प्रोपेलर सिद्धांत: पहिल्या प्रोपेलरपासून भविष्यातील कार्यक्षम युनिट्सपर्यंत. प्रोपेलर - ऑपरेशनचे सिद्धांत, वैशिष्ट्ये व्हेरिएबल पिच प्रोपेलरच्या ऑपरेशनचे मुख्य मोड

विमान उर्जा संयंत्रांचा उद्देश आणि प्रकार.

पॉवर प्लांटची रचना केली आहे ड्रॅगवर मात करण्यासाठी आवश्यक थ्रस्ट फोर्स तयार करणे आणि विमानाची पुढे जाणे सुनिश्चित करणे.

ट्रॅक्शन फोर्स हे इंजिन, प्रोपेलर (प्रोपेलर) आणि प्रोपल्शन सिस्टम (इंधन प्रणाली, स्नेहन प्रणाली, कूलिंग सिस्टम इ.) च्या ऑपरेशनची खात्री करणार्‍या सिस्टमच्या स्थापनेद्वारे तयार केले जाते.

सध्या, टर्बोजेट आणि टर्बोप्रॉप इंजिन मोठ्या प्रमाणावर वाहतूक आणि लष्करी विमानचालनात वापरले जातात. क्रीडा, कृषी आणि सहाय्यक विमानचालनाच्या विविध उद्देशांमध्ये, पिस्टन अंतर्गत दहन विमान इंजिनसह उर्जा संयंत्रे अद्याप वापरली जातात, जी बर्निंग इंधनाची थर्मल उर्जा प्रोपेलरच्या घूर्णन उर्जेमध्ये रूपांतरित करतात.

Yak-18T, Yak-52 आणि Yak-55 विमानांवर, पॉवर प्लांटमध्ये M-14P पिस्टन इंजिन आणि V530TA-D35 व्हेरिएबल-पिच प्रोपेलर असते.

अनेक क्रीडा विमाने रोटॅक्स इंजिन वापरतात:

प्रोपेलर वर्गीकरण

स्क्रू वर्गीकृत आहेत:

ब्लेडच्या संख्येनुसार - दोन-, तीन-, चार- आणि मल्टी-ब्लेड;

उत्पादनाच्या सामग्रीनुसार - लाकडी, धातू, मिश्र;

रोटेशनच्या दिशेने (कॉकपिटमधून फ्लाइटच्या दिशेने पहा) - डावे आणि उजवे रोटेशन;

इंजिनच्या सापेक्ष स्थानानुसार - खेचणे, ढकलणे;

ब्लेडच्या आकारानुसार - सामान्य, सेबर-आकाराचे, कुदळ-आकाराचे;

प्रकारानुसार - निश्चित, न बदलता येणारी आणि परिवर्तनीय पायरी.

प्रोपेलरमध्ये हब, ब्लेड असतात आणि विशेष बुशिंगसह इंजिन शाफ्टवर माउंट केले जातात.

फिक्स्ड पिच स्क्रू ब्लेड असतात जे त्यांच्या अक्षांभोवती फिरू शकत नाहीत. हबसह ब्लेड एक युनिट म्हणून बनवले जातात.

निश्चित खेळपट्टीचा स्क्रू रोटेशनच्या विमानापर्यंत कोणत्याही कोनात उड्डाण करण्यापूर्वी जमिनीवर ब्लेड स्थापित केले जातात आणि निश्चित केले जातात. फ्लाइटमध्ये, स्थापना कोन बदलत नाही.

व्हेरिएबल पिच स्क्रू यात ब्लेड आहेत जे ऑपरेशन दरम्यान, हायड्रॉलिक किंवा इलेक्ट्रिक कंट्रोलद्वारे किंवा आपोआप, त्यांच्या अक्षांभोवती फिरू शकतात आणि रोटेशनच्या प्लेनमध्ये इच्छित कोनात सेट केले जाऊ शकतात.

तांदूळ. 1 एअर फिक्स्ड-पिच दोन-ब्लेड प्रोपेलर

तांदूळ. 2 प्रोपेलर V530TA D35

ब्लेड कोनांच्या श्रेणीनुसार, प्रोपेलर विभागले गेले आहेत:

पारंपारिक वर, ज्यामध्ये स्थापना कोन 13 ते 50 ° पर्यंत बदलतो, ते हलके विमानांवर स्थापित केले जातात;

पंखांवर - स्थापना कोन 0 ते 90° पर्यंत बदलतो;

ब्रेक किंवा रिव्हर्स प्रोपेलरवर, -15 ते +90 ° पर्यंत व्हेरिएबल इन्स्टॉलेशन अँगल असतो, अशा प्रोपेलरसह ते नकारात्मक थ्रस्ट तयार करतात आणि विमानाच्या धावण्याची लांबी कमी करतात.

प्रोपेलर खालील आवश्यकतांच्या अधीन आहेत:

स्क्रू मजबूत आणि थोडे वजन असणे आवश्यक आहे;

वजन, भौमितिक आणि वायुगतिकीय सममिती असणे आवश्यक आहे;

उड्डाणातील विविध उत्क्रांती दरम्यान आवश्यक जोर विकसित करणे आवश्यक आहे;

सर्वोच्च कार्यक्षमतेने कार्य केले पाहिजे.

Yak-18T, Yak-52 आणि Yak-55 विमानांवर, डाव्या रोटेशनचे पारंपारिक पॅडल-आकाराचे लाकडी दोन-ब्लेड ट्रॅक्टर प्रोपेलर, हायड्रोलिक कंट्रोल V530TA-D35 सह व्हेरिएबल पिच स्थापित केले आहे (चित्र 2).

स्क्रूची भौमितिक वैशिष्ट्ये

रोटेशन दरम्यान ब्लेड पंखांप्रमाणेच वायुगतिकीय शक्ती तयार करतात. प्रोपेलरची भौमितिक वैशिष्ट्ये त्याच्या वायुगतिकींवर परिणाम करतात.

स्क्रूची भौमितिक वैशिष्ट्ये विचारात घ्या.

योजना मध्ये ब्लेड आकार- सर्वात सामान्य सममितीय आणि सेबर.

तांदूळ. 3. प्रोपेलरचे आकार: a - ब्लेड प्रोफाइल, b - प्लॅनमधील ब्लेडचे आकार

तांदूळ. 4 व्यास, त्रिज्या, प्रोपेलरची भौमितिक खेळपट्टी

तांदूळ. 5 हेलिक्स विकास

ब्लेडच्या कार्यरत भागाच्या विभागांमध्ये विंग प्रोफाइल आहेत. ब्लेड प्रोफाइल जीवा, सापेक्ष जाडी आणि सापेक्ष वक्रता द्वारे दर्शविले जाते.

अधिक शक्तीसाठी, परिवर्तनीय जाडी असलेले ब्लेड वापरले जातात - रूटच्या दिशेने हळूहळू जाड होणे. विभागांच्या जीवा एकाच विमानात नसतात, कारण ब्लेड वळवले जाते. हवेतून कापलेल्या ब्लेडच्या काठाला अग्रगण्य किनार असे म्हणतात आणि मागच्या काठाला अनुगामी किनार असे म्हणतात. स्क्रूच्या रोटेशनच्या अक्षाला लंब असलेल्या विमानाला स्क्रूच्या रोटेशनचे समतल म्हणतात (चित्र 3).

स्क्रू व्यास जेव्हा प्रोपेलर फिरते तेव्हा ब्लेडच्या टोकांनी वर्णन केलेल्या वर्तुळाचा व्यास म्हणतात. आधुनिक प्रोपेलरचा व्यास 2 ते 5 मीटर पर्यंत आहे. V530TA-D35 प्रोपेलरचा व्यास 2.4 मीटर आहे.

भौमितिक स्क्रू खेळपट्टी - हे अंतर आहे जे भाषांतरित प्रोपेलरने एका संपूर्ण क्रांतीमध्ये प्रवास करणे आवश्यक आहे जर ते घन माध्यमाप्रमाणे हवेत फिरत असेल (चित्र 4).

प्रोपेलर ब्लेड कोन  - हा ब्लेड विभागाचा प्रॉपेलरच्या फिरण्याच्या विमानाकडे झुकण्याचा कोन आहे (चित्र 5).

प्रोपेलरची पिच काय आहे हे निर्धारित करण्यासाठी, कल्पना करा की प्रोपेलर एका सिलेंडरमध्ये फिरतो ज्याची त्रिज्या r प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या केंद्रापासून प्रोपेलर ब्लेडवर बिंदू B पर्यंतच्या अंतराएवढी आहे. मग या टप्प्यावर स्क्रूचा विभाग सिलेंडरच्या पृष्ठभागावरील हेलिक्सचे वर्णन करेल. BV लाईनच्या बाजूने स्क्रू H च्या पिचच्या बरोबरीने सिलेंडरचा सेगमेंट विस्तृत करू. तुम्हाला एक आयत मिळेल ज्यामध्ये हेलिक्स सेंट्रल बँकेच्या या आयताच्या कर्णात बदलले आहे. हा कर्ण कोनात BC स्क्रूच्या फिरण्याच्या विमानाकडे कललेला आहे  . काटकोन त्रिकोण TsVB वरून आपल्याला स्क्रू पिच काय समान आहे ते आढळते:

(3.1)

स्क्रूची खेळपट्टी जितकी मोठी असेल तितकी ब्लेडच्या स्थापनेचा कोन जास्त असेल  . ब्लेडच्या बाजूने स्थिर पिच (सर्व विभागांमध्ये समान पिच असते), व्हेरिएबल पिच (विभागांची पिच वेगळी असते) सह प्रोपेलर्सचे उपविभाजित केले जाते.

V530TA-D35 प्रोपेलरमध्ये ब्लेडच्या बाजूने एक परिवर्तनीय पिच आहे, कारण ते वायुगतिकीय दृष्टिकोनातून फायदेशीर आहे. प्रोपेलर ब्लेडचे सर्व विभाग आक्रमणाच्या समान कोनात हवेच्या प्रवाहात जातात.

जर प्रोपेलर ब्लेडच्या सर्व विभागांची पिच वेगळी असेल, तर रोटेशनच्या केंद्रापासून 0.75R च्या समान अंतरावर असलेल्या विभागाची खेळपट्टी, जिथे R ही प्रोपेलरची त्रिज्या आहे, ती सामान्य खेळपट्टी मानली जाते. प्रोपेलर या पायरीला म्हणतात नाममात्र आणि या विभागाचा स्थापना कोन- नाममात्र स्थापना कोन .

प्रोपेलरची भौमितिक खेळपट्टी प्रोपेलरच्या पिचपेक्षा हवेतील प्रोपेलरच्या स्लिपच्या प्रमाणात भिन्न असते (चित्र 4 पहा).

प्रोपेलर पिच - हेच खरे अंतर आहे जे एका पूर्ण क्रांतीमध्ये विमानासोबत हळूहळू हलणारे प्रोपेलर हवेत फिरते. जर विमानाचा वेग किमी/ताशी व्यक्त केला असेल आणि प्रोपेलरच्या आवर्तनांची संख्या प्रति सेकंद असेल, तर प्रोपेलरची पिच एच पीसूत्र वापरून शोधता येते

(3.2)

स्क्रूची खेळपट्टी स्क्रूच्या भौमितिक खेळपट्टीपेक्षा थोडी कमी असते. हे या वस्तुस्थितीद्वारे स्पष्ट केले आहे की घन माध्यमाच्या तुलनेत स्क्रू कमी घनतेमुळे रोटेशन दरम्यान हवेत घसरतो.

भौमितिक खेळपट्टीचे मूल्य आणि प्रोपेलरच्या खेळपट्टीतील फरक म्हणतात स्क्रू स्लिप आणि सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाते

एस= एच- एच n . (3.3)

हालचालीचा वेग आणि प्रोपेलर ब्लेड एलिमेंटच्या हल्ल्याचा कोन

प्रोपेलरच्या वायुगतिकीय वैशिष्ट्यांमध्ये आक्रमणाचा कोन आणि प्रोपेलर थ्रस्ट यांचा समावेश होतो.

प्रोपेलर ब्लेडच्या घटकांच्या हल्ल्याचा कोन  घटकाची जीवा आणि त्याच्या वास्तविक परिणामी हालचालीची दिशा यांच्यातील कोन म्हणतात प(चित्र 6).

तांदूळ. 6 स्थापना कोन आणि ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन: a - ब्लेड घटकाच्या हल्ल्याचा कोन, b - ब्लेड घटकाचा वेग

ब्लेडचा प्रत्येक घटक एक जटिल हालचाल करतो, ज्यामध्ये रोटेशनल आणि ट्रान्सलेशनल असते. रोटेशनल गती आहे

कुठे n सह- इंजिन गती.

पुढे गती विमानाचा वेग आहे व्ही . ब्लेड घटक प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या केंद्रापासून जितके दूर असेल तितका रोटेशनचा वेग जास्त असेल यू .

जेव्हा प्रोपेलर फिरतो, तेव्हा ब्लेडचा प्रत्येक घटक वायुगतिकीय शक्ती तयार करेल, ज्याचे परिमाण आणि दिशा विमानाच्या गतीवर (येणाऱ्या प्रवाहाचा वेग) आणि आक्रमणाच्या कोनावर अवलंबून असते.

अंजीर लक्षात घेता. 6a, हे पाहणे सोपे आहे:

जेव्हा प्रोपेलर फिरत असतो आणि पुढे जाण्याचा वेग शून्य असतो (व्ही=0), नंतर प्रोपेलर ब्लेडच्या प्रत्येक घटकामध्ये ब्लेड घटकाच्या स्थापनेच्या कोनाइतका आक्रमणाचा कोन असतो  ;

प्रोपेलरच्या अनुवादात्मक हालचालीसह, प्रोपेलर ब्लेड घटकाच्या आक्रमणाचा कोन प्रोपेलर ब्लेड घटकाच्या झुकावच्या कोनापेक्षा वेगळा असतो (त्यापेक्षा लहान होतो);

आक्रमणाचा कोन जितका मोठा असेल तितका प्रोपेलर ब्लेड घटकाचा इंस्टॉलेशन कोन जास्त असेल;

प्रोपेलर ब्लेड घटकाच्या रोटेशनची परिणामी गती पअनुवादात्मक आणि रोटेशनल वेगांच्या भौमितिक बेरीजच्या समान आहे आणि काटकोन त्रिकोणाच्या नियमानुसार आढळते

(3.5)

रोटेशनचा वेग जितका जास्त असेल तितका प्रोपेलर ब्लेड घटकाच्या हल्ल्याचा कोन जास्त असेल. याउलट, प्रोपेलरचा पुढे जाण्याचा वेग जितका जास्त असेल तितका प्रोपेलर ब्लेड घटकाच्या हल्ल्याचा कोन लहान असेल.

प्रत्यक्षात, चित्र अधिक क्लिष्ट आहे. स्क्रू हवा आत घेतो आणि फिरवतो, तो परत फेकतो, त्याला अतिरिक्त वेग देतो वि, ज्याला सक्शन गती म्हणतात. परिणामी, खरा वेग प"जर ते भौमितीय पद्धतीने जोडले गेले तर ते सक्शन गतीपेक्षा परिमाण आणि दिशेने भिन्न असतील. म्हणून, आक्रमणाचे खरे कोन  " कोनापेक्षा वेगळे असेल  (अंजीर 6, ब).

वरील विश्लेषण करून, आपण निष्कर्ष काढू शकतो:

पुढे वेगाने व्ही=0 हल्ल्याचा कोन जास्तीत जास्त आहे आणि प्रोपेलर ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनाइतका आहे;

अनुवादाच्या गतीमध्ये वाढ झाल्यामुळे, हल्ल्याचा कोन कमी होतो आणि स्थापना कोनापेक्षा कमी होतो;

उच्च उड्डाण वेगाने, ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन नकारात्मक होऊ शकतो;

प्रोपेलरच्या फिरण्याचा वेग जितका जास्त असेल तितका त्याच्या ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन जास्त असेल;

जर उड्डाणाचा वेग स्थिर असेल आणि इंजिनचा वेग कमी झाला तर हल्ल्याचा कोन कमी होतो आणि नकारात्मक होऊ शकतो.

काढलेले निष्कर्ष हे स्पष्ट करतात की फिक्स्ड-पिच प्रोपेलरची थ्रस्ट फोर्स उड्डाण गती आणि क्रांतीच्या संख्येतील बदलाने कशी बदलते.

प्रोपेलर थ्रस्ट वायुगतिकीय शक्तीच्या क्रियेच्या परिणामी उद्भवते  आर रोटेशन दरम्यान प्रोपेलर ब्लेडच्या घटकावर (चित्र 1).

रोटेशनच्या अक्षाच्या समांतर आणि रोटेशनच्या समांतर अशा दोन घटकांमध्ये या बलाचा विस्तार केल्याने, आपल्याला एलआर बल आणि रोटेशनसाठी प्रतिरोधक बल प्राप्त होते.  एक्स प्रोपेलर ब्लेड घटक.

प्रोपेलर ब्लेडच्या वैयक्तिक घटकांच्या थ्रस्ट फोर्सची बेरीज करून आणि ते रोटेशनच्या अक्षावर लागू केल्यास, आम्हाला प्रोपेलरचा थ्रस्ट फोर्स मिळतो. आर .

प्रोपेलर थ्रस्ट प्रोपेलरच्या व्यासावर अवलंबून असतो डी, प्रति सेकंद क्रांती n, हवेची घनता  आणि सूत्रानुसार गणना केली जाते (kgf किंवा N मध्ये)

कुठे  - प्रोपेलर थ्रस्ट गुणांक, योजनेतील ब्लेडचा आकार, प्रोफाइलचा आकार आणि आक्रमणाचा कोन लक्षात घेऊन प्रायोगिकरित्या निर्धारित केले जाते. Yak-18T, Yak-52 आणि Yak-55 - V530TA-D35 विमानांचे प्रोपेलर थ्रस्ट रेशो 1.3 आहे.

अशा प्रकारे, प्रोपेलरची थ्रस्ट फोर्स त्याच्या गुणांक, हवेची घनता, प्रति सेकंद प्रोपेलर क्रांतीचा वर्ग आणि प्रोपेलरचा व्यास चौथ्या पॉवरच्या थेट प्रमाणात असते.

प्रोपेलर ब्लेड भौमितीयदृष्ट्या सममितीय असल्याने, प्रतिकार शक्तींचे परिमाण आणि रोटेशनच्या अक्षातून त्यांचे काढणे समान असेल.

रोटेशनच्या प्रतिकाराची शक्ती सूत्राद्वारे निर्धारित केली जाते

(3.7)

कुठे Cx l - ब्लेडचा ड्रॅग गुणांक, त्याचा प्लॅन आकार, प्रोफाइल आकार, आक्रमणाचा कोन आणि पृष्ठभाग समाप्त लक्षात घेऊन ;

प - परिणामी गती, m/s;

एस l - ब्लेड क्षेत्र;

TO - ब्लेडची संख्या.

Fig.1 प्रोपेलरची वायुगतिकीय शक्ती.

तांदूळ. 2. प्रोपेलरचे ऑपरेटिंग मोड

स्क्रूच्या रोटेशनच्या तुलनेत त्याच्या रोटेशनच्या प्रतिकार शक्तीमुळे स्क्रूच्या रोटेशनला प्रतिकाराचा एक क्षण निर्माण होतो, जो इंजिनच्या टॉर्कद्वारे संतुलित असतो:

एम tr =X व्ही आर व्ही (3.8)

इंजिनद्वारे निर्माण होणारा टॉर्क सूत्रानुसार (kgf-m मध्ये) निर्धारित केला जातो

(3.9)

कुठे एन e- प्रभावी इंजिन शक्ती.

विचारात घेतलेल्या मोडला प्रोपेलर पॉझिटिव्ह थ्रस्ट मोड म्हणतात, कारण हा जोर विमानाला पुढे खेचतो (चित्र , अ). जेव्हा ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन कमी होतो तेव्हा शक्ती कमी होते. आर आणि एक्स(कमी प्रोपेलर थ्रस्ट आणि ब्रेकिंग टॉर्क). जेथे परिस्थिती साध्य करणे शक्य आहे P=0 आणिएक्स= आर. हा शून्य थ्रस्ट मोड आहे (Fig. , b).

आक्रमणाच्या कोनात आणखी घट झाल्यामुळे, जेव्हा प्रोपेलर इंजिनमधून नव्हे तर हवेच्या प्रवाहाच्या शक्तींच्या क्रियेतून फिरण्यास सुरवात करतो तेव्हा एक मोड गाठला जातो. या मोडला म्हणतात स्वयं-फिरणारा प्रोपेलर किंवा ऑटोरोटेशन (अंजीर, क).

प्रोपेलर ब्लेडच्या घटकांच्या हल्ल्याच्या कोनात आणखी घट झाल्यामुळे, आम्हाला एक मोड प्राप्त होतो ज्यामध्ये प्रोपेलर ब्लेडची प्रतिकार शक्ती एक्सस्क्रूच्या रोटेशनच्या दिशेने निर्देशित केले जाईल आणि त्याच वेळी स्क्रूला नकारात्मक थ्रस्ट असेल. या मोडमध्ये, स्क्रू येणार्‍या हवेच्या प्रवाहातून फिरते आणि इंजिन फिरवते. इंजिन वर फिरत आहे, या मोडला म्हणतात पवनचक्की मोड (अंजीर, ड).

सेल्फ-रोटेशन आणि पवनचक्की मोड लेव्हल फ्लाइट आणि डायव्हमध्ये शक्य आहेत.

याक-52 आणि याक-55 विमानांवर, प्रोपेलर ब्लेडच्या लहान पिचवर खाली उभ्या आकृत्या करताना हे मोड स्वतः प्रकट होतात. म्हणून, उभ्या आकृत्या खालच्या दिशेने करत असताना (250 किमी / ताशी वेग वाढवताना), प्रोपेलरची खेळपट्टी नियंत्रित करून लीव्हरच्या स्ट्रोकच्या 1/3 ने प्रोपेलर घट्ट करण्याची शिफारस केली जाते.

प्रोपेलर थ्रस्ट फ्लाइटच्या वेगावर अवलंबून आहे.

उड्डाणाचा वेग वाढल्याने, प्रोपेलर ब्लेडच्या हल्ल्याचे कोन, स्थिर खेळपट्टी आणि स्थिर, वेगाने कमी होते आणि प्रोपेलर थ्रस्ट कमी होतो. प्रोपेलर ब्लेडच्या हल्ल्याचा सर्वात मोठा कोन पूर्ण इंजिनच्या वेगाने शून्य एअरस्पीडवर असेल.

त्यानुसार, प्रोपेलर थ्रस्ट शून्यावर कमी होतो आणि नंतर नकारात्मक होतो. मोटर शाफ्ट फिरते. स्क्रू फिरणे टाळण्यासाठी, इंजिनचा वेग कमी करा. जर इंजिन थ्रोटल केले नाही तर ते नष्ट होऊ शकते.

फ्लाइटच्या गतीवर V530TA-D35 प्रोपेलर थ्रस्टचे अवलंबित्व चित्रात आलेखामध्ये दर्शविले आहे. 7. ते तयार करण्यासाठी, प्रोपेलरचा जोर वेगवेगळ्या वेगाने मोजला जातो. परिणामी आलेखाला पॉवर प्लांटचे थ्रस्ट वैशिष्ट्य म्हणतात.

तांदूळ. V530TA-D35 प्रोपेलरसह याक-18T, याक-52 आणि याक-55 विमानांच्या जोराच्या (H = 500 मीटरसाठी) M-14P पॉवर प्लांटची 7 वैशिष्ट्ये

प्रोपेलर थ्रेशोल्डवरील फ्लाइटच्या उंचीचा प्रभाव.

उड्डाणाच्या गतीवर जोराचे अवलंबित्व शोधून, स्थिर हवेच्या घनतेसह स्थिर उंचीवर प्रोपेलरचे ऑपरेशन विचारात घेतले गेले. परंतु वेगवेगळ्या उंचीवर उड्डाण करताना हवेची घनता प्रोपेलरच्या जोरावर परिणाम करते. फ्लाइटची उंची वाढल्याने, हवेची घनता कमी होते, अनुक्रमे, प्रोपेलर थ्रस्ट देखील प्रमाणात कमी होईल (सतत इंजिनच्या वेगाने). हे सूत्राच्या विश्लेषणातून पाहिले जाऊ शकते (3.6).

प्रोपेलर ब्रेकिंग टॉर्क आणि इंजिन टॉर्क.

आधी चर्चा केल्याप्रमाणे, प्रोपेलरचा ड्रॅग टॉर्क मोटरच्या टॉर्कचा प्रतिकार करतो.

स्क्रू स्थिर वेगाने फिरण्यासाठी, उत्पादनाप्रमाणे ब्रेकिंग टॉर्क एम टी असणे आवश्यक आहे.
, इंजिन टॉर्क M cr च्या बरोबरीचे होते, F d च्या गुणाकाराच्या बरोबरीचे होते ,. त्या M t \u003d M cr किंवा \u003d F d (चित्र 8).

तांदूळ. 8 प्रोपेलर ब्रेकिंग टॉर्क आणि इंजिन टॉर्क

या समानतेचे उल्लंघन झाल्यास, इंजिन वेग कमी करेल किंवा वाढवेल.

इंजिनचा वेग वाढल्याने MCR मध्ये वाढ होते आणि त्याउलट. नवीन इंजिनच्या वेगाने नवीन समतोल स्थापित केला जातो.

प्रोपेलर फिरवण्यासाठी पॉवर आवश्यक आहे

प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या प्रतिकार शक्तींवर मात करण्यासाठी ही शक्ती खर्च केली जाते.

प्रोपेलरची शक्ती (hp मध्ये) निर्धारित करण्याचे सूत्र आहे:

(3.10)

कुठे  - प्रोपेलरचा आकार, ब्लेडची संख्या, स्थापनेचा कोन, प्लॅनमधील ब्लेडचा आकार, प्रोपेलरच्या ऑपरेटिंग परिस्थितीवर अवलंबून पॉवर फॅक्टर (सापेक्ष पाऊल)

फॉर्म्युला (3.10) वरून हे पाहिले जाऊ शकते की प्रोपेलरच्या रोटेशनसाठी आवश्यक शक्ती पॉवर फॅक्टरवर, वेग आणि फ्लाइटची उंची, प्रॉपेलरच्या क्रांती आणि व्यासावर अवलंबून असते.

उड्डाण गतीमध्ये वाढ झाल्यामुळे, प्रोपेलर ब्लेड घटकाच्या हल्ल्याचा कोन, मागे फेकलेल्या हवेचे प्रमाण आणि त्याचा वेग कमी होतो, म्हणून, प्रोपेलर फिरवण्यासाठी आवश्यक शक्ती देखील कमी होते. उड्डाणाची उंची जसजशी वाढते तसतशी हवेची घनता कमी होते आणि प्रोपेलर फिरवण्यासाठी लागणारी शक्तीही कमी होते.

इंजिनच्या गतीमध्ये वाढ झाल्यामुळे, प्रोपेलरच्या रोटेशनचा प्रतिकार वाढतो आणि प्रोपेलर फिरवण्यासाठी आवश्यक शक्ती वाढते.

इंजिनद्वारे फिरवलेला प्रोपेलर जोर विकसित करतो आणि विमानाच्या ड्रॅगवर मात करतो, विमान हलते.

प्रोपेलरच्या थ्रस्ट फोर्सने 1 सेकंदात केलेले काम. जेव्हा विमान चालत असते, त्याला थ्रस्ट किंवा प्रोपेलरची नेट पॉवर म्हणतात.

प्रोपेलरची थ्रस्ट पॉवर सूत्राद्वारे निर्धारित केली जाते

(3.11)

जेथे P in हा प्रोपेलरने विकसित केलेला जोर आहे; V हा विमानाचा वेग आहे.

उंची आणि उड्डाण गतीमध्ये वाढ झाल्यामुळे, प्रोपेलरची थ्रस्ट पॉवर कमी होते. प्रोपेलर चालू असताना, जेव्हा विमान हलत नाही, तेव्हा जास्तीत जास्त जोर विकसित केला जातो, परंतु थ्रस्ट पॉवर शून्य असते, कारण हालचालीचा वेग शून्य असतो.

प्रोपेलर कार्यक्षमता.

उंचीवर आणि उड्डाणाच्या गतीवर कार्यक्षमतेचे अवलंबन

इंजिन रोटेशनल एनर्जीचा काही भाग प्रोपेलर फिरवण्यावर खर्च केला जातो आणि त्याचा उद्देश हवेच्या प्रतिकारावर मात करणे, बाहेर पडलेल्या जेटला फिरवणे इत्यादी आहे. त्यामुळे, उपयुक्त दुसरे काम किंवा प्रोपेलरची उपयुक्त कर्षण शक्ती, n b, कमी इंजिन पॉवर असेल एन eप्रोपेलरच्या रोटेशनवर खर्च केला.

प्रोपेलर (प्रभावी इंजिन पॉवर) द्वारे वापरल्या जाणार्‍या उर्जेशी उपयुक्त प्रवर्तक शक्तीचे गुणोत्तर याला प्रोपेलरच्या कार्यक्षमतेचे गुणांक (कार्यक्षमता) असे म्हणतात आणि ते दर्शवले जाते.  . हे सूत्रानुसार ठरवले जाते

(3.12)

तांदूळ. याक-५२ आणि याक-५५ विमानांच्या एम-१४पी इंजिनची ९ पॉवर वैशिष्ट्ये

तांदूळ. 10 एअरस्पीडवर अवलंबून उपलब्ध पॉवरमधील बदलाच्या वक्रचे अंदाजे दृश्य

तांदूळ. 11 मोड 1 मध्ये M-14P इंजिनची उंची वैशिष्ट्य - टेकऑफ, 2 - नाममात्र 1, 3 - नाममात्र 2, 4 - क्रूझिंग 1; 5 - समुद्रपर्यटन 2

प्रोपेलरच्या कार्यक्षमतेचे मूल्य प्रोपेलरच्या प्रवर्तक शक्तीच्या समान घटकांवर अवलंबून असते.

कार्यक्षमता नेहमीच एकतेपेक्षा कमी असते आणि सर्वोत्तम प्रोपेलरसाठी 0.8 ... 0.9 पर्यंत पोहोचते.

Np- आवश्यक शक्ती.

इंजिनमधील प्रोपेलरच्या रोटेशनची गती कमी करण्यासाठी, एक गिअरबॉक्स वापरला जातो.

कमी करण्याची डिग्री अशा प्रकारे निवडली जाते की नाममात्र मोडमध्ये ब्लेडचे टोक सबसॉनिक वायु प्रवाहाद्वारे वाहतात.

तांदूळ. याक-५२ आणि याक-५५ विमानांच्या एम-१४पी इंजिनची १२ पॉवर वैशिष्ट्ये

तांदूळ. 13 एअरस्पीडवर अवलंबून उपलब्ध पॉवरमधील बदलाच्या वक्रचे अंदाजे दृश्य

तांदूळ. 14 मोड 1 मध्ये M-14P इंजिनची उंची वैशिष्ट्य - टेकऑफ, 2 - नाममात्र 1, 3 - नाममात्र 2, 4 - क्रूझिंग 1; 5 - समुद्रपर्यटन 2

याक-52 आणि याक-55 विमानांच्या उड्डाण गतीवर उपलब्ध प्रभावी शक्तीच्या अवलंबनाचा आलेख अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. ९.

आलेख अंजीर. 10 ला पॉवर प्लांटचे पॉवर प्लांटचे वैशिष्ट्य म्हटले जाते.

V=0, Np=0 वर; फ्लाइट वेगाने V=300 किमी/ता, Np==275 hp (याक-52 विमानासाठी) आणि V=320 किमी/ता, Np=275 l. सह. (याक -55 विमानासाठी), कुठे Np- आवश्यक शक्ती.

वाढत्या उंचीसह, हवेची घनता कमी झाल्यामुळे प्रभावी शक्ती कमी होते. याक-52 आणि याक-55 विमानांसाठी फ्लाइटची उंची H पासून बदलण्याचे वैशिष्ट्य अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. अकरा

तांदूळ. 15 मोड 1 मध्ये M-14P इंजिनची उंची वैशिष्ट्य - टेकऑफ, 2 - नाममात्र 1, 3 - नाममात्र 2, 4 - क्रूझिंग 1; 5 - समुद्रपर्यटन 2

व्हेरिएबल पिच स्क्रू

फिक्स्ड-पिच आणि फिक्स्ड-पिच प्रोपेलरच्या कमतरता दूर करण्यासाठी, व्हेरिएबल-पिच प्रोपेलर (व्हीएसपी) वापरला जातो. व्हेचिन्किन हे व्हीआयएस सिद्धांताचे संस्थापक आहेत.

VISH साठी आवश्यकता:

VISH ने सर्व फ्लाइट मोडमध्ये ब्लेडच्या हल्ल्यासाठी सर्वात अनुकूल कोन सेट केले पाहिजेत;

वेग आणि उंचीच्या संपूर्ण ऑपरेटिंग श्रेणीवर इंजिनमधून रेट केलेली शक्ती काढा;

वेगाच्या विस्तृत संभाव्य श्रेणीवर कार्यक्षमता घटकाचे कमाल मूल्य राखा.

VISH चे ब्लेड एकतर विशेष यंत्रणेद्वारे नियंत्रित केले जातात किंवा प्रोपेलरवर कार्य करणार्‍या शक्तींच्या प्रभावाखाली इच्छित स्थितीवर सेट केले जातात. पहिल्या प्रकरणात, हे हायड्रॉलिक आणि इलेक्ट्रिक प्रोपेलर आहेत, दुसऱ्यामध्ये - एरोडायनामिक आहेत.

हायड्रॉलिक स्क्रू - एक प्रोपेलर, ज्यामध्ये ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनात बदल प्रोपेलर हबमध्ये असलेल्या यंत्रणेला पुरवलेल्या तेलाच्या दाबाने केला जातो.

इलेक्ट्रिक स्क्रू - एक प्रोपेलर, ज्यामध्ये ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनात बदल यांत्रिक ट्रांसमिशनद्वारे ब्लेडला जोडलेल्या इलेक्ट्रिक मोटरद्वारे केला जातो.

एरोमेकॅनिकल प्रोपेलर - एक प्रोपेलर, ज्यामध्ये ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनात बदल स्वयंचलितपणे केला जातो - वायुगतिकीय आणि केंद्रापसारक शक्तींद्वारे.

सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे हायड्रॉलिक VISH. व्हेरिएबल-पिच प्रोपेलर्समधील स्वयंचलित डिव्हाइस फ्लाइट मोड (वेग, उंची) बदलताना ब्लेडच्या झुकाव कोन समकालिकपणे बदलून प्रोपेलर (इंजिन) चा स्थिर सेट वेग राखण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे आणि त्याला गती स्थिरता नियंत्रक म्हणतात ( RPO).

तांदूळ. 16 V530TA-D35 व्हेरिएबल पिच प्रोपेलरचे वेगवेगळ्या उड्डाण गतीवर ऑपरेशन

RPO, ब्लेड्स वळवण्याच्या यंत्रणेसह, प्रोपेलरची खेळपट्टी (ब्लेडच्या झुकण्याचा कोन) अशा प्रकारे बदलते की उड्डाण करताना व्हीआयएस कंट्रोल लीव्हर वापरून वैमानिकाने सेट केलेल्या क्रांती अपरिवर्तित राहतात (दिलेले). मोड बदल.

या प्रकरणात, हे लक्षात ठेवले पाहिजे की जोपर्यंत इंजिन शाफ्ट N e वरील प्रभावी शक्ती ब्लेड्स झुकण्याच्या सर्वात लहान कोनात (लहान खेळपट्टी) सेट केल्यावर प्रोपेलर फिरवण्यासाठी आवश्यक शक्तीपेक्षा जास्त असेल तोपर्यंत क्रांती कायम राहतील. ).

अंजीर वर. 16 व्हीआयएसच्या ऑपरेशनचे आकृती दर्शविते.

फ्लाइटची गती टेकऑफ ते कमाल पातळी फ्लाइटमध्ये बदलताना, ब्लेडच्या स्थापनेचा कोन  त्याच्या किमान मूल्यापासून वाढते  मि कमाल पर्यंत  कमाल (मोठी पायरी). यामुळे, ब्लेडच्या हल्ल्याचे कोन थोडेसे बदलतात आणि सर्वात फायद्याच्या जवळ राहतात.

टेकऑफ दरम्यान व्हीआयएसचे कार्य हे वैशिष्ट्य आहे की टेकऑफ दरम्यान संपूर्ण इंजिन पॉवर वापरली जाते - सर्वात मोठा जोर विकसित केला जातो. हे शक्य आहे जर इंजिन जास्तीत जास्त वेग विकसित करेल आणि प्रोपेलर ब्लेडचा प्रत्येक भाग सर्वात मोठा जोर विकसित करेल, रोटेशनला कमीत कमी प्रतिकार करेल.

हे करण्यासाठी, प्रोपेलर ब्लेडच्या प्रत्येक घटकाने आक्रमणाच्या कोनात गंभीर जवळ काम करणे आवश्यक आहे, परंतु हवेचा प्रवाह न थांबवता. अंजीर वर. 16, परंतु हे पाहिले जाऊ शकते की टेकऑफ करण्यापूर्वी ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन (व्ही=0) वेगाने हवेच्या प्रवाहामुळे  व्ही f min या मूल्याने ब्लेडच्या झुकण्याच्या कोनापासून थोडे वेगळे. ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन जास्तीत जास्त उचलण्याच्या शक्तीच्या विशालतेशी संबंधित आहे.

या प्रकरणात रोटेशनचा प्रतिकार अशा मूल्यापर्यंत पोहोचतो ज्यावर स्क्रूच्या रोटेशनवर खर्च केलेली शक्ती आणि इंजिनच्या प्रभावी शक्तीची तुलना केली जाते आणि क्रांती अपरिवर्तित राहतील. वेग वाढल्याने, प्रोपेलर ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन कमी होतो (चित्र 16, बी). रोटेशनचा प्रतिकार कमी होतो आणि प्रोपेलर जसे होते तसे हलके होते. इंजिनचा वेग वाढला पाहिजे, परंतु RPO ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन बदलून त्यांना स्थिर ठेवतो. उड्डाणाचा वेग जसजसा वाढत जातो तसतसे ब्लेड मोठ्या कोनाकडे वळतात.  बुध .

जास्तीत जास्त वेगाने उड्डाण करताना, VIS ने जास्तीत जास्त थ्रस्ट व्हॅल्यू देखील प्रदान करणे आवश्यक आहे. जास्तीत जास्त वेगाने उड्डाण करताना, ब्लेडच्या झुकावच्या कोनात मर्यादित मूल्य pmax (Fig. 16, c) असते. म्हणून, उड्डाणाच्या गतीमध्ये बदल झाल्यामुळे, ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन बदलतो, उड्डाणाचा वेग कमी होतो, हल्ल्याचा कोन वाढतो - प्रोपेलर जड होतो, उड्डाण गती वाढल्याने, हल्ल्याचा कोन कमी होतो - प्रोपेलर हलका होतो. RPO आपोआप प्रोपेलर ब्लेडला योग्य कोनांमध्ये अनुवादित करते.

उड्डाणाची उंची जसजशी वाढत जाते, तसतशी इंजिनची शक्ती कमी होते आणि RPO ब्लेडच्या झुकाव कोन कमी करते ज्यामुळे इंजिन ऑपरेशन सुलभ होते आणि त्याउलट. परिणामी, आरपीओ फ्लाइटच्या उंचीमध्ये बदल करून इंजिनचा वेग स्थिर ठेवतो.

लँडिंग अप्रोच दरम्यान, प्रोपेलर एका लहान पिचवर सेट केला जातो, जो टेकऑफच्या गतीशी संबंधित असतो. यामुळे पायलटला, लँडिंग ग्लाइड मार्गावर विविध युक्त्या करताना, जास्तीत जास्त वेग वाढवून इंजिनची टेकऑफ पॉवर मिळवणे शक्य होते.

प्रोपेलर ब्लेडच्या घटकांच्या हल्ल्याचा कोन  घटकाची जीवा आणि त्याच्या वास्तविक परिणामी हालचालीची दिशा यांच्यातील कोन म्हणतात प(अंजीर 66).

तांदूळ. 66 स्थापना कोन आणि ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन: a - ब्लेड घटकाच्या हल्ल्याचा कोन, b - ब्लेड घटकाचा वेग

कुठे n सह- इंजिन गती.

अंजीर लक्षात घेता. 66a, हे पाहणे सोपे आहे:

प्रोपेलरच्या अनुवादात्मक हालचालीसह, प्रोपेलर ब्लेड घटकाच्या हल्ल्याचा कोन प्रोपेलर ब्लेड घटकाच्या झुकावच्या कोनापेक्षा वेगळा असतो (त्यापेक्षा लहान होतो);

(3.5)

वरील विश्लेषण करून, आपण निष्कर्ष काढू शकतो:

उच्च उड्डाण वेगाने, ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन नकारात्मक होऊ शकतो;

प्रोपेलर थ्रस्ट वायुगतिकीय शक्तीच्या क्रियेच्या परिणामी उद्भवते  आर रोटेशन दरम्यान प्रोपेलर ब्लेडच्या घटकावर (चित्र 67).

कुठे  - प्रोपेलर थ्रस्ट गुणांक, योजनेतील ब्लेडचा आकार, प्रोफाइलचा आकार आणि आक्रमणाचा कोन लक्षात घेऊन प्रायोगिकरित्या निर्धारित केले जाते. Yak-52 आणि Yak-55 V530TA-D35 विमानांचे प्रोपेलर थ्रस्ट गुणांक 1.3 आहे.

रोटेशनच्या प्रतिकाराची शक्ती सूत्राद्वारे निर्धारित केली जाते

(3.7)

प - परिणामी गती, m/s;

एस l - ब्लेड क्षेत्र;

TO - ब्लेडची संख्या.

तांदूळ. 67 प्रोपेलरचे वायुगतिकीय बल

तांदूळ. 68. प्रोपेलरच्या ऑपरेशनच्या पद्धती

एम tr =X व्ही आर व्ही (3.8)

(3.9)

कुठे एन e- प्रभावी इंजिन शक्ती.

विचारात घेतलेल्या मोडला पॉझिटिव्ह प्रोपेलर थ्रस्टचा मोड म्हणतात, कारण हा जोर विमानाला पुढे खेचतो (चित्र 68, अ). जेव्हा ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन कमी होतो तेव्हा शक्ती कमी होते. आर आणि एक्स(कमी प्रोपेलर थ्रस्ट आणि ब्रेकिंग टॉर्क). जेथे परिस्थिती साध्य करणे शक्य आहे P=0 आणिएक्स= आर. हा शून्य थ्रस्ट मोड आहे (चित्र 68, बी).

सेल्फ-रोटेशन आणि पवनचक्की मोड लेव्हल फ्लाइट आणि डायव्हमध्ये शक्य आहेत.

प्रोपेलर थ्रस्ट फ्लाइटच्या वेगावर अवलंबून आहे. प्रोपेलर थ्रेशोल्डवर उड्डाणाच्या उंचीचा प्रभाव

फ्लाइटच्या गतीवर V530TA-D35 प्रोपेलर थ्रस्टचे अवलंबित्व चित्रात आलेखामध्ये दर्शविले आहे. 69. ते तयार करण्यासाठी, प्रोपेलरचा जोर वेगवेगळ्या वेगाने मोजला जातो. परिणामी आलेखाला पॉवर प्लांटचे थ्रस्ट वैशिष्ट्य म्हणतात.

प्रोपेलर थ्रेशोल्डवरील फ्लाइटच्या उंचीचा प्रभाव.

तांदूळ. 69 V530TA-D35 प्रोपेलरसह याक-52 आणि याक-55 विमानांच्या जोराच्या (H = 500 मीटरसाठी) M-14P पॉवर प्लांटची वैशिष्ट्ये

तांदूळ. 70 प्रोपेलर ब्रेकिंग टॉर्क आणि इंजिन टॉर्क

प्रोपेलर ब्रेकिंग टॉर्क आणि इंजिन टॉर्क.

स्क्रू स्थिर वेगाने फिरण्यासाठी, ब्रेकिंग टॉर्क एम टी, उत्पादनाच्या समान, इंजिन टॉर्क एम सीआरच्या समान, उत्पादन एफ डी प्रमाणे असणे आवश्यक आहे. ,. त्या M t \u003d M cr किंवा \u003d F d (चित्र 70). या समानतेचे उल्लंघन झाल्यास, इंजिन वेग कमी करेल किंवा वाढवेल.

प्रोपेलर फिरवण्यासाठी पॉवर आवश्यक आहे

प्रोपेलरची शक्ती (hp मध्ये) निर्धारित करण्याचे सूत्र आहे:

(3.10)

विमान चालत असताना प्रोपेलरच्या थ्रस्ट फोर्सने 1s मध्ये केलेल्या कामाला थ्रस्ट किंवा प्रोपेलरची नेट पॉवर म्हणतात.

प्रोपेलरची थ्रस्ट पॉवर सूत्राद्वारे निर्धारित केली जाते

जेथे P in हा प्रोपेलरने विकसित केलेला थ्रस्ट आहे; V हा विमानाचा वेग आहे.

प्रोपेलर कार्यक्षमता. उंचीवर आणि उड्डाणाच्या गतीवर कार्यक्षमतेचे अवलंबन

तांदूळ. याक-५२ आणि याक-५५ विमानांच्या एम-१४पी इंजिनची ७१ पॉवर वैशिष्ट्ये

तांदूळ. 72 एअरस्पीडवर अवलंबून उपलब्ध पॉवरमधील बदलाचे वक्र अंदाजे दृश्य

तांदूळ. 73 मोड 1 मध्ये M-14P इंजिनची उंची वैशिष्ट्य - टेकऑफ, 2 - नाममात्र 1, 3 - नाममात्र 2, 4 - क्रूझिंग 1; 5 - समुद्रपर्यटन 2

याक-52 आणि याक-55 विमानांच्या उड्डाण गतीवर उपलब्ध प्रभावी शक्तीच्या अवलंबनाचा आलेख अंजीर मध्ये दर्शविला आहे. ७१.

आलेख अंजीर. 72 ला पॉवर प्लांटचे वैशिष्ट्य असे म्हणतात.

वाढत्या उंचीसह, हवेची घनता कमी झाल्यामुळे प्रभावी शक्ती कमी होते. याक-52 आणि याक-55 विमानांसाठी फ्लाइटची उंची H पासून बदलण्याचे वैशिष्ट्य अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. ७३.

प्रोपेलर हा पॉवर प्लांटचा सर्वात महत्वाचा घटक आहे आणि नंतरचे फ्लाइट कार्यप्रदर्शन ते इंजिन आणि विमानाशी कसे जुळते यावर अवलंबून असते.

प्रोपेलरच्या भौमितिक पॅरामीटर्सच्या निवडीव्यतिरिक्त, प्रोपेलर आणि इंजिनची गती जुळण्याच्या मुद्द्याकडे लक्ष दिले पाहिजे, म्हणजेच गिअरबॉक्सची निवड.

प्रोपेलरच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत

प्रोपेलर ब्लेड एक जटिल हालचाल करते - अनुवादात्मक आणि रोटेशनल. ब्लेड घटकाची गती ही परिघीय गती आणि अनुवादात्मक (फ्लाइट गती) यांची बेरीज असेल - व्ही

ब्लेडच्या कोणत्याही विभागात, वेग घटक व्हीअपरिवर्तित असेल आणि परिघीय गती विचाराधीन विभाग असलेल्या त्रिज्याच्या मूल्यावर अवलंबून असेल.

परिणामी, त्रिज्या जसजशी कमी होत जाते, तसतसा जेटचा विभागाकडे जाण्याचा कोन वाढतो आणि विभागाच्या आक्रमणाचा कोन कमी होतो आणि तो शून्य किंवा ऋणासारखा होऊ शकतो. दरम्यान, हे ज्ञात आहे की विंग आक्रमणाच्या कोनात जास्तीत जास्त लिफ्ट-टू-ड्रॅग रेशोच्या कोनांच्या जवळ सर्वात प्रभावीपणे "कार्य करते". म्हणून, कमीतकमी ऊर्जेच्या खर्चासह सर्वात मोठा जोर तयार करण्यासाठी ब्लेडला सक्ती करण्यासाठी, कोन त्रिज्येच्या बाजूने परिवर्तनीय असणे आवश्यक आहे: ब्लेडच्या शेवटी लहान आणि रोटेशनच्या अक्षाजवळ मोठे - ब्लेड वळवले जाणे आवश्यक आहे.

प्रोपेलरच्या त्रिज्येसह प्रोफाइल जाडी आणि वळणाच्या वितरणाचा नियम, तसेच प्रोपेलर प्रोफाइलचा आकार, प्रोपेलरच्या डिझाइन प्रक्रियेदरम्यान निर्धारित केला जातो आणि नंतर पवन बोगद्यांमध्ये उडवण्याच्या आधारावर परिष्कृत केला जातो. असे अभ्यास सामान्यतः विशेष डिझाइन ब्यूरो किंवा आधुनिक उपकरणे आणि संगणक सुविधांनी सुसज्ज असलेल्या संस्थांमध्ये केले जातात. प्रायोगिक डिझाइन ब्यूरो, तसेच हौशी डिझायनर, सामान्यत: आधीच विकसित प्रोपेलर कुटुंबे वापरतात, ज्याची भौमितिक आणि वायुगतिकीय वैशिष्ट्ये आयामहीन गुणांकांच्या स्वरूपात सादर केली जातात.

मुख्य वैशिष्ट्ये

स्क्रू व्यास - डीवर्तुळाचा व्यास म्हणतात ज्याचे ब्लेडचे टोक रोटेशन दरम्यान वर्णन करतात.

ब्लेडची रुंदीदिलेल्या त्रिज्यावरील विभागाची जीवा आहे. गणना सहसा ब्लेडच्या सापेक्ष रुंदीचा वापर करते

ब्लेडची जाडीकोणत्याही त्रिज्याला या त्रिज्यावरील विभागाची सर्वात मोठी जाडी म्हणतात. ब्लेडच्या त्रिज्यामध्ये जाडी बदलते, प्रोपेलरच्या मध्यभागी ते त्याच्या टोकापर्यंत कमी होते. सापेक्ष जाडी समान त्रिज्यावरील ब्लेडच्या रुंदीच्या परिपूर्ण जाडीचे गुणोत्तर म्हणून समजली जाते: .

ब्लेड विभागाचा स्थापना कोन हा प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या प्लेनसह या विभागाच्या जीवाद्वारे तयार केलेला कोन आहे.

ब्लेड खेळपट्टी एचजेव्हा स्क्रू त्याच्या अक्षाभोवती एक क्रांती फिरवला जातो तेव्हा हा विभाग अक्षीय दिशेने जाईल असे अंतर म्हणतात, घन शरीरात हवेत स्क्रू केले जाते.

विभागाची पायरी आणि स्थापना कोन स्पष्ट संबंधाने संबंधित आहेत:

रिअल प्रोपेलरची पिच असते जी एका विशिष्ट कायद्यानुसार त्रिज्यामध्ये बदलते. ब्लेडच्या स्थापनेचा एक वैशिष्ट्यपूर्ण कोन म्हणून, नियमानुसार, प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या अक्षापासून 0.75R वर स्थित विभागाच्या स्थापनेचा कोन, म्हणून दर्शविला जातो.

उभी ब्लेडदिलेल्या त्रिज्यावरील विभागातील जीवा आणि 0.75R च्या त्रिज्यावरील जीवा यांच्यातील कोनांच्या त्रिज्येच्या बाजूने बदल म्हणतात.

वापराच्या सोप्यासाठी, सर्व सूचीबद्ध भूमितीय वैशिष्ट्ये सामान्यतः स्क्रूच्या वर्तमान त्रिज्याचे कार्य म्हणून ग्राफिक पद्धतीने सादर केली जातात.

उदाहरण म्हणून, खालील आकृती दोन-ब्लेड फिक्स्ड पिच प्रोपेलरच्या भूमितीचे वर्णन करणारा डेटा दर्शवते:

जर स्क्रू, क्रांतीच्या संख्येसह फिरत असेल तर, वेगाने पुढे सरकतो व्हीमग एका क्रांतीत तो मार्ग व्यापेल. या मूल्याला स्क्रू पिच म्हणतात, आणि व्यासाच्या त्याच्या गुणोत्तराला सापेक्ष स्क्रू पिच म्हणतात:

प्रोपेलरचे वायुगतिकीय गुणधर्म सामान्यत: आयामहीन थ्रस्ट गुणांकाने दर्शविले जातात:

शक्ती घटक

आणि कार्यक्षमता

कुठे आर- हवेची घनता, गणनामध्ये 0.125 kgf s 2/m 4 च्या बरोबरीने घेतली जाऊ शकते

स्क्रूच्या रोटेशनची कोनीय गती r/s

डी- स्क्रू व्यास, मी

पीआणि एन- प्रोपेलर शाफ्ट, kgf, l वर अनुक्रमे जोर आणि शक्ती. सह.

सैद्धांतिक प्रोपेलर थ्रस्ट मर्यादा

एएलएसच्या डिझायनरसाठी, पॉवर प्लांटद्वारे व्युत्पन्न केलेल्या थ्रस्टचा अंदाजे अंदाजे गणना न करता करता येणे स्वारस्य आहे. आदर्श प्रोपेलरच्या सिद्धांताचा वापर करून ही समस्या अगदी सोप्या पद्धतीने सोडवली जाते, त्यानुसार प्रोपेलर थ्रस्ट हे तीन पॅरामीटर्सचे कार्य आहे: इंजिन पॉवर, प्रोपेलर व्यास आणि उड्डाण गती. सरावाने दर्शविले आहे की तर्कशुद्धपणे कार्यान्वित केलेल्या वास्तविक प्रोपेलरचा जोर सैद्धांतिक मर्यादा मूल्यांपेक्षा केवळ 15 - 25% कमी आहे.

आदर्श प्रोपेलरच्या सिद्धांतानुसार गणनेचे परिणाम खालील आलेखामध्ये दर्शविले आहेत, जे तुम्हाला फ्लाइटचा वेग आणि पॅरामीटरच्या आधारावर थ्रस्ट ते पॉवरचे गुणोत्तर निर्धारित करण्यास अनुमती देते. N/D 2. हे पाहिले जाऊ शकते की, जवळ-शून्य वेगाने, जोर मोठ्या प्रमाणात प्रोपेलर व्यासावर अवलंबून असतो; तथापि, आधीच 100 किमी/तास वायरच्या वेगाने, हे अवलंबित्व कमी लक्षणीय आहे. याव्यतिरिक्त, आलेख फ्लाइट गतीच्या संदर्भात प्रोपेलर थ्रस्टमध्ये घट होण्याच्या अपरिहार्यतेचे दृश्य प्रतिनिधित्व देतो, जे एएलएसच्या फ्लाइट डेटाचे मूल्यांकन करताना विचारात घेतले पाहिजे.

सामग्रीनुसार:
"हौशी-निर्मित विमानाच्या डिझाइनर्ससाठी मार्गदर्शक", खंड 1, SibNIIA

प्रोपेलर हे थ्रस्ट फोर्स तयार करण्यासाठी डिझाइन केलेले एक युनिट आहे, जे वायु प्रवाह प्रोपेलरद्वारे नाकारलेली प्रतिक्रिया आहे, थ्रस्ट फोर्स तयार करते, प्रोपेलर इंजिनच्या यांत्रिक उर्जेला विमानाच्या अनुवादात्मक हालचाली दरम्यान केलेल्या कामात रूपांतरित करतो.

आवश्यकता:

1. उच्च कार्यक्षमता;

2. फ्लाइट मोड आणि इंजिन ऑपरेशनवर अवलंबून, ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनात स्वयंचलित बदल;

3. ब्लेडच्या कोनांच्या श्रेणीने निष्क्रिय असताना किमान सकारात्मक जोर दिला पाहिजे. नकारात्मक थ्रस्ट मोडमध्ये फेदरिंग स्क्रूचे ऑपरेशन

4. स्थापना कोनात वाढीसह ब्लेडच्या फिरण्याची गती कमीतकमी 10 s / s असावी;

5. नकारात्मक मसुद्याची घटना टाळण्यासाठी स्वयंचलित संरक्षणात्मक उपकरणे असणे आवश्यक आहे;

6. ब्लेडचे संरक्षण आणि आयसिंगपासून प्रोपेलर हब (कोका) चे फेअरिंग.

स्क्रू वर्गीकरण. प्रोपेलर ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन कमी नसलेल्या स्थापनेच्या कोनात फ्लाइटच्या गतीवर अवलंबून असतो. ही घटना निश्चित पिच प्रोपेलर्ससह उद्भवते. अशा प्रोपेलर्सचा मुख्य तोटा असा आहे की ते कमी उड्डाण गतीने टेकऑफ दरम्यान जड असू शकतात आणि इंजिनची टेकऑफ पॉवर प्रदान केलेली नाही. उच्च अनुवादित गतीने स्तरावरील उड्डाण दरम्यान, प्रोपेलर हलका होतो आणि रोटेशन गती अस्वीकार्यपणे उच्च मूल्यांपर्यंत वाढू शकते, ज्यावर इंजिन ऑपरेशनची विश्वासार्हता सुनिश्चित केली जात नाही. पूर्वी जेव्हा उड्डाणाचा वेग कमी असायचा तेव्हा हे प्रोपेलर वापरले जायचे. फ्लाइटचा वेग वाढल्याने, व्हेरिएबल पिच प्रोपेलर वापरण्यास सुरुवात झाली - VISH (इंस्टॉलेशन रेंज 100) फ्लाइटच्या गतीमध्ये आणखी वाढ, म्हणजे. वाढत्या कोन j - इंस्टॉलेशनसह, त्यांनी फ्लाइट मोडमधून j बदलून स्वयंचलित रोटेशन स्पीड कंट्रोल सिस्टमसह प्रोपेलर वापरण्यास सुरुवात केली. अशा नियंत्रण प्रणाली असलेल्या प्रोपेलर्सना स्वयंचलित प्रोपेलर म्हणतात - AVISH.

वायुगतिकीय शक्ती.

परिणामी शक्ती लागू करण्याचा बिंदू दबावाच्या केंद्रस्थानी असतो

ब्लेडवरील हवेच्या प्रवाहाच्या क्रिया आणि संपूर्ण पृष्ठभागावर वितरणाच्या परिणामी वायुगतिकीय शक्ती दिसून येतात. ब्लेडची अशी लोडिंग स्कीम एक बीम मानली जाऊ शकते, एका टोकाला निश्चित केली जाते आणि वितरित लोडच्या अधीन असते, ज्यामुळे वाकणे आणि टॉर्शनल क्षण निर्माण होतात. दाबाचे केंद्र रोटेशनच्या विमानासमोर असते. ब्लेडच्या हल्ल्याच्या कोनांवर आणि येणार्‍या प्रवाहाच्या परिणामी वेगांवर अवलंबून असते. तुलनेने लहान खांदे a आणि b मुळे, वायुगतिकीय शक्तींच्या क्षणाची विशालता लहान आहे. ब्लेडच्या हल्ल्याच्या नकारात्मक कोनांवर, दिशा बदलते ज्यामुळे टॉर्क्स आणि ब्लेडला स्थापना कोन कमी करण्याच्या दिशेने वळवण्याची प्रवृत्ती असते.

स्क्रू पिच आणि पिच. स्क्रू H ची भौमितिक पिच म्हणजे स्क्रू एका क्रांतीमध्ये फिरवण्याच्या अक्षावर स्क्रूने स्क्रू केल्यावर त्याच्यासाठी खास बनवलेल्या नटमध्ये फिरेल ते अंतर आहे = r हे विचाराधीन विभागातील अंतर आहे. स्क्रूचे वैशिष्ट्य , R ही स्क्रूची त्रिज्या आहे. (1) वरून असे दिसते की स्क्रूची खेळपट्टी φ च्या बदलाच्या दराने दिली जाते. हवा (लवचिक आणि दाबण्यायोग्य) एका क्रांतीमध्ये स्क्रू H पेक्षा खूपच कमी प्रमाणात हलतो - प्रोपेलर पिच , - उड्डाण गती m/s, n - rev/s.

गणना करताना, संबंधित चरण वापरा , - , आयामहीन आहे आणि त्याला मोड वैशिष्ट्य किंवा प्रोपेलर गती गुणांक म्हणतात.

स्क्रू मोड

स्थिर स्थापनेच्या कोनात, ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन उड्डाण गतीच्या विशालतेवर अवलंबून असतो. उड्डाणाचा वेग जसजसा वाढतो तसतसा आक्रमणाचा कोन कमी होतो. या प्रकरणात, ते म्हणतात, प्रोपेलर "हलका" आहे, कारण प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या प्रतिकाराचा क्षण कमी होतो आणि परिणामी, आवश्यक इंजिन शक्ती कमी होते. यामुळे रोटेशनचा वेग वाढतो. जेव्हा फ्लाइटचा वेग कमी होतो, त्याउलट, आक्रमणाचा कोन वाढतो आणि प्रोपेलर "जड" बनतो, फिरण्याची गती कमी होते.

उड्डाण गतीमध्ये मोठ्या प्रमाणात वाढ झाल्यास किंवा लहान स्थापना कोनासह, आक्रमणाचा कोन शून्य किंवा अगदी नकारात्मक देखील होऊ शकतो. ब्लेडच्या बाबतीत, ते कार्यरत (मागील) भागासह नव्हे तर मागील (पुढील भाग) सह हवेचा प्रवाह पूर्ण करतात. या प्रकरणात, जोर आणि शक्ती नकारात्मक होऊ शकतात.

थ्रस्ट पी आणि थ्रस्ट गुणांक सकारात्मक मानले जातात जर थ्रस्टची दिशा विमानाच्या गतीच्या दिशेशी जुळते, उलट दिशेने - नकारात्मक. या प्रकरणात, स्क्रू प्रतिकार निर्माण करतो.

प्रोपेलर पॉवर टी आणि पॉवर फॅक्टर पॉझिटिव्ह मानले जातात जेव्हा प्रोपेलरच्या वायुगतिकीय शक्तींमधून टॉर्क त्याच्या रोटेशनच्या दिशेच्या विरुद्ध असतो. जर या शक्तींचा टॉर्क स्क्रूच्या रोटेशनला, म्हणजे रोटेशनल रेझिस्टन्स फोर्सला समर्थन देत असेल, तर स्क्रूची शक्ती नकारात्मक मानली जाते.

बदलत असताना आणि विस्तृत श्रेणीत, सापेक्ष चरण शून्य ते अमर्याद मोठ्या सकारात्मक मूल्यांमध्ये बदलू शकतात (जेव्हा ).

प्रोपेलरच्या ऑपरेशनच्या सर्वात वैशिष्ट्यपूर्ण पद्धतींचा विचार करा.

मोड ज्यामध्ये भाषांतर गती = 0, आणि म्हणून शून्याच्या समान, म्हणतात प्रोपेलर ऑपरेटिंग मोड - ठिकाणी (अंजीर डावीकडे). आलेखावर, हा मोड बिंदूशी संबंधित आहे ए, जेथे थ्रस्ट आणि पॉवर गुणांकांची सहसा कमाल मूल्ये असतात. स्क्रू जागेवर असताना ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन सुमारे स्थापना कोनाइतका असतो. कारण, स्क्रू जागी काम करत असताना कोणतेही उपयुक्त काम करत नाही.

स्क्रूच्या ऑपरेशनची पद्धत, जेव्हा अनुवादाच्या गतीच्या उपस्थितीत सकारात्मक जोर तयार केला जातो, त्याला म्हणतात प्रोपेलर मोड (अंजीर उजवीकडे). हे ऑपरेशनचे मुख्य आणि सर्वात महत्वाचे मोड आहे, जे टॅक्सींग, टेकऑफ, चढाई, विमानाच्या लेव्हल फ्लाइट दरम्यान आणि अंशतः ग्लायडिंग आणि लँडिंग दरम्यान वापरले जाते. आलेखावर, हा फ्लाइट मोड विभाग ab शी संबंधित आहे, बिंदू a आणि b वगळता. जसजसे सापेक्ष पाऊल वाढते, थ्रस्ट आणि पॉवर गुणांकांची मूल्ये कमी होतात. या प्रकरणात, स्क्रूची कार्यक्षमता प्रथम वाढते, बी बिंदूवर कमाल पोहोचते आणि नंतर वेगाने कमी होते. पॉइंट बी ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनाच्या दिलेल्या मूल्यासाठी प्रोपेलरच्या ऑपरेशनच्या इष्टतम मोडचे वैशिष्ट्य दर्शवितो. अशा प्रकारे, प्रोपेलरच्या ऑपरेशनचा प्रोपेलर मोड गुणांकांच्या सकारात्मक मूल्यांशी संबंधित आहे, , .

कार्यपद्धती ज्यामध्ये प्रोपेलर सकारात्मक किंवा नकारात्मक थ्रस्ट (प्रतिकार) तयार करत नाही त्याला म्हणतात. शून्य थ्रस्ट मोड. या मोडमध्ये, स्क्रू परत फेकल्याशिवाय आणि जोर निर्माण न करता हवेत मुक्तपणे स्क्रू केलेला दिसतो. आलेखावरील शून्य थ्रस्ट मोड बिंदू c शी संबंधित आहे. येथे थ्रस्ट गुणांक आणि कार्यक्षमता स्क्रू शून्य आहेत. पॉवर फॅक्टरचे काही सकारात्मक मूल्य आहे. याचा अर्थ असा की या मोडमध्ये प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या प्रतिकाराच्या क्षणावर मात करण्यासाठी, इंजिनची शक्ती आवश्यक आहे.

विमानाचे नियोजन करताना झिरो थ्रस्ट मोड येऊ शकतो. या प्रकरणात ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन, नियम म्हणून, शून्यापेक्षा किंचित कमी आहे.

स्क्रूच्या ऑपरेशनची पद्धत, जेव्हा मोटर शाफ्टवर सकारात्मक शक्तीसह नकारात्मक थ्रस्ट (प्रतिकार) तयार केला जातो, त्याला सामान्यतः म्हणतात. ब्रेकिंग मोड , किंवा प्रोपेलरचा ब्रेकिंग मोड. या मोडमध्ये, जेट्सच्या प्रवाहाचा कोन स्थापना कोनापेक्षा मोठा आहे, म्हणजे, ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन नकारात्मक मूल्य आहे. या प्रकरणात, हवेचा प्रवाह ब्लेडच्या मागील बाजूस दबाव आणतो, ज्यामुळे नकारात्मक जोर निर्माण होतो. आलेखावर, स्क्रूच्या ऑपरेशनचा हा मोड बिंदू b आणि d मधील विभागाशी संबंधित आहे, जेथे गुणांक आणि नकारात्मक मूल्ये आहेत आणि गुणांकाची मूल्ये काही सकारात्मक मूल्यावरून शून्यावर बदलतात. इंजिन पॉवर, मागील केसप्रमाणेच, प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या प्रतिकाराच्या क्षणावर मात करण्यासाठी आवश्यक आहे.

लँडिंग रन कमी करण्यासाठी नकारात्मक प्रोपेलर थ्रस्टचा वापर केला जातो. हे करण्यासाठी, ब्लेड विशेषत: किमान स्थापना कोनात हस्तांतरित केले जातात, ज्यावर विमान चालवताना आक्रमणाचा कोन नकारात्मक असतो.

जेव्हा मोटर शाफ्टवरील उर्जा शून्य असते आणि येणार्‍या प्रवाहाच्या उर्जेमुळे (ब्लेड्सवर लागू केलेल्या वायुगतिकीय शक्तींच्या कृती अंतर्गत) प्रोपेलर फिरतो तेव्हा ऑपरेशन मोड म्हणतात. ऑटोरोटेशन मोड . त्याच वेळी, इंजिन केवळ स्क्रूच्या रोटेशन दरम्यान तयार झालेल्या अंतर्गत शक्ती आणि घर्षण क्षणांवर मात करण्यासाठी आवश्यक शक्ती विकसित करते. आलेखावर, हा मोड बिंदूशी संबंधित आहे जी.प्रोपेलर थ्रस्ट, ब्रेकिंग मोडप्रमाणे, नकारात्मक आहे.

ऑपरेशन मोड, ज्यामध्ये मोटर शाफ्टची शक्ती नकारात्मक असते आणि स्क्रू येणार्‍या प्रवाहाच्या उर्जेमुळे फिरते, याला म्हणतात. पवनचक्की मोड . या मोडमध्ये, स्क्रू केवळ इंजिनची शक्ती वापरत नाही, तर येणार्‍या प्रवाहाच्या उर्जेमुळे स्वतःच इंजिन शाफ्टला फिरवतो. आलेखावर, हा मोड बिंदूच्या उजवीकडील विभागाशी संबंधित आहे जी.उड्डाणात थांबलेले इंजिन सुरू करण्यासाठी पवनचक्की मोड वापरला जातो. या प्रकरणात, मोटर शाफ्ट स्पेशल स्टार्टिंग डिव्हाइसेसची आवश्यकता न घेता, प्रारंभ करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या रोटेशन गतीपर्यंत फिरते.

धावण्याच्या दरम्यान विमानाचे ब्रेकिंग देखील पवनचक्की मोडमध्ये सुरू होते आणि शून्य थ्रस्ट मोडपर्यंत ऑटोरोटेशन आणि ब्रेकिंगच्या टप्प्यांतून क्रमाक्रमाने जाते.

स्क्रू हवेत जोर निर्माण करतो, त्यावर पंखाप्रमाणे काम करतो. विमानाचा पंख सामान्यतः अनुवादितपणे फिरतो, तर प्रोपेलर ब्लेड अनुवादित आणि रोटेशन दोन्ही प्रकारे फिरतो. प्रोपेलर ब्लेड आकारात एक लांबलचक आयत आहे, ज्याचा एक आकार दुसर्‍यापेक्षा खूपच लहान आहे, जो कोनीय गतीने फिरतो. पअक्ष बद्दल x - x(Fig. 4.1), या आयताच्या एका काठावर जात आहे. काही कोन सोडून आयताचे विमान jरोटेशनच्या विमानासह, वेगाने फिरण्याच्या अक्षाच्या दिशेने अनुवादितपणे हलते वि.त्रिज्येच्या सिलेंडरसह ब्लेड कट करणे आर,ज्याचा अक्ष अक्षाशी एकरूप होतो एक्स;आम्हाला विभागात एक वाढवलेला आयत मिळतो. ब्लेडची रुंदी त्याच्या लांबीच्या तुलनेत सामान्यत: लहान असल्याने, सिलेंडरचा विभाग त्यांच्या जवळ असलेल्या एका विभागाद्वारे बदलला जातो, परंतु रेखाचित्रासाठी सोयीस्कर असतो, स्पर्शिकेच्या एका भागाद्वारे सिलेंडरच्या अक्षाला लंब असतो. ब्लेड (चित्र 4.1).

ब्लेड एक जटिल हालचाल करते - अनुवादात्मक आणि रोटेशनल, नंतर आपल्याला या दोन हालचाली जोडण्याची आवश्यकता आहे. रोटेशनच्या परिघीय गतीची भौमितीय बेरीज U = Wr,आणि अनुवादित गती (एअरस्पीड) व्ही,(आकृती 4.2) वेक्टर देते प(विभाग प्रोफाइलशी संबंधित हवेच्या प्रवाहाचा वेग). जर आपण समतल स्पर्शिकेद्वारे लहान किंवा मोठ्या त्रिज्येच्या सिलेंडरवर दुसरा भाग घेतला, तर वेग घटक व्हीसमान राहते, आणि परिधीय गती wrकमी किंवा जास्त असेल; नंतरचे रेखीय बदलते, स्क्रू अक्षावर शून्यासारखे होते.

ब्लेड फ्लॅट घेतले असल्याने, कोन jसर्व त्रिज्या आणि कोनावर समान असेल β , ज्याला विभागातील प्रवाहाचा कोन म्हणतात, परिभ्रमणाच्या परिवर्तनीय परिधीय गतीमुळे भिन्न त्रिज्यामध्ये भिन्न असेल प आर. म्हणून, घटत्या त्रिज्यासह आरकोपरा β वाढते आणि कोन a=φ-β कमी होते आणि शून्य किंवा अगदी नकारात्मक होऊ शकते.

प्रोपेलर्स फिक्स्ड-पिच प्रोपेलर (VFSH) आणि व्हेरिएबल-पिच प्रोपेलर्स (VSP) मध्ये विभागलेले आहेत.

प्रोपेलर TVD किंवा PD च्या टॉर्कला थ्रस्टमध्ये रूपांतरित करतो. या प्रकरणात, प्रोपेलरच्या कार्यक्षमता घटक (कार्यक्षमता) द्वारे अंदाजित नुकसान आहेत.

VFS स्थिर ब्लेड कोन द्वारे दर्शविले जाते. संरचनात्मकदृष्ट्या, या स्क्रूमध्ये एक स्लीव्ह आहे ज्यामध्ये ब्लेड कठोरपणे जोडलेले आहेत, जे त्यावर जोर प्रसारित करतात आणि ते इंजिन शाफ्टपासून स्क्रूपर्यंत टॉर्क देखील ओळखतात.

VISH मध्ये ब्लेड असतात, ब्लेड फिरवण्याची यंत्रणा असलेले बुशिंग आणि त्याचे विश्वसनीय ऑपरेशन सुनिश्चित करणारे उपकरण. स्क्रू नियंत्रित करण्यासाठी, स्वयंचलित आणि मॅन्युअल कृतीसाठी उपकरणे आहेत.

प्रोपेलर खालील आवश्यकतांच्या अधीन आहेत:

उच्च कार्यक्षमता;

VISH साठी - श्रेणीतील ब्लेडच्या स्थापनेचा कोन बदलणे ज्यामुळे इंजिन सुरू करणे सोपे होते; निष्क्रिय असताना किमान सकारात्मक प्रोपेलर थ्रस्ट; धावण्याच्या दरम्यान जास्तीत जास्त नकारात्मक जोर आणि वेन स्थितीत ब्लेडचा किमान ड्रॅग; विमानाच्या फ्लाइट मोडवर आणि कमीतकमी 10 ° / s च्या टर्निंग स्पीडसह इंजिनच्या ऑपरेशनवर अवलंबून ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनात स्वयंचलित बदल;

प्रतिक्रियात्मक आणि गायरोस्कोपिक क्षणांची किमान मूल्ये;

प्रोपेलर आणि स्पीड कंट्रोलरच्या डिझाइनमध्ये स्वयंचलित संरक्षणात्मक उपकरणे समाविष्ट करणे आवश्यक आहे जे प्रोपेलर ब्लेडच्या अनियंत्रित संक्रमणास लहान स्थापना कोनांमध्ये मर्यादित करतात आणि उड्डाण करताना नकारात्मक थ्रस्टच्या घटनेस प्रतिबंध करतात;

आयसिंगपासून ब्लेडचे संरक्षण आणि प्रोपेलर हबचे फेअरिंग;

कमी वजन, शिल्लक आणि कमीतकमी आवाजासह पुरेशी ताकद.

स्क्रूची मुख्य वैशिष्ट्ये सामान्यतः भौमितिक, किनेमॅटिक आणि एरोडायनामिकमध्ये विभागली जातात.

४.२. स्क्रूची भौमितिक वैशिष्ट्ये

भूमितीय वैशिष्ट्यांमध्ये हे समाविष्ट आहे: व्यास डीप्रोपेलर, ब्लेडची संख्या, प्लॅनमध्ये ब्लेडचा आकार, जाडी c, विभाग जीवा bआणि ब्लेडच्या विभागांचे इंस्टॉलेशन कोन. स्क्रू व्यास (D=2R)जेव्हा प्रोपेलर त्याच्या अक्षाभोवती फिरते तेव्हा ब्लेडच्या टोकांद्वारे वर्णन केलेले वर्तुळ निर्धारित करते (चित्र 4.3). व्यास हे स्क्रूचे सर्वात महत्वाचे वैशिष्ट्य आहे, कारण ते प्रामुख्याने त्याची कर्षण वैशिष्ट्ये निर्धारित करते.

व्यासाचे मूल्य वायुगतिकीय विचारांतून निवडले जाते आणि ते विमानावर प्रोपेलर ठेवण्याच्या शक्यतेशी सुसंगत असते. आधुनिक प्रोपेलरचा व्यास 3 मी ते 6 मीटर पर्यंत असतो.

मोठ्या स्क्रू व्यासामुळे कमी कार्यक्षमता येते. ब्लेडच्या शेवटच्या भागात सुपरसोनिक गती दिसण्याच्या शक्यतेच्या संबंधात आणि विमानावरील इंजिनचे लेआउट देखील गुंतागुंतीचे करते. लहान व्यास दिलेल्या इंजिन टॉर्कला आवश्यक थ्रस्टमध्ये रूपांतरित करू देत नाहीत.

जर ब्लेड एका विशिष्ट त्रिज्यामध्ये कापला असेल आरबेलनाकार पृष्ठभाग ज्याचा रेखांशाचा अक्ष प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या अक्षाशी जुळतो, नंतर कटच्या छापला ब्लेडचा विभाग म्हणतात. या विभागात पंखांच्या आकाराचे प्रोफाइल आहे. दोन त्रिज्यांमधील ब्लेडचा भाग ( आरआणि आर+Δ आर), क्षेत्रफळ असलेले ब्लेड घटक आहे ∆S=b∆r.येथे आणि खाली, आर्क्युएट विभागांऐवजी विमान विभाग मानले जातात.

वर्तमान विभाग त्रिज्याचे गुणोत्तर आरत्रिज्या स्क्रू करण्यासाठी आरसापेक्ष त्रिज्या म्हणतात =r/R.बुशिंगने व्यापलेल्या ब्लेडच्या कार्यरत नसलेल्या भागाची त्रिज्या दर्शविली जाते r0. आणि 0 = r0 /R.

किमान व्यास मूल्यासह इंजिन टॉर्क थ्रस्टमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी, प्रोपेलरमध्ये अनेक ब्लेड असतात. आधुनिक थिएटरवर, चार-ब्लेड प्रोपेलर सहसा स्थापित केले जातात. मोठ्या संख्येने ब्लेडमुळे कार्यक्षमता कमी होते. शक्तिशाली थिएटर इंजिनवर, ब्लेडची संख्या वाढवण्याऐवजी, कोएक्सियल प्रोपेलर वापरले जातात, एकामागे एक व्यवस्थित केले जातात आणि एका अक्षाभोवती विरुद्ध दिशेने फिरतात.

ब्लेड विभागाचे वैशिष्ट्यपूर्ण परिमाण कमाल रुंदी आहेत bआणि जाडी- सहब्लेड, तसेच त्यांचे सापेक्ष आकार

= आणि =

आधुनिक स्क्रूसाठी, कमाल = 8 ... 10% (अंजीर 4.4).

ओळ 0V(चित्र 4.3 पहा), ब्लेडच्या विभागांच्या मध्यभागी जाणे, त्याला त्याचा अक्ष म्हणतात. ब्लेडच्या अक्षाचा आकार (सरळ किंवा वक्र) आणि या अक्षासह ब्लेडच्या रुंदीचे वितरण हे ब्लेडच्या प्लॅनमधील आकाराचे वैशिष्ट्य दर्शवते. ब्लेडच्या टोकापर्यंत जास्तीत जास्त पोहोचल्याने प्रोपेलरचा जोर वाढतो, परंतु ब्लेडच्या शेवटच्या दिशेने दाबाच्या केंद्राच्या विस्थापनामुळे वाकण्याचा क्षण वाढतो.

ब्लेड विभागाची जास्तीत जास्त जाडी त्याच्या शेवटच्या दिशेने कमी होते (उच्च प्रवाहाच्या वेगावर, प्रोफाइलची लहान सापेक्ष जाडी आवश्यक आहे). या जाडीच्या तुलनात्मक मूल्यांकनासाठी, त्याचे सापेक्ष मूल्य विचारात घ्या 0 =0, 9 आणि दर्शवा 0,9 . आधुनिक स्क्रूसाठी 0,9 \u003d 4 ... 5% (चित्र 4.4).

4.3 वाईनची किनेमॅटिक वैशिष्ट्ये

प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या अक्षाला लंब असलेल्या आणि ब्लेडच्या कोणत्याही बिंदूमधून जाणाऱ्या विमानाला प्रोपेलरच्या रोटेशनचे समतल म्हणतात. अशा समांतर विमानांची संख्या असीम आहे. सहसा, स्क्रूच्या रोटेशनचे विमान हे प्रोफाइल कॉर्डच्या मध्यभागी किंवा शेवटी जाणारे विमान समजले जाते (चित्र 4.5).

ब्लेड विभाग रोटेशनच्या विमानाकडे झुकलेले आहेत. ब्लेड विभाग कोन φ स्क्रूच्या रोटेशनच्या प्लेन आणि प्रोफाइलच्या जीवा दरम्यान मोजले जाते. मूल्य φ दिलेल्या स्क्रू त्रिज्यासाठी खेळपट्टीचे मूल्य निर्धारित करते hप्रणोदक एका क्रांतीमध्ये अथक माध्यमाने प्रवास करेल

h=2r tgφ n s ,

कुठे n sप्रति सेकंद प्रोपेलरच्या क्रांतीची संख्या आहे.

स्क्रूच्या ऑपरेशन दरम्यान, खेळपट्टीचे मूल्य मोजले जात नाही, परंतु "स्क्रू पिच" हा शब्द व्यापक झाला आहे.

प्रोपेलरची किनेमॅटिक वैशिष्ट्ये म्हणजे ब्लेड विभागाचा परिघीय, अनुवादात्मक आणि परिणामी वेग, आक्रमणाचे कोन आणि प्रवाहाचा प्रवाह, गती गुणांक. फ्लाइटमध्ये, प्रोपेलर ब्लेडचा विभाग परिधीय वेगाने फिरतो U=ωr=2pl s rआणि उड्डाणाच्या वेगाने पुढे सरकते वि.या मुख्य व्यतिरिक्त

वेग, प्रेरक सक्शन आणि वळणावळणाचा वेग रोटेशनच्या समतलामध्ये उद्भवतात, ज्याचा येथे साधेपणासाठी विचार केला जात नाही. या प्रकरणात, परिणामी गती पसूत्राद्वारे निर्धारित केले जाते

वेगाची दिशा पप्रोफाईल कॉर्डसह आणि वेगाने आक्रमणाचा कोन α बनवतो यूजेट प्रवाह कोन β. मग

φ=a+β,

β=आर्क टीजी =आर्क टीजी .

अनुवादाच्या गतीच्या स्थिर मूल्यांवर व्हीआणि प्रतिष्ठापन कोन φ ब्लेड विभागाच्या त्रिज्यामध्ये वाढ झाल्यामुळे, कोन β कमी होतो आणि कोन aवाढते.

ब्लेडचा प्रत्येक विभाग आक्रमणाच्या समान सर्वात फायदेशीर कोनात असावा aभोळे (ज्यावर लिफ्ट-टू-ड्रॅग प्रमाण जास्तीत जास्त आहे), ते कोन कमी करून आवश्यक आहे β स्थापना कोन कमी करा φ . म्हणून, प्रोपेलर ब्लेडवर, मूळ भागामध्ये (बटवर) स्थापना कोन सर्वात मोठे आहेत आणि ब्लेडच्या शेवटी ते कमी होतात (चित्र 4.6). ब्लेड विभागांच्या स्थापनेच्या कोनांच्या अशा वितरणास भौमितिक ट्विस्ट म्हणतात. पिळणे स्थिती प्रदान करणे आवश्यक आहे a=φ-β=const=एक भोळा.

ब्लेडच्या वळणाचे प्रमाण निश्चित करण्यासाठी, कोनाची तुलना करून ब्लेड विभागाच्या सापेक्ष वळणाची संकल्पना वापरली जाते (चित्र 4.7). φ ब्लेडच्या कोणत्याही विभागाची स्थापना = 0.75 वर स्थित विभागाच्या स्थापना कोनासह आणि म्हणून दर्शविले जाते φ ०.७५: =φ - φ ०.७५.ब्लेडचा एकूण ट्विस्ट ब्लेडच्या कार्यरत भागाच्या सुरूवातीस इंस्टॉलेशन कोनांमधील फरकाने निर्धारित केला जातो. φroआणि ब्लेडच्या शेवटी φ आर. ब्लेड इंस्टॉलेशन कोन प्रोपेलरच्या त्रिज्याबरोबर बदलत असल्याने, ते नाममात्र त्रिज्यामध्ये मोजले जाते r nom. अर्थ r nomसह screws साठी सहसा 1000 मिमी समान घेतले डी<4 м и 1600 мм для винтов с D>4 मी

ब्लेड विभागाच्या स्थापनेच्या कोनाच्या स्थिर मूल्यांवर ( β आणि परिघीय फ्लाइट ब्लेड यू) हल्ल्याचा कोन वायुवेगानुसार बदलतो. जसजसा वेग वाढतो व्हीहल्ला कोन aकमी होते, आणि कमी होते V-वाढते. फ्लाइटचा वेग, हल्ल्याचा कोन बदलण्यासाठी aस्थिर राहिले, ब्लेडच्या स्थापनेचा कोन बदलणे आवश्यक आहे (चित्र 4.8).

प्रोपेलरच्या स्वतःच्या अक्षाशी संबंधित प्रोपेलर हबमध्ये ब्लेड फिरवून हे शक्य आहे. व्हीएफएसच्या बाबतीत, परिघीय गती वाढवून हे साध्य केले जाते यू(प्रोपेलर गती वाढवा).

४.४. प्रोपेलर एरोडायनामिक वैशिष्ट्ये

प्रोपेलरच्या वायुगतिकीय वैशिष्ट्यांमध्ये जोराचा समावेश होतो आर, प्रतिकाराचा क्षण एमआणि शक्ती एनस्क्रू फिरवण्यासाठी आवश्यक, आणि कार्यक्षमता η मध्ये

वर नमूद केल्याप्रमाणे, प्रोपेलर ब्लेड्स, जे रोटेशनल आणि ट्रान्सलेशनल मोशनमध्ये असतात, येणार्‍या हवेच्या प्रवाहाच्या संबंधात हालचालींचा वेग भिन्न असतो. त्रिज्या येथे ब्लेडच्या दोन विभागांचा विचार करता (चित्र 4.9 पहा). आरआणि r+Δ आरआणि या विभागांमधील ब्लेडचा भाग म्हणतात r त्रिज्यावरील ब्लेड घटक.या ब्लेड घटकाचे क्षेत्रफळ असेल dS=bdr.

उलट गतीमध्ये, ब्लेडचा निर्दिष्ट घटक वेगाने प्रवाहाच्या अधीन असतो व्हीस्क्रूच्या अक्षाच्या समांतर, आणि दुसरे म्हणजे, वेगासह प्रवाह यूगतीला लंब असलेल्या दिशेने व्ही, परिणामी गती देणे W-ब्लेड घटकावरील प्रवाहाचा वेग. वेक्टरमधील कोन पआणि विभागाचा जीवा हा विभागाच्या आक्रमणाचा कोन आहे α .

कोपरा φ विभागातील जीवा आणि सदिश यांच्यामध्ये यू(किंवा, जे प्रोपेलरच्या फिरण्याचे विमान देखील आहे) ब्लेड विभागाच्या स्थापनेचा कोन आणि कोन आहे β वेग वेक्टर दरम्यान यूआणि प- दृष्टिकोन कोन. अशा ब्लेड घटकाला पंख मानले जाऊ शकते आणि त्यावर सामान्य वायुगतिकीय सूत्र लागू केले जाऊ शकतात.

ब्लेड घटकासाठी लिफ्ट फोर्स:

dY=C y d S,(4.1)

आणि ड्रॅग करा

dX=C x dS. (4.2)

एरोडायनॅमिक्सवरून ओळखले जाते, ड्रॅग गुणांक क xविंगच्या सापेक्ष कालावधीवर अवलंबून असते. या प्रकरणात सापेक्ष श्रेणी काय आहे? पहिल्या दृष्टीक्षेपात असे दिसते की अनंत व्याप्तीचा अवलंब केला पाहिजे; परंतु, एरोडायनॅमिक्सवरून ओळखल्याप्रमाणे, अशा पंखांना प्रेरक ड्रॅग नसतात. त्यामुळे, ते प्रेरक वेग निर्माण करणार नाही, जे आदर्श प्रोपेलरच्या जेटमध्ये काय असावे याच्या विरुद्ध आहे. अशाप्रकारे, जर आपण ब्लेडचा घटक अनंत स्पॅनचा पंख म्हणून घेतला, तर स्क्रूमुळे होणारा वेग इतर कोणत्यातरी मार्गाने शोधला पाहिजे आणि नंतर ब्लेडच्या विभागातील वेगाचा त्रिकोण दर्शविल्याप्रमाणे घ्यावा. अंजीर मध्ये. ४.५. ब्लेड घटकाचा जोर आणि शक्ती निर्धारित करण्यासाठी ही सूत्रे वापरण्यास सक्षम होण्यासाठी, एखाद्याने त्यात घेतले पाहिजे C yआणि क xकाही काल्पनिक सापेक्ष श्रेणीसाठी, आणि विचार करा की घटक ब्लेडमध्ये अलगावमध्ये कार्य करतो - शेजारच्या घटकांच्या प्रभावाशिवाय. पुढे, असे गृहीत धरले पाहिजे की अशा घटकावरील प्रवाहाचा प्रभाव, हे एक पेचप्रवाह मार्गाने फिरत असला तरीही, पुढे जाणाऱ्या पंखावरील प्रवाहाच्या प्रभावासारखाच आहे. या शेवटच्या गृहीतकाला सहसा सपाट विभागांचे गृहितक म्हणतात.

dY= C y b dr(4.3)

dX= C x b dr(4.4)

ब्लेडच्या रेखीय परिमाणांची परिपूर्ण मूल्ये सापेक्ष स्वरूपात व्यक्त केली जातात:

b= D, r=आणि dr=d

एक्सप्रेस पमाध्यमातून यूआणि β.

U=ώr=2πn s r= πn s(4.5)

W 2 ==(4.6)

एलिमेंटल लिफ्टिंग फोर्सची मूल्ये dYआणि प्रतिकार शक्ती dX(4.6) विचारात घेऊन, आमच्याकडे आहे:

dY=Cy=Cy(4.7)

dX=C x = C x (4.8)

स्क्रूच्या अक्षाच्या समांतर असलेल्या दिशेला आणि स्क्रूच्या फिरण्याच्या समतल दिशेने (चित्र 4.10) - दोन परस्पर लंब दिशांमध्ये पडण्यासाठी घटकाचे उचलण्याचे बल आणि ड्रॅग डिझाइन करूया.

प्रोजेक्शन dYप्रोपेलर अक्षावर जोर देते dPब्लेड घटक:

dP=dYcosβ-dXsinβ= ()(4.9)

प्रोजेक्शन dXस्क्रूच्या रोटेशनच्या प्लेनवर या घटकाच्या रोटेशनला प्रतिकार शक्ती देते:

dT=dYsinβ+dXcosβ= () (4.10)

रोटेशनच्या प्रतिकाराचा टॉर्क dMब्लेड घटक:

dM=dT r=dT = ( ) . (4.11)

आवश्यक रोटेशनल पॉवर dNब्लेड घटक:

dN=dM ω= dM 2πn s = ( ) (4.12)

सामान्य जोर आरआणि शक्ती एनसह स्क्रू साठी iअभिव्यक्ती (4.9) आणि (4.12) च्या संबंधित अभिन्न अवलंबनांद्वारे ब्लेड व्यक्त केले जातात:

पी = () . (४.१३)

N= () . (4.14)

सूत्रांमध्ये (4.13) आणि (4.14), इंटिग्रँड्स हे प्रोपेलर ब्लेडच्या भौमितिक आणि वायुगतिकीय वैशिष्ट्यांवर अवलंबून परिवर्तनशील कार्ये आहेत आणि त्यानुसार त्यांना सूचित करतात. सी आरथ्रस्ट गुणांक आहे आणि सी एनपॉवर फॅक्टर आहे, आम्ही जोर आणि शक्तीसाठी अंतिम अभिव्यक्ती प्राप्त करतो:

P= C P ρn 2 D 4 ,(4.15)

N= C N ρn 3 D 5 ,(4.16)

स्क्रू कार्यक्षमता η मध्येअसे लिहिले जाऊ शकते:

η मध्ये = = = = λ= π (4.17)

सापेक्ष गती म्हणजे मुक्त प्रवाहाच्या गतीचे ब्लेडच्या शेवटी परिघीय गतीचे गुणोत्तर:

तांदूळ. ४.११ अ. प्रोपेलरचे वायुगतिकीय वैशिष्ट्य

येथे गुणोत्तराला स्क्रू पिच (सुसंगत माध्यमात स्क्रूची भाषांतरित हालचाल), आणि =λ- सापेक्ष खेळपट्टी असे म्हणतात, नंतर: λ=π .

प्रोपेलर निवडताना आणि विमानाच्या एरोडायनामिक गणना दरम्यान, इंजिनद्वारे प्रोपेलरला प्रसारित केलेली शक्ती सेट केली जाते आणि केवळ प्रोपेलरच्या कार्यक्षमतेचे ज्ञान देखील आवश्यक असते - प्रोपेलर थ्रस्ट सामान्यतः वायुगतिकीय गणनांमध्ये वापरला जात नाही. वक्र С N आणि η एकत्र करणे सोयीचे आहे जेणेकरून संबंधित मूल्ये वक्रांवर प्लॉट केली जातील. – η, नंतर अंजीर मध्ये दर्शविलेले आकृती. ४.११ अ.

त्यावर, λ abscissa बाजूने प्लॉट केले आहे, C N ऑर्डिनेटसह; वक्र C N स्क्रूच्या स्थापनेच्या कोनाच्या पॅरामीटरनुसार स्थित आहेत φ; CN वक्रांवर, संबंधित प्रोपेलर कार्यक्षमतेचे बिंदू प्लॉट केले जातात, कनेक्ट केल्यावर, समान कार्यक्षमतेचे वक्र तयार होतात. तुम्ही बघू शकता, समान कार्यक्षमतेचे वक्र बंद आहेत आणि संबंधित C N वक्रांना दोनदा छेदतात. या बंद वक्रांचा गाभा सर्वोच्च कार्यक्षमता मूल्याशी संबंधित आहे. अशा आकृतीला प्रोपेलरचे वायुगतिकीय वैशिष्ट्य म्हणतात.आकृतीमध्ये चाचणीच्या अटी, म्हणजे, स्क्रू उपकरणाचा प्रकार, तपासलेल्या स्क्रूचा व्यास, स्क्रूचा प्रकार किंवा त्याची भूमिती, स्क्रूच्या मागील भागाचा आकार आणि परिमाणे, प्रवाह दर आणि आवर्तनांची संख्या दर्शविली जाईल. चाचणी दरम्यान. अंजीर मध्ये दर्शविलेले आकृती. 197, स्क्रू निवडण्यासाठी मुख्य आहे.

४.५. ऑपरेटिंग मोड

तांदूळ. ४.१२. ठिकाणी स्क्रू ऑपरेशन

स्थिर ब्लेड कोनात jतिच्या हल्ल्याचा कोन α उड्डाण गतीच्या मूल्यावर अवलंबून असते (चित्र 4.10 पहा). उड्डाणाचा वेग जसजसा वाढतो तसतसा आक्रमणाचा कोन कमी होतो. या प्रकरणात, प्रोपेलरला "हलका बनतो" असे म्हटले जाते, कारण प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या प्रतिकाराचा क्षण कमी होतो, ज्यामुळे त्याच्या घूर्णन गतीमध्ये वाढ होते. फ्लाइटच्या गतीमध्ये घट झाल्यामुळे, त्याउलट, हल्ल्याचा कोन वाढतो आणि प्रोपेलर "जड" बनतो, त्याच्या रोटेशनची वारंवारता कमी होते.

प्रोपेलर शक्ती एनआणि पॉवर फॅक्टर सी एनजेव्हा प्रोपेलरच्या वायुगतिकीय शक्तींचा टॉर्क त्याच्या रोटेशनच्या दिशेच्या विरुद्ध असतो तेव्हा ते सकारात्मक मानले जातात.

जर या शक्तींचा टॉर्क स्क्रूच्या रोटेशनच्या दिशेने निर्देशित केला असेल, म्हणजे, रोटेशनच्या प्रतिकार शक्ती ट<0, мощность винта считается отрицательной.

खाली प्रोपेलर ऑपरेशनचे सर्वात सामान्य मोड आहेत.

मोड ज्यामध्ये भाषांतराची गती आहे V=0,म्हणून, λ आणि h मध्येशून्याच्या बरोबरीला मोड म्हणतात काम ठिकाणी स्क्रू करा(अंजीर 4.12). अंजीर वर. 4.11 हा मोड बिंदूशी संबंधित आहे अ,थ्रस्ट गुणांक कुठे आहेत बुधआणि शक्ती सी एनसहसा कमाल मूल्य असते. ब्लेड कोन ά जेव्हा स्क्रू जागेवर असतो, तेव्हा ते इंस्टॉलेशनच्या कोनाइतके असते φ. कारण h in =o,मग जागी काम करताना स्क्रू कोणतेही उपयुक्त काम करत नाही.

स्क्रूच्या ऑपरेशनची पद्धत, जेव्हा अनुवादाच्या गतीच्या उपस्थितीत सकारात्मक जोर तयार केला जातो, त्याला म्हणतात प्रोपेलर मोड(अंजीर 4.13). हे ऑपरेशनचे मुख्य आणि सर्वात महत्वाचे मोड आहे, जे टॅक्सींग, टेकऑफ, चढाई, विमानाच्या लेव्हल फ्लाइट दरम्यान आणि अंशतः उतरताना आणि लँडिंग दरम्यान वापरले जाते. अंजीर वर. 4.11 हा फ्लाइट मोड विभागाशी संबंधित आहे abसापेक्ष पायरी λ जसजशी वाढते तसतसे थ्रस्ट आणि पॉवर गुणांकांची मूल्ये कमी होतात. या प्रकरणात, स्क्रूची कार्यक्षमता प्रथम वाढते, एका विशिष्ट बिंदूवर जास्तीत जास्त पोहोचते ब,आणि नंतर पडतो.

डॉट bब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनाच्या दिलेल्या मूल्यासाठी प्रोपेलरच्या ऑपरेशनच्या इष्टतम मोडचे वर्णन करते j. अशा प्रकारे, प्रोपेलरच्या ऑपरेशनचा प्रोपेलर मोड गुणांकांच्या सकारात्मक मूल्यांशी संबंधित आहे सी पी, सी एनआणि h मध्येया उड्डाण परिस्थिती सामान्यत: जेव्हा विमान खाली येते तेव्हा उद्भवते. VFSh सह पॉवर प्लांटमध्ये, प्रोपेलर स्पिनिंग शक्य आहे.

अंजीर.4.15. ब्रेकिंग मोडमध्ये प्रोपेलरचे ऑपरेशन

कार्यपद्धती ज्यामध्ये प्रोपेलर सकारात्मक किंवा नकारात्मक थ्रस्ट (प्रतिकार) तयार करत नाही त्याला म्हणतात. शून्य थ्रस्ट मोड. या मोडमध्ये, स्क्रू परत फेकल्याशिवाय आणि थ्रस्ट तयार न करता हवेत मुक्तपणे स्क्रू केलेले दिसते (चित्र 4.14). अंजीर मध्ये शून्य जोर मोड. 4.11 मॅच पॉइंट व्ही. परिणामी शक्ती dRतिसऱ्या चतुर्थांश मध्ये दिसते. येथे, थ्रस्ट गुणांक सी पीआणि प्रोपेलरची कार्यक्षमता h मध्येशून्याच्या समान आहेत. पॉवर फॅक्टर सी एनस्क्रूच्या रोटेशनवर मात करण्यासाठी ऊर्जा खर्चाशी संबंधित काही सकारात्मक मूल्य आहे. या प्रकरणात ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन, नियम म्हणून, शून्यापेक्षा किंचित कमी आहे.

मोटर शाफ्टवर सकारात्मक शक्तीसह नकारात्मक थ्रस्ट (प्रतिकार) तयार केल्यावर प्रोपेलरच्या ऑपरेशनची पद्धत म्हणतात. ब्रेकिंग मोड, किंवा स्क्रूचा ब्रेकिंग मोड (Fig. 4.15). या मोडमध्ये, जेट्सच्या प्रवाहाचा कोन β अधिक स्थापना कोन φ , म्हणजे हल्ल्याचा ब्लेड कोन α- मूल्य नकारात्मक आहे. या प्रकरणात, हवेचा प्रवाह ब्लेडच्या मागील बाजूस दबाव आणतो, ज्यामुळे नकारात्मक जोर निर्माण होतो. परिणामी शक्ती dRतिसऱ्या चतुर्थांश मध्ये दिसते. अंजीर 4.11 मध्ये, स्क्रूच्या ऑपरेशनची ही पद्धत पॉइंट्सच्या दरम्यान बंद केलेल्या विभागाशी संबंधित आहे व्हीआणि जी, ज्यावर गुणांक बुधआणि η मध्येनकारात्मक मूल्ये आणि गुणांकाची मूल्ये आहेत सी एनकाही सकारात्मक मूल्यावरून शून्यावर बदला.

Fig.4.16 ऑटोरोटेशन मोडमध्ये प्रोपेलर ऑपरेशन

मागील प्रकरणाप्रमाणे, प्रोपेलरच्या रोटेशनच्या प्रतिकाराच्या क्षणावर मात करण्यासाठी, विशिष्ट इंजिन पॉवर आवश्यक आहे. लँडिंग रन कमी करण्यासाठी नकारात्मक प्रोपेलर थ्रस्टचा वापर केला जातो. हे करण्यासाठी, ब्लेड विशेषत: किमान स्थापना कोनात हस्तांतरित केले जातात. φमिन, ज्यावर विमानाच्या धावण्याच्या दरम्यान हल्ल्याचा कोन α नकारात्मक

जेव्हा मोटर शाफ्टवरील शक्ती शून्य असते आणि येणार्‍या प्रवाहाच्या ऊर्जेमुळे (ब्लेडवर लावलेल्या वायुगतिकीय शक्तींच्या कृती अंतर्गत) प्रोपेलर फिरतो तेव्हा ऑपरेशन मोड म्हणतात. ऑटोरोटेशन मोड(अंजीर 4.16). इंजिन शक्ती विकसित करते एन, केवळ स्क्रूच्या रोटेशन दरम्यान तयार झालेल्या अंतर्गत शक्ती आणि प्रतिकारांच्या क्षणांवर मात करण्यासाठी आवश्यक आहे.

परिणामी शक्ती dR=-dPप्रोपेलरच्या रोटेशनच्या अक्षावर काटेकोरपणे ओरिएंट केलेले आणि विमानाच्या उड्डाणाच्या विरूद्ध निर्देशित केले जाते. अंजीर वर. 4.11 हा मोड बिंदूशी संबंधित आहे जी.प्रोपेलर थ्रस्ट, ब्रेकिंग मोडप्रमाणे, नकारात्मक आहे.

तांदूळ. ४.१७. पवन टर्बाइन ऑपरेशन

ऑपरेशन मोड, ज्यामध्ये मोटर शाफ्टची शक्ती नकारात्मक असते आणि स्क्रू येणार्‍या प्रवाहाच्या उर्जेमुळे फिरते, याला म्हणतात. पवनचक्की मोड(अंजीर 4.17). या मोडमध्ये, स्क्रू केवळ इंजिनची शक्ती वापरत नाही, तर येणार्‍या प्रवाहाच्या उर्जेमुळे स्वतःच इंजिन शाफ्टला फिरवतो. अंजीर वर. 4.11 हा मोड बिंदूच्या उजवीकडील विभागाशी संबंधित आहे जीआणि मग, स्क्रूला ऊर्जेचा स्रोत मानून, h मध्ये> 0

उड्डाणात थांबलेले इंजिन सुरू करण्यासाठी पवनचक्की मोड वापरला जातो. या प्रकरणात, मोटर शाफ्ट सुरू करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या वेगापर्यंत फिरते, विशेष प्रारंभिक उपकरणांची आवश्यकता न घेता.

धावण्याच्या दरम्यान विमानाचा वेग कमी करणे हे प्रोपेलर ब्लेडला किमान स्थापनेच्या कोनात स्थानांतरित करून चालते आणि पवनचक्की मोडमध्ये सुरू होते, क्रमशः पायऱ्या, ऑटोरोटेशन, ब्रेकिंग, शून्य थ्रस्ट मोडमधून जाते. धावण्याच्या गतीमध्ये घट झाल्यामुळे, प्रोपेलर किमान थ्रस्ट मोडमध्ये कार्य करण्यास सुरवात करतो.

४.६. व्हेरिएबल पिच प्रोपेलर्सचे वर्गीकरण

पूर्वी, हे दर्शविले गेले होते की स्थिर स्थापना कोनात ब्लेडच्या हल्ल्याच्या कोनाचे मूल्य φ हवेच्या गतीवर अवलंबून आहे. कमी उड्डाण वेगाने (टेकऑफ) VFS मध्ये, ब्लेड विभागांच्या हल्ल्याचे कोन ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनांच्या जवळ असतात, ज्यामुळे प्रोपेलर "जड" होतो. या प्रकरणात, टेकऑफ (जास्तीत जास्त) वेगापर्यंत प्रोपेलर फिरवण्यासाठी इंजिनची शक्ती अपुरी आहे. उच्च फॉरवर्ड स्पीडने लेव्हल फ्लाइटमध्ये, ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकतो, ज्यामुळे अतिरिक्त इंजिन पॉवर (प्रोपेलरच्या तुलनेत) तयार होईल, ज्यामुळे अस्वीकार्यपणे उच्च मूल्यांपर्यंत क्रांती वाढेल. इंजिन ऑपरेशनची विश्वासार्हता सुनिश्चित केली जात नाही.

पूर्वी, जेव्हा विमानाच्या गतीची श्रेणी लहान होती, तेव्हा स्थिर-पिच प्रोपेलर्सचा वापर केला जात असे. जसजसे विमान सुधारत गेले आणि उड्डाण गतीची श्रेणी वाढली, तसतसे व्हेरिएबल पिच प्रोपेलरची गरज निर्माण झाली. पहिल्या VIS मध्ये ब्लेड कोनांची तुलनेने लहान श्रेणी होती, जी सहसा 10° पेक्षा जास्त नसते. हे, एक नियम म्हणून, दोन-पिच स्क्रू होते. या प्रकरणात टेक-ऑफ आणि चढणे एका लहान स्थापना कोनात (लहान पायरी) केले गेले होते, ज्यामुळे जागेवर काम करताना टेक-ऑफ इंजिन रोटर गती मिळविणे शक्य झाले. क्षैतिज फ्लाइटवर स्विच करताना, विशेष यंत्रणा वापरून ब्लेड मोठ्या खेळपट्टीवर हस्तांतरित केले गेले.

विमानाच्या उड्डाण गतीच्या श्रेणीत आणखी वाढ झाल्यामुळे आणि परिणामी, ब्लेड कोनांच्या श्रेणीत वाढ झाल्यामुळे, फ्लाइट मोडवर अवलंबून इंस्टॉलेशनचा कोन बदलून स्वयंचलित गती नियंत्रण प्रणालीसह प्रोपेलर वापरण्यास सुरुवात झाली.

रेखांशाच्या अक्षांच्या तुलनेत ब्लेडच्या सक्तीच्या हालचालीसाठी उर्जेच्या स्त्रोतावर अवलंबून, व्हीआयएस विभागले गेले आहेत:

यांत्रिक (डिफरेंशियल गियर यंत्रणा वापरून किंवा पायलटच्या प्रयत्नातून इंजिनमधून ऊर्जा घेतली जाते);

इलेक्ट्रिक, ज्यामध्ये ब्लेडची हालचाल स्क्रूच्या स्पिनरमध्ये ठेवलेल्या इलेक्ट्रिक मोटरच्या मदतीने केली जाते आणि ब्लेडच्या बुटांना बेव्हल गियरने जोडली जाते;

हायड्रोलिक, ज्यामध्ये पॉवर एलिमेंट हा स्क्रूच्या कोकमध्ये एक हायड्रॉलिक पिस्टन असतो, ज्याची भाषांतरित हालचाल क्रॅंक यंत्रणेद्वारे ब्लेडच्या रोटेशनल हालचालीमध्ये रूपांतरित केली जाते.

VIS नियमन हे सेंट्रीफ्यूगल रेग्युलेटर वापरून ब्लेडचा कोन बदलून, विकसित इंजिन पॉवरकडे दुर्लक्ष करून, सतत प्रोपेलर (इंजिन) क्रांती राखण्यावर आधारित आहे.

जेव्हा इंजिन अधिक विकसित शक्तीच्या दिशेने समतोल मोडमधून विचलित होते, तेव्हा ब्लेडला मोठ्या कोनात सेट करून त्याचा वेग वाढवण्याचा प्रयत्न थांबविला जातो. या प्रकरणात, स्क्रूची घूर्णन गती एकाच स्तरावर (सहिष्णुतेच्या मर्यादेत) एकाच वेळी थ्रस्टच्या वाढीसह राहते. मोड कमी होण्याच्या दिशेने विचलित झाल्यास, नियमन प्रक्रिया उलट दिशेने जाते.

अशा वेग नियंत्रण प्रणाली असलेल्या प्रोपेलरला स्वयंचलित एअर प्रोपेलर म्हणतात. संरचनात्मकदृष्ट्या, स्वयंचलित प्रॉपेलर्स खूप जटिल युनिट्स आहेत, ज्याचे यशस्वी ऑपरेशन आणि देखभाल केवळ त्यांच्या ऑपरेशनची तत्त्वे आणि तांत्रिक ऑपरेशनच्या नियमांचा सखोल अभ्यास केल्यासच शक्य आहे.

४.७. ब्लेड्सवर कार्य करणारी शक्ती आणि क्षण

ब्लेडची केंद्रापसारक शक्ती आणि त्यांचे क्षण

ब्लेडच्या अनियंत्रित त्रिज्याच्या क्रॉस सेक्शनवर, आम्ही अंतिम प्राथमिक वस्तुमान निवडतो. जेव्हा प्रोपेलर फिरतो, तेव्हा केंद्रापसारक शक्ती ब्लेडच्या या घटकांवर कार्य करतात, रोटेशनच्या अक्षापासून त्रिज्या बाजूने निर्देशित केले जातात आणि या घटकांच्या रोटेशनच्या प्लेनमध्ये असतात.

केंद्रापसारक शक्तींचे वेक्टर dP c1आणि dP c2ब्लेड घटकाचे अत्यंत भाग (चित्र 4.18) रोटेशनच्या अक्षावरून निर्देशित केले जातात आणि त्यास लंब असतात. अक्षीय आणि सामान्य घटकांमध्ये रोटेशनच्या संबंधित विमानांमध्ये ते विघटित केले जाऊ शकतात dK 1, dK 2आणि df 1, df 2. नंतरची शक्ती ब्लेडच्या क्रॉस विभागात देखील दर्शविली जाते.

विभागाच्या इतर समान भागांसाठी सेंट्रीफ्यूगल फोर्स व्हेक्टरचा विस्तार, ब्लेडच्या त्याच विभागात अग्रभागी आणि अनुगामी कडांच्या दरम्यान स्थित, केंद्रापसारक शक्तींच्या अनुप्रस्थ घटकांचे आरेखन देते (चित्र 4.19) चे आडवा घटक ब्लेड अक्षातून जाताना केंद्रापसारक शक्ती (चित्र 4.18) त्यांची दिशा बदलतात. एका दिशेच्या शक्तींना संबंधित परिणामासह बदलणे dF 1आणि dF 2,आम्हाला क्षण मिळतो एम सीसेंट्रीफ्यूगल फोर्सच्या ट्रान्सव्हर्स घटकांपासून, जे इंस्टॉलेशन कोन कमी करण्यासाठी ब्लेड फिरवतात.

व्हेरिएबल पिच प्रोपेलर्समध्ये, ब्लेडचे आवश्यक इंस्टॉलेशन कोनात फिरणे ब्लेडच्या बट (दंडगोलाकार) भागांच्या अक्षांशी जुळणार्‍या अक्षांच्या सापेक्ष होते.

क्षणाचे परिमाण M c,प्रोपेलरचा वेग, साहित्य, भौमितिक परिमाण, प्रतिष्ठापन कोन आणि ब्लेड ट्विस्ट यावर अवलंबून असते.

वायुगतिकीय शक्ती आणि त्यांचे क्षण

ब्लेडवरील हवेच्या प्रवाहाच्या क्रियेच्या परिणामी वायुगतिकीय शक्ती दिसतात आणि त्याच्या संपूर्ण पृष्ठभागावर वितरीत केल्या जातात. ब्लेडची अशी लोडिंग योजना एका टोकाला कठोरपणे निश्चित केलेली बीम मानली जाऊ शकते, वितरित वायुगतिकीय लोडच्या क्रियेच्या अधीन आहे, ज्यामुळे वाकणे आणि टॉर्शनल क्षण निर्माण होतात.

ब्लेड घटकाच्या वायुगतिकीय शक्तींचा परिणाम दाबाच्या मध्यभागी लागू केला जातो, जो सामान्यतः ब्लेडच्या फिरण्याच्या अक्षाच्या पुढे स्थित असतो (चित्र 4.5 पहा) आणि नंतरची स्थापना वाढवण्याच्या दिशेने वळते. कोन दिलेल्या प्रोपेलरसाठी ब्लेडच्या वायुगतिकीय शक्तींच्या एकूण क्षणाची विशालता ब्लेडच्या हल्ल्याच्या कोनांवर आणि येणार्‍या प्रवाहाच्या परिणामी वेगाच्या विशालतेवर अवलंबून असते. वायुगतिकीय शक्तींच्या क्षणाचे मूल्य लहान आहे.

ब्लेडच्या हल्ल्याच्या नकारात्मक कोनांवर, परिणामी शक्तीची दिशा बदलते ज्यामुळे या प्रकरणात वायुगतिकीय शक्तींचे टॉर्क ब्लेडला स्थापना कोन कमी करण्याच्या दिशेने वळवतात.

काउंटरवेट्सची केंद्रापसारक शक्ती आणि त्यांचे क्षण

सामान्यतः, वायुगतिकीय शक्तींमधून टॉर्कचे प्रमाण कमी असते, म्हणून ते इंस्टॉलेशन कोन वाढविण्याच्या दिशेने ब्लेड्स वळवण्यासाठी ऊर्जेचा स्वतंत्र स्त्रोत म्हणून वापरला जाऊ शकत नाही. या संदर्भात, काही व्हेरिएबल-पिच प्रोपेलरवर, विशेष काउंटरवेट (वजन) अतिरिक्तपणे स्थापित केले जातात, जे कंसाच्या मदतीने ब्लेडच्या बट भागांवर निश्चित केले जातात (चित्र 4.20).

जेव्हा स्क्रू फिरतो तेव्हा काउंटरवेट्सची केंद्रापसारक शक्ती निर्माण होते आर पी, रोटेशनच्या अक्षावरून निर्देशित. ब्लेडच्या सापेक्ष काउंटरवेट्स अशा प्रकारे ठेवल्या जातात की घटक पी एनखांद्यावर hब्लेड टॉर्क तयार केला M c \u003d R nf h,इंस्टॉलेशन कोन वाढवण्याच्या दिशेने ब्लेड फिरवण्याचा प्रयत्न करत आहे. काउंटरवेट्सचे टॉर्क मूल्य एम सीत्यांच्या वस्तुमानावर, रोटेशनच्या अक्षापासून अंतर, खांद्यावर अवलंबून असते hआणि स्क्रू गती. हे सर्व पॅरामीटर्स अशा प्रकारे निवडले जातात की काउंटरवेट आणि वायुगतिकीय शक्तींच्या केंद्रापसारक शक्तींमधून दोन टॉर्क्सची एकत्रित क्रिया रोटेशनच्या आवश्यक तीव्रतेसह स्थापना कोन वाढविण्याच्या दिशेने ब्लेडचे रोटेशन सुनिश्चित करते. घटक आर पीसीकाउंटरवेट, ब्लेडच्या बाजूने निर्देशित केल्यामुळे, झुकणारा क्षण येतो, जो काउंटरवेट ब्रॅकेटद्वारे समजला जातो.

४.८. ब्लेड फिरवण्याच्या हायड्रोलिक यंत्रणेसह प्रोपेलर्सचे ऑपरेटिंग डायग्राम

सध्या, प्रोपेलर एव्हिएशनमध्ये, हायड्रॉलिक प्रोपेलर मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, ज्यामध्ये ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनात बदल तेलाच्या दाबाखाली केला जातो. ऑपरेशनच्या तत्त्वानुसार, ते दोन-बाजूच्या आणि एक-बाजूच्या स्क्रूमध्ये विभागलेले आहेत. हायड्रॉलिक वन-वे स्क्रूमध्ये, विशेष उच्च-दाब पंपमधून तेल (इंजिन कूलिंग सिस्टममधून) सेंट्रीफ्यूगल रेग्युलेटरच्या स्पूलद्वारे हायड्रॉलिक सिलेंडरच्या एका पोकळीला पुरवले जाते. दुसरी पोकळी कायमस्वरूपी ड्रेन लाइनशी जोडलेली असते, जी इंजिन पॉवर सप्लाय सिस्टीम म्हणून काम करते ( आर मी)

सिंगल साइड रिव्हर्स अॅक्शन स्क्रू

प्रोपेलरचा किनेमॅटिक आकृती (चित्र 4.21 पहा) अशा प्रकारे बनविला जातो की जेव्हा पिस्टन 2 उजवीकडे सरकतो तेव्हा ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनात वाढ होते, जेव्हा पोकळी A मधील दाब पोकळीतील दाबापेक्षा जास्त असतो. B. स्थापना कोनात घट ब्लेडच्या केंद्रापसारक शक्तींच्या ट्रान्सव्हर्स घटकांच्या क्षणाच्या कृती अंतर्गत केली जाते. M c/bहायड्रॉलिक सिलेंडरच्या पोकळी A मधून तेल काढून टाकून.

सर्वसाधारणपणे, खालील क्षण ब्लेडवर कार्य करतात: M c/b- ब्लेडच्या स्थापनेचा कोन कमी करण्याच्या उद्देशाने केंद्रापसारक शक्तींच्या ट्रान्सव्हर्स घटकांचा क्षण j;वायुगतिकीय शक्तींचा क्षण त्या दिशेने निर्देशित केला जातो वेडाआणि पिस्टनवरील पोकळी A मधील दाबाने त्याच दिशेने काम करणारा टॉर्क - एम ए.

समतोल मोडमध्ये, जेव्हा स्प्रिंग 7 केंद्रापसारक वजन 6 पासून बल संतुलित करते, तेव्हा स्पूल 5 चा खांदा सिलेंडर 1 ची पोकळी A बंद करतो आणि त्यामध्ये एक हायड्रॉलिक सील तयार करतो, ज्यापासून शक्ती समजते. M c\bआणि ब्लेड एका स्थिर स्थितीत आहे.

इंजिन पॉवरमध्ये वाढ झाल्यास (इंधन पुरवठा वाढतो), प्रोपेलरचा समान उर्जा वापर कायम ठेवताना, इंजिनच्या गतीमध्ये वाढ होईल. यामुळे वजन 6 च्या केंद्रापसारक शक्तींमध्ये वाढ होईल आणि स्पूल 5 तेल पोकळी A मध्ये प्रवेश करू देईल. या प्रकरणात एम ए+M a\d > M c\b, ज्यामुळे ब्लेड मोठ्या कोनात हलवेल jप्रोपेलरच्या उर्जेच्या वापरामध्ये वाढ झाल्यामुळे, त्याच्या रोटेशनची वारंवारता पूर्वनिर्धारित मूल्यापर्यंत कमी होते आणि समतोल मोड स्थापित केला जातो.

इंजिन पॉवरमध्ये घट (इंधन पुरवठा कमी) सह, प्रक्रिया उलट क्रमाने होते. अशा स्क्रूचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्यांच्या डिझाइनची सापेक्ष साधेपणा. तोट्यांमध्ये हायड्रॉलिक सिलेंडरच्या पोकळी A च्या घट्टपणाचे उल्लंघन झाल्यास स्क्रू फिरवण्याची शक्यता समाविष्ट आहे. च्या प्रभावाखाली M c\bब्लेड किमान सेटिंग कोनात जाऊ शकतात. या हेतूसाठी, स्क्रूच्या डिझाइनमध्ये विशेष स्टॉप प्रदान करणे आवश्यक आहे, जे पोकळी A चे दाब झाल्यानंतर पिस्टनची हालचाल वगळते.

एकल बाजू असलेला थेट अभिनय स्क्रूएकेरी तेल पुरवठ्यासह ब्लेड फिरवण्याची यंत्रणा आहे. त्यामध्ये, ऑइल प्रेशर फोर्सचा वापर फक्त ब्लेड्सला इंस्टॉलेशन कोन कमी करण्यासाठी (Fig. 4.22) हस्तांतरित करण्यासाठी केला जातो.

इंस्टॉलेशन कोनांमध्ये वाढ करण्यासाठी ब्लेडचे हस्तांतरण करण्यासाठी, काउंटरवेट वापरले जातात जेणेकरून केंद्रापसारक शक्तींच्या ट्रान्सव्हर्स घटकांपासून क्षण एम जीविरुद्ध दिग्दर्शन M c/b.अशा प्रकारे, स्थापना कोन कमी करण्याच्या दिशेने, खालील असमानता पूर्ण झाल्यावर ब्लेड वळतात: M A + M c / b > M gr. + M a/d.

या प्रकरणात, पोकळीला तेल पुरवले जाते एसेंट्रीफ्यूगल रेग्युलेटरच्