с крыла и носовой части фюзеляжа. В некоторых случаях более эффективным может оказаться применение небольших устройств (типа турбулизаторов), позволяющих снизить пульсации давления в диапазоне собственных частот колебаний конструкции. Весьма перспективно активное управление бафтингом и снижение уровня вибраций, например, с использованием миниатюрных пьезоприводов либо штатных рулей самолёта. Действенным способом устранения бафтинга ракет является рациональный выбор обводов их головных частей.

Понятие «бафтинг» появилось в начале 1930-х гг. в связи с расследованием причин катастрофы пассажирского самолёта компании «Юнкерс» («Junkers»). Тогда в разных странах активизировались исследования бафтинга на моделях в аэродинамических трубах. Первоначально, в 1-й половине 20 в., бафтингом называли автоколебания, возникающие при обтекании горизонтального оперения самолёта, когда на него попадает вихревая пелена от крыла. Появление самолётов с трансзвуковыми крейсерскими режимами привело к появлению нового физического вида автоколебательных режимов, связанного с процессами взаимодействия течения в пограничном слое со скачком уплотнения, возникающим в невязком потоке. Бафтинг следует учитывать при проектировании летательных аппаратов новых аэродинамических схем, выполненных с применением новых материалов. Актуальность бафтинга для старого парка манёвренных самолётов обусловлена их модернизацией, изменением области полётных ограничений, использованием новых, более габаритных и массивных подвесных контейнеров и грузов, изменением их расположения на летательных аппаратах, накоплением усталостных повреждений в конструкциях с большим налётом и, соответственно, снижением их прочностных и жесткостных характеристик. На режимах взлёта и посадки углы атаки самолёта довольно значительны. За крылом и отклонёнными элементами механизации образуется зона больших возмущений в потоке. Вследствие этого на оперение и элементы механизации крыла нередко воздействуют существенные нестационарные аэродинамические нагрузки.

Мировое признание получили проведённые работы Г. Г. Абдрашитова (СССР) по бафтингу хвостового оперения самолётов. В последующем значительный вклад в исследования природы и путей решения проблемы бафтинга внесли российские учёные А. Н. Луговцов, В. В. Назаренко, Г. М. Фомин. Исследования бафтинга ведутся многие годы, однако надёжные методы его прогнозирования до сих пор не созданы.

8.2.3. Флаттер оперения

Рис. 8.4. Затенение хвостового оперения спутной струей крыла

Конструкция и эксплуатация
воздушных судов для пилотов и
бортинженеров	8. Вибрации и аэроупругость самолета

Горизонтальное оперение – поверхность, подобная крылу. Поэтому основные виды флаттера оперения имеют такую же природу, как и рассмотренные выше изгибно-крутильная и изгибно-элеронная формы флаттера крыла. Однако форм колебаний у оперения значительно больше, т.к. к собственным деформациям оперения добавляются еще изгиб и кручение фюзеляжа. Основными средствами повышения критической скорости флаттера оперения являются увеличение жесткости оперения и фюзеляжа, а также весовая балансировка стабилизатора и рулей.

8.3. Бафтинг

Бафтинг представляет собой колебания элементов конструкции, обусловленные быстро изменяющимися аэродинамическими силами, вызванными срывным обтеканием впереди лежащих частей самолета. Срыв потока может происходить с крыла при полете на больших углах атаки (рис. 8.4).

Срыв потока может наступать на околозвуковых скоростях полета вследствие образования ударной волны и отрыва пограничного слоя с поверхности крыла. Это так называемый скоростной бафтинг. Наиболее часто встречается бафтинг хвостового оперения. Спектр частот пульсирующих нагрузок, дей-

ствующих на оперение, находящееся в вихревом потоке за крылом, весьма широк, и, следовательно, колебания могут возникнуть на частоте, близкой к частоте собственных колебаний конструкции (резонанс).

Под воздействием срыва потока с крыла может возникнуть, например, бафтинг горизонтального оперения. При этом оперение начинает вибрировать, и амплитуды его колебаний быстро нарастают. Разрушение

© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2009 г	Составитель: В.М. Корнеев	85
	Разработчик: С. П. Пугин.

