Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Кинематические характеристики воздушного винта




 

Перемещаясь вместе с воздушным судном, лопасти винта совершают вращательно-поступательное движение, и его кинематические и аэродинамические характеристики определяются скоростью этого совместного движения (см. рис. 1).

На рис. 2 представлено движение элемента лопасти в некотором сечении на радиусе r от втулки.

 

    

    Рис. 1                                                       Рис. 2

 

Скорость движения элемента лопасти  является геометрической суммой поступательной скорости движения воздушного винта вместе с самолетом  и линейной скорости в плоскости вращения винта  = 2πrnВ = r𝜔В, где:

nВ  - число оборотов винта в секунду

𝜔В - угловая скорость вращения винта [рад/с]

r - радиус рассматриваемого сечения лопасти

 =  +

При вращении винта возникают индуктивные скорости, величину которых определяют из теории винта, но в практической аэродинамике воздушного винта самолета ими пренебрегают.

Угол установки лопасти 𝜑 (см. рис. 2) – это угол, заключенный между хордой сечения лопасти и плоскостью воздушного винта.

По мере удаления от оси вращения, линейная скорость вращения  элемента лопасти увеличивается. Таким образом, все элементы лопасти движутся с различными линейными скоростями вращения, и, как следствие, под различными углами к набегающему потоку воздуха. Для того, чтобы обеспечить нормальную работу каждого элемента, применяют геометрическую и аэродинамическую крутку.

Геометрическая крутка  - разница между углом установки лопасти в сечении радиуса r (на расстоянии r от втулки) и номинального угла установки лопасти в сечении 0,75R

Аэродинамическая крутка заключается в том, что лопасть набирается из разных профилей - по мере удаления от оси вращения винта, толщина лопасти уменьшается. Аэродинамическая крутка позволяет увеличить критическое число М и уменьшить волновое сопротивление.

Направление результирующей скорости поступательно-вращательного движения воздушного винта, а также угол установки элемента лопасти 𝜑 определяют угол атаки элемента лопасти α – угол между хордой элемента лопасти и вектором результирующей скорости .

Существуют воздушные винты фиксированного шага (ВФШ), имеющие один конструктивный угол установки лопасти (винт самолета Cessna 172S); винты изменяемого шага (ВИШ), угол установки лопастей которого изменяется с помощью механизма поворота лопасти (регулятор постоянства оборотов - РПО) (DA40, DA42, DV20, Як-18Т, Ан-2, Ан-24, Ан-26, Ил-114, Ан-140 и т.д.); и винты регулируемого или переставного шага, на которых угол установки лопасти может быть изменен на земле.

Значение линейной скорости вращения  зависит от оборотов винта и расстояния рассматриваемого сечения от втулки, и по мере его увеличения величина  может возрастать до значений, сравнимых со скоростью звука на данной высоте. При этом профиль концевого участка лопасти попадает в трансзвуковой режим обтекания - на концах лопастей возникают скачки уплотнения, что приводит к появлению волнового сопротивления и увеличению сопротивления винта в целом, а следовательно, и к снижению его КПД.

Для того, чтобы избежать появления волнового кризиса на концевых сечениях лопасти, скорость вращения винта понижается по отношению к скорости вращения вала двигателя с помощью редуктора; соотношение между оборотами винта и двигателя задается числом редукции.

Возникновение тяги воздушного винта аналогично возникновению подъемной силы крыла: лопасть винта можно рассматривать как крыло, совершающее вращательно-поступательное движение. При этом угол атаки каждого элемента лопасти зависит от скорости поступательного движения винта вместе с самолетом , от скорости вращательного движения  = 2πrnВ и от угла установки 𝜑.

При увеличении скорости поступательного движения  угол атаки элемента лопасти уменьшается; при увеличении оборотов n и, как следствие, линейной скорости вращения , угол атаки элемента лопасти увеличивается; при увеличении угла установки 𝜑 угол атаки увеличивается.

К кинематическим характеристикам воздушного винта относятся:

 

· геометрический шаг винта Н - расстояние, которое движущийся поступательно винт должен пройти за один свой полный оборот, если бы он двигался в воздухе как в твердой среде; Н = 2πr tg(𝜑)

· поступь винта h - действительное расстояние, на которое движущийся поступательно винт продвигается в среде за один свой полный оборот вместе с самолетом; h =

· относительная поступь винта λ =  . Относительная поступь винта – безразмерный коэффициент, являющийся критерием подобия в теории винта. При постоянном угле установки лопасти угол атаки зависит от соотношения скоростей  и , то есть является функцией относительной поступи λ.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1840 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Самообман может довести до саморазрушения. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2513 - | 2360 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.