Конструкция и эксплуатация
воздушных судов для пилотов и
бортинженеров	8. Вибрации и аэроупругость самолета

конструкции при бафтинге может происходить по истечении некоторого времени – вследствие явления усталости, а может происходить очень быстро (если энергия возбуждающих сил велика). Кроме того, затенение хвостового оперения приводит к потере эффективности руля высоты, что сказывается на управлении самолетом.

Так как основной причиной бафтинга являются срывы потока при обтекании отдельных частей самолета, то борьба с ним ведется, главным образом, путем улучшения аэродинамической компоновки самолета. Положительные результаты достигаются за счет выноса горизонтального оперения из зоны спутной струи или повышения изгибной жесткости оперения и фюзеляжа.

В ряде случаев полностью устранить бафтинг практически не удается. Поэтому для таких самолетов вводят ограничения на некоторых режимах полета.

8.4. Дивергенция несущих поверхностей

Рассмотрим прямое крыло, у которого линия центров давлений расположена впереди оси жесткости. В потоке воздуха при положительном угле атаки на крыле создается подъемная сила, момент от которой закручивает его в сторону увеличения угла атаки (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Дивергенция крыла Такая деформация приводит к росту подъемной силы и даль-

нейшему увеличению угла атаки, и так до тех пор, пока упругий момент, соответствующий кручению крыла, не уравновесит момент аэродинамических сил. В некоторых условиях равновесие крыла оказывается невозможным, и оно под воздействием нагрузки апериодически отклоняется от положения равновесия. Явление статической неустойчивости конструкции

© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2009 г	Составитель: В.М. Корнеев	86
	Разработчик: С. П. Пугин.

Конструкция и эксплуатация
воздушных судов для пилотов и
бортинженеров	8. Вибрации и аэроупругость самолета

в потоке воздуха принято называть дивергенцией, или перекручиванием, крыла, а скорость полета, при превышении которой равновесие между ругими и аэродинамическими моментами конструкции невозможно, – критической скоростью дивергенции.

На всех высотах критическая скорость дивергенции должна удовлетворять условию

Vкp.див ≥ 1,2Vmax.max.

Критическая скорость дивергенции возрастает с увеличением жесткости крыла при кручении.

8.5. Потеря эффективности и реверс элеронов

При отклонении элеронов на консолях крыла создаются дополнительные аэродинамические силы: направленная вверх на половине крыла с опущенным элероном и вниз на половине крыла с элероном, отклоненным вверх. Это приводит к нарушению равновесия самолета относительно оси х, возникновению кренящего момента в сторону крыла с поднятым элероном.

Под эффективностью элеронов обычно понимают реакцию самолета на их отклонение. Если при отклонении элеронов угловая скорость крена нарастает быстро, элероны эффективны.

Если самолет вяло реагирует на отклонение элеронов, то эффективность их низка. Реверс элеронов – это обратное действие элеронов, т.е. явление, при котором движение крена происходит в сторону крыла с опущенным элероном.

Потеря эффективности элеронов и реверс элеронов связаны с упругостью конструкции, обуславливающей такие деформации крыла, при которых происходит уменьшение эффективности кренящего момента и даже изменение его знака. При отклонении элеронов на участках крыла, занятых элеронами, возникает дополнительная нагрузка (рис. 8.6). Упругое крыло от этой нагрузки закручивается. Так как элероны расположены у задней кромки крыла, то крыло с опущенным элероном закручивается на

© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2009 г	Составитель: В.М. Корнеев	87
	Разработчик: С. П. Пугин.

Рис. 8.6. Потеря эффективности элеронов

Конструкция и эксплуатация
воздушных судов для пилотов и
бортинженеров	8. Вибрации и аэроупругость самолета

уменьшение углов атаки сечений, а с поднятым элероном – на увеличение углов атаки. Чем больше приращение подъемной силы вследствие закрутки крыла, тем меньше силы на крыле, обусловленные отклонением элеронов, и ниже эффективность последних.

Величина приращения подъемной силы, вызванная закруткой крыла, растет с увеличением скоростного напора, а величина приращения подъемной силы, обусловленная отклонением элеронов, от скоростного напора практически не зависит. В результате с ростом скоростного напора разность между этими величинами уменьшается и при некотором его значении становится равной нулю. Элероны при этом полностью неэффективны. Скорость полета, соответствующую полной потере эффективности элеронов, называют критической скоростью реверса элеронов.

Элероны, расположенные в средней, более жесткой части крыла, в меньшей степени влияют на деформации крыла и поэтому сохраняют свою эффективность до больших чисел М полета.

На всех высотах полёта критическая скорость реверса органов управления должна удовлетворять следующим условиям:

Vкp.pев ≥ 1,2Vmax.max, при Vmax.max ≤ 600 км/ч;

Vкp.pев ≥ Vmax.max + 100 км/ч, при Vmax.max > 600 км/ч.

8.6. «Всплывание» элеронов

«Всплыванием» элеронов принято называть одновременное отклонение элеронов в одну сторону. Возможность «всплывания» объясняется упругостью проводки управления и наличием в ней люфтов.

Отклонения элеронов за счет «всплывания» могут составлять 4-5°.

© НИЛ НОТ НИО УВАУ ГА(и), 2009 г	Составитель: В.М. Корнеев	88
	Разработчик: С. П. Пугин.

Бафтинг — Sukhoi Superjet 100

рейтинг: +1+–x

Валерий Попов: собственно бафтинг это не хорошо и не плохо. Бафтинг при БУА допустим, как эффективное средство сигнализации о приближении к сваливанию, если он не влияет на прочность. Вопрос собственно в том, насколько далеко он начинается от эксплуатационных углов атаки.

Бафтинг на RRJ имеет свои особенности из-за того, что срыв потока начинается в корне крыла. Это подгружает ГО, но зато управляемость по крену самолет сохраняет до очень больших углов. Как я понимаю, самолет на БУА парашютирует, но на крыло не сваливается.

Бафтинга в полетах на обледенение не было. Значит, при нормальной работе СДУ и чистом крыле запасы по бафтингу есть.

Бафтинг хвостового оперения — это вибрация из-за срыва потока с крыла при определённом угле атаки при взлёте и посадки. Все эти вещи давно известны, давно известно, что самолёты со схемой Суперджета/Ту-204/ Боинга-737/757 и всех остальных имеют с этим чуть большую проблему,
чем Т-образное оперение, как у 334 и ан-148 — ну и что?
Длина Суперджета – примерно 30 метров. А его крыло на середине длины фюзеляжа – то есть примерно 13-15 метров от хвостового стабилизатора. Диаметр фюзеляжа примерно 3,3 м, стабилизатор — на половине
его высоты, значит стабилизатор выше основного крыла примерно на 1,6 м. При подъеме носа для увеличении угла атаки во время взлета-посадки хвост самолета опускается. Бафтинг может возникнуть когда хвостовой стабилизатор и основное крыло окажутся на одной высоте. Тангенс этого угла — делим 1,6 м на 13 м = 0,12 — угол атаки 6°.

Давайте сравним с 737. Диаметр фюзеляжа — 4 метра, длина 31-33-34-42 метра (600/700/800/900).
Очевидно, что бафтинг наступит при тангенсе угла атаки 2,0/(14-19 метров) = 0,15-0,11.
Таким образом, проблема бафтинга одинаково нерешаема для Суперджета для Суперджета и для 737-700/800, и вообще для любого низкоплана.

Валерий Попов: С бафтингом все немного сложнее. Важно не стольно взаимное расположение ГО и крыла сколько расположение зон отрыва на крыле. С точки зрения характеристик сваливания желательно иметь начало отрыва в корне крыла. За что это всю историю авиации и боролись. Но плата за это — вероятный бафтинг ГО.

Проблемы с бафтингом ГО на RRJ действительно нерешаемые. В том смысле, что их решать не надо. Нет на RRJ бафтинга в нормальных эксплуатационных условиях, предписываемых п. 25.251. Те режимы, что получены на испытаниях лежат за границами эксплуатационной области. Низкоскоростной бафтинг на RRJ при нормальной работе сисемы управления не существует. При виражах-спиралях получили бафтинг при перегрузке около 2,0 вместо 1,3, предписанных в 25.251(1*).

С другой стороны, еще лет 5 назад по ЛИИ ходили слухи о высокоскоростном бафтинге крыла Ан-148. Так что я с удовольствием посмотрел бы на границы бафтинга Ан-148 по Су. Интересно, при какой массе он выполнит требования по запасу по перегрузке 0,3 при Ммо?

---

Проектирование самолета по ресурсу начинается с определения кривой повторяемости перегрузок. В любом учебнике их приведено несколько по данным десятков тысяч полетов сотен машин нескольких типов. Если на них посмотреть, то можно заметить, что перегрузка 2.0 встречается приблизительно 1 раз на 10000 часов полета. И нечего тут придумывать посадки через задницу кверху шасси и с закрытыми глазами — это все равно, что проектировать шасси, считая, что каждая посадка заканчивается выкатыванием.
Короче: расчеты ресурса, испытания, программа осмотров базируются на ТИПОВОМ полете, а не на глупых изобретениях. Попадание в бафтинг возможно вследствие ошибки пилота, но влияние на ресурс и трудоемкость ТО будет не выше, чем от любой другой ошибки — грубой посадки, превышения скорости и т.д.

сюда будет добавляться все что связано с этой темой

26 Aug 2012 02:40 (опубликовано: skydiver000)

---

Если вам понравилась статья, не забудьте поставить «+»

рейтинг: +1+–x

---

Читайте далее

• Электронная птица — elater1 пишет: а вот электронная птица RRJ-95, разработана немецкой фирмой Liebherr в сотрудничестве с немецкой фирмой Cosateq. Хотя Под фотографией указано, что данный стенд находится в Москве. Валерий Попов пишет: На Либхере около семи стендов…… (+19)

• Зачем вообще нужен этот сертификат EASA, часть 2 — B_D пишет: Вот Вы мне скажите, Вы абсолютно уверены, что сертификат АРМАК невозможно валидировать в Индонезии, Лаосе, Мексике? Я думаю,что это возможно. И отсутствие на самолете российских комплектующих — это большая плата за сертификат EASA, который…… (+18)

• Полёты тестовых машин ГСС — Первый перелёт из Комсомольска-на-Амуре в Жуковский После десятков испытательных полётов в Комсомольске и полётов в Хабаровск, весной 2009 года два самолёта перелетели в Жуковский для продолжения испытаний. физическая карта политическая ночная …… (+14)

• Раменское — Венеция — Раменское на SSJ100 | Видео от Engineer — Этот фильм не про испытания, а про обычный трассовый полёт SSJ100. Таких роликов в интернете много — съёмки из кабины, взлёт, посадка, красивые облака Разница только в том, что это опытная машина 95005, прошедшая солидную часть огней, вод и медных…… (+13)

• Нетехнические истории испытаний — Engineer_2010 пишет: Кстати, о птичках. Бабушки и семечки навеяли на воспоминание Ноябрь и половину декабря 2009 г, мы с коллегами провели в Ульяновске, поскольку в тот период, погода в Подмосковье полностью «скурвилась», а в Поволжье стояла как на. ..… (+13)

• Ночные полеты в Домодедово — matroskin пишет: 95005, аж в 2 часа ночи. Airline: Sukhoi Civil Aviation Flight: 95005 Aircraft: Sukhoi SuperJet 100-95 (SU95) Reg: 97005 Altitude: 1875 ft (572 m) V/S: -128 fpm Speed: 218 kt (404 km/h, 251 mph) Track: 131° Hex: 1F7AED Squawk: 7005…… (+11)

• Долотовский про испытания на обледенение — Заместитель главного конструктора по аэродинамике Александр Долотовский об испытаниях в условиях естественного обледенения, которые проходили в апреле 2009 г. в Архангельске Белые облачка, весенняя капель или болдинская осень, наводящая на…… (+9)

page 1 of 8123…78next »

Случайные статьи

• Инцидент 10 мая 2012 года: проблемы с механизацией крыла — RA-89002, Рейс SU-1200 Москва-Шереметьево — Пермь On 10.05.2012 during the approach of the aircraft RRJ-95B RA-89002 (S/N №95010) to the airport located in Perm and also on 02.06.2012 during the approach of the aircraft RRJ-95B RA-89001 (S/N 95008) to the airport located in Kazan the failures. ..… (+0)

• Российский «пассажир» и тихие американцы — 12 марта 2003 года . Интереснейшая статья с обидой и первой критикой еще бумажного самолета. Первые возмущения: нерусским названием продукта, расположением МСУ (указана конкретная организация которую обеспокоил сей факт), гневное сотрясание заслугами КБ Туполева и указание на никчемность Сухого…… (+2)

• Сравнение самолетов в сегменте 100-149 мест | 10.08.2012 — Статья не закончена: Требуется вычитка и оформление (проверьте перевод) Требуется свести все данные из картикнок в одну удобную таблицу. Ну или большинство данных. Исследование, опубликованое изданием AirInsight, утверждает, что рынок самолетов на 100-149 мест, на который часто клевещут, вполне…… (+11)

---

Использование материалов сайта разрешается только при условии размещения ссылки на superjet100.info

Пропеллер

— В чем разница между «неуправляемым винтом» и «оперенным винтом»?

Спросил 3 года, 9 месяцев назад

Изменено 3 года, 2 месяца назад

Просмотрено 6к раз

$\begingroup$

Мой отец был летчиком-истребителем P-51 во время Второй мировой войны. Еще один P-51, которым управлял его приятель, получил «неуправляемый винт», в результате чего самолет не смог поддерживать нормальную высокую скорость, в итоге двигатель перегрелся, и самолет взорвался над Ла-Маншем. . К счастью, пилот, майор Фой из 357-й FG, заметил чрезмерно высокую температуру двигателя и выпрыгнул прямо перед тем, как он взорвался. Что может привести к тому, что «убегающий винт» регулируемого винта приведет к потере тяги и высокой температуре двигателя?

• пропеллер

$\endgroup$

$\begingroup$

«Убегающий винт» возникает из-за отказа механизма управления шагом гребного винта постоянной скорости. Feathering поворачивает лопасть винта как можно ближе к ветру на 90 градусов, сводя к минимуму воздействие воздушного потока. Это, очевидно, снижает лобовое сопротивление и используется при выключенном двигателе.

Состояние разгона возникает, когда из-за неисправности пропеллера лопасть перемещается в положение «точно», которое используется при более низких скоростях воздуха. Это противоположно оперению, поскольку теперь лопасти винта гораздо больше наклонены к ветру, как в ветряной мельнице. Сила воздушного потока буквально теперь раскручивает двигатель до чрезмерных оборотов. Шаг винта не соответствует его воздушной скорости, как у грузовика, переходящего на пониженную передачу на скорости шоссе. Обороты двигателя краснеют и вызывают перегрев, а сопротивление неправильно установленного винта замедляет самолет.

К счастью, пилот знал об опасности и смог уйти.

$\endgroup$

8

$\begingroup$

Винт регулирует обороты двигателя с помощью регулятора грузоподъемности (функционально похожего на те, что используются в паровых двигателях), который увеличивает или уменьшает шаг винта в зависимости от необходимости, чтобы поддерживать постоянные обороты, независимо от настройки дроссельной заслонки. Регулятор управляет либо электрическим сигналом (электрический Curtiss), либо давлением моторного масла (гидраматические гребные винты), чтобы обеспечить движущую силу для вращения лопастей.

Аэродинамические нагрузки на лопасти всегда пытаются привести их к максимально точному шагу, а сервосилы, регулируемые регулятором, препятствуют этому. Если регулятор выйдет из строя или подача масла к ступице винта прекратится так, что регулятор не сможет изменить положение лопастей в зависимости от воздушной нагрузки, лопасти естественным образом расслабятся до полного нормального положения, что разгрузит двигатель и позволит ему разогнаться. насколько сильно зависит от настройки дроссельной заслонки.

Так что, если пропеллер убегает, вы едете, занимаясь своими делами, и внезапно обороты двигателя подскакивают за красную черту, пока вы не нажмете на педаль газа. Это не сильно отличается от выжимания сцепления на автомобиле, когда у вас нажата педаль. Вам лучше сбросить газ на скорую руку, если вы не хотите повредить двигатель.

Перегрев — это нечто другое. Разгон происходит очень быстро, в то время как перегрев двигателя является более долгосрочной проблемой. Не уверен, что перегрев был напрямую связан с проблемами опоры. Если бы у вас был разгон, но вы смогли бы уменьшить дроссельную заслонку настолько, чтобы поддерживать обороты двигателя на красной черте или ниже, я не уверен, почему вы бы перегрелись с отключением мощности назад. Вполне возможно, что, чтобы избежать снижения, он держал достаточно газа, чтобы поддерживать высоту, но при этом обороты оставались значительно выше красной отметки, а продолжительная работа на превышении скорости приводила к перегреву двигателя (в основном из-за избыточного тепла, выделяемого слишком быстрым движением поршня).

$\endgroup$

1

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. Идентификация

функций — Какой популярный турбовинтовой двигатель флюгирует лопасти винта при каждом останове?

$\begingroup$

Глава 12 Справочника FAA по полетам на самолетах, в которой обсуждается многомоторный полет, в разделе про винт довольно подробно рассказывается о том, как большинство двигателей с флюгирующим пропеллером на многодвигательных самолетах имеют механизм, который предотвращает флюгирование пропеллера, если двигатель RPM ниже определенного значения, прежде чем упомянуть, что одна конкретная широко используемая модель турбовинтового двигателя , а не имеет этот механизм:

Как только что было описано, потеря давления масла в регуляторе гребного винта позволяет противовесам, пружине и/или заряду купола привести лопасти в флюгирование. По логике вещей, лопасти гребного винта должны смещаться каждый раз, когда двигатель останавливается, когда давление масла падает до нуля. Однако этого не происходит. Этому препятствует небольшой штифт в механизме изменения шага ступицы гребного винта, который не позволяет лопастям гребного винта смещаться, как только частота вращения падает ниже примерно 800. Штифт определяет отсутствие центробежной силы от вращения гребного винта и встает на место, предотвращая от оперения. Следовательно, если винт должен быть флюгирован, это необходимо сделать до того, как число оборотов двигателя упадет ниже примерно 800. На одной популярной модели турбовинтового двигателя лопасти винта фактически смещаются при каждом останове. Этот воздушный винт не оснащен такими центробежными штифтами из-за уникальной конструкции двигателя. [Справочник FAA по полетам на самолетах (FAA-H-8083-3B), глава 12 («Переход на многодвигательные самолеты»), курсив мой.]

В чем особенность этого выдающегося двигателя и какой уникальный аспект его конструкции является причиной его отличия от других двигателей с флюгерным винтом?

• воздушный винт
• характеристика
• конструкция двигателя
• турбовинтовой

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Это типично для De Havilland Canada Dash-8, который оснащен двигателями Pratt & Whitney Canada PW100 . Другие самолеты, оснащенные этим двигателем, также, похоже, имеют флюгированные винты во время остановки. Гребные винты не оперены только после запуска двигателя (см., например, это видео на YouTube, на котором ATR 72-600 запускает двигатели с все еще оперенным винтом).

---

Из руководства Dash-8 Q400:

Ручная растушевка

Ручное флюгирование воздушного винта используется во время выключения двигателя путем выбора рычага соответствующего состояния в положение START & FEATHER и/или FUEL OFF.

^{(Руководство по Dash-8 Q400 — гребной винт)}

Обычная процедура выключения состоит в том, чтобы сначала выбрать CL (рычаги состояния) в положение START & FEATHER, затем дать двигателю поработать около 30 секунд (с уже флюгированным винтом) и затем выберите FUEL OFF:

РЫЧАГИ МОЩНОСТИ И СОСТОЯНИЯ ….. ДИСК / START&FEATHER
[…]
COND. РЫЧАГИ (ПОСЛЕ 30 с) ….. FUEL OFF

^{(Dash-8 Q400 — Стандартные процедуры)}

^{(Dash-8 Q400 Руководство — Силовая установка)}

В руководстве не указывается причина флюгирования гребного винта при каждом останове. Он быстро снижает скорость вращения винта при отключении и, следовательно, позволяет наземному персоналу приближаться к самолету без особых задержек. Такая конструкция возможна только на двигателях со свободной турбиной, потому что в противном случае высокое сопротивление флюгерного винта потребовало бы слишком большой мощности при запуске 9.0122 1 .

Отличие от других турбовинтовых двигателей может быть связано с конструкцией альтернативной системы оперения:

Пропеллерный перьевой насос

Вспомогательный гребной насос для флюгирования обеспечивает независимое средство флюгирования воздушного винта в случае выхода из строя первичных средств пера. Вспомогательный насос состоит из электродвигатель 28 В постоянного тока, приводящий в действие внешний шестеренчатый насос, который питает вторичный источник масло под давлением для флюгирования гребного винта. Перьевой насос также используется для расчесывания и распускает гребной винт по мере необходимости в целях технического обслуживания.

^{(Dash-8 Q400 Manual — Propeller)}

---

¹ : Например, на Dornier 228 (с турбовинтовыми двигателями Honeywell TPE331 с одной катушкой ) :

При старте с земли гребные винты удерживаются механически для минимального сопротивления в положении с малым шагом. пусковые замки с пружинным приводом. […] Чтобы включить их, когда двигатель не работает, UNF-PUMP должен быть активируется рычагом POWER в положении REVERSE, пока не будет достигнут минимальный угол наклона лопасти винта.

^{(Dornier 288-100 POH — Описание самолетов и систем — Пропеллеры)}

$\endgroup$

0

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Регулируемый шаг и флюгирование с постоянной скоростью | Stockton Propeller

Когда братья Райт впервые задумались об аэродинамике полета, их конструкции отличались от современных самолетов. Мы собираемся более подробно рассмотреть различные типы авиационных винтов, используемых в современных самолетах.

Воздушный винт — это часть самолета, которая преобразует энергию вращения, создаваемую его мощностью, в движущую силу. Пропеллеры являются неотъемлемой частью любого самолета. Без них самолет не может летать. Крайне важно, чтобы при выборе винтов для вашего самолета учитывались все условия эксплуатации. К ним относятся взлет, набор высоты, крейсерская и высокая скорость.

Сегодня существует множество типов воздушных винтов. Самый простой из этих гребных винтов — это гребной винт фиксированного шага или регулируемый по земле. К более сложным винтам относятся системы регулируемого шага и сложные системы постоянной скорости (автоматы).

В Stockton Propeller работают специалисты по ремонту винтов. Если вам необходимо проверить или отремонтировать ваши гребные винты, не ищите ничего, кроме пропеллера Stockton!

Но сначала давайте взглянем на некоторые из наиболее распространенных типов пропеллеров и их различия.

Гребные винты с постоянной скоростью

В гребном винте с постоянной скоростью используется гидравлический или электрический механизм изменения шага, управляемый регулятором. Летчик с помощью рычага оборотов в кабине регулирует настройку регулятора. Во время работы гребной винт постоянной скорости автоматически меняет свой угол, чтобы поддерживать постоянную скорость двигателя. Если мощность двигателя увеличивается, угол наклона лопастей увеличивается, позволяя гребному винту поглощать дополнительную энергию, в то время как число оборотов остается постоянным. То же самое касается обратного. Если мощность двигателя уменьшается, угол уменьшается, из-за чего гребные винты потребляют меньше воздуха, стабилизируя обороты двигателя. Пилот выбирает обороты двигателя, необходимые для каждого конкретного типа операции.

Пропеллеры постоянной скорости увеличивают угол, когда самолет пикирует, и уменьшают угол, когда он набирает высоту. Эти изменения связаны с изменением загрузки рейса. Таким образом, регулятор пытается поддерживать постоянное число оборотов в минуту. Регулятор гребного винта — это механизм, который позволяет гребному винту работать с постоянной скоростью. Регулятор винта определяет скорость самолета и изменяет угол наклона винта, чтобы поддерживать определенное число оборотов в минуту. Это изменение достигается увеличением или уменьшением давления масла, подаваемого на гребной винт. Губернатор не учитывает условия эксплуатации самолета.

Когда самолет входит в пикирование, угол наклона винта увеличивается. Это увеличение предотвращает превышение скорости, а выходная мощность не меняется, поскольку настройки дроссельной заслонки не меняются. Обратное происходит во время подъема. Регулятор уменьшит угол наклона лопасти, чтобы поддерживать желаемую скорость вращения.

Высококачественные пропеллерные системы с постоянной частотой вращения реагируют на небольшие изменения, чтобы обеспечить постоянство оборотов двигателя на протяжении всего полета.

Каждому гребному винту с постоянной скоростью необходима противодействующая сила, действующая против давления масла регулятора.

Многомоторные и пилотажные пропеллеры используют противовесы, установленные на лопасти пропеллера, чтобы двигаться в направлении большого шага при вращении пропеллера. Некоторые также используют давление воздуха и пружины для перемещения лопастей в сторону высокого шага. Давление масла от регулятора будет перемещать лопасти в сторону малого шага.

В большинстве гребных винтов с одним двигателем используются пружины и аэродинамический крутящий момент для перемещения лопастей в сторону малого шага и давление масла для перемещения лопастей в сторону большого шага.

Гребные винты с регулируемым шагом

Как следует из названия, пилот может изменить шаг или угол наклона винта регулируемого шага во время полета, пока винт все еще работает. Преимуществом этого является изменение угла пропеллера в соответствии с условиями полета. Пилот может изменять шаг винта в полете или управлять двигателем с помощью механизма изменения шага с гидравлическим или электрическим приводом.

Винт с регулируемым шагом позволяет изменять угол наклона во время вращения гребного винта. Это изменение позволяет пропеллеру принимать угол, обеспечивающий наилучшие характеристики при определенных условиях полета. Количество положений шага может быть ограничено, как и в случае с двухпозиционным управляемым винтом. Или пилот может отрегулировать шаг на любой угол между минимальным и максимальным значением. Использование винтов регулируемого шага позволяет достигать требуемых оборотов двигателя для любых конкретных условий полета.

Эти винты регулируемого шага легко спутать с винтами постоянной скорости, но они очень разные.

Гребные винты с регулируемым шагом позволяют изменять угол наклона гребного винта во время его вращения. Но пропеллер должен быть заменен пилотом вручную. Угол винта не изменится, пока пилот не изменит его вручную. Шаг винта с постоянной скоростью может изменяться автоматически.

С винтом регулируемого шага пилот изменяет угол прямо в полете. Угол не изменится автоматически, только когда пилот изменит его вручную.

Винты с флюгированием

В многодвигательных самолетах используются гребные винты с флюгированием, что снижает до минимума сопротивление винта в условиях отказа двигателя. Опирающий винт — это тип винта постоянной скорости, используемый на многомоторных самолетах.

Винты флюгерного типа имеют механизм изменения шага на угол примерно 90 градусов. Обычно гребной винт флюгируется, когда двигатель не может обеспечить мощность, необходимую для вращения гребного винта. Наклоняя пропеллер параллельно направлению полета, сопротивление самолета уменьшается. Когда пропеллеры параллельны линии полета, пропеллер перестает вращаться, и возникает минимальная ветряная мельница, если таковая имеется.

Почти все малые винты с флюгированием используют давление масла для уменьшения шага винта, в то время как противовесы, пружины и сжатый воздух переводят винты на большой шаг. Поскольку гребные винты переходят в флюгированное положение во время останова, защелки блокируют гребной винт в положении малого шага, поскольку гребной винт замедляется при остановке. Они могут быть внешними или внутренними, внутри ступицы гребного винта. Центробежная сила удерживает защелки во время обычного полета, чтобы они не мешали пропеллерам флюгировать. Защелки предотвращают чрезмерную нагрузку на двигатель и стартер при запуске. Если бы гребной винт находился в флюгированном положении во время запуска двигателя, это создало бы чрезмерную нагрузку на двигатель в то время, когда двигатель уже подвержен износу.

Перегружены? Нужен ремонт гребного винта? Просто есть вопросы?

Постоянная скорость, регулируемый шаг, флюгирование… Не нужно перегружаться всеми типами авиационных винтов! (Кроме того, мы еще даже не рассмотрели их все.) Пожалуйста, продолжайте читать нашу следующую запись в блоге, где мы продолжим более подробную информацию о различных типах винтов.

Тем временем в Stockton Propeller работают специалисты по ремонту винтов из композитных материалов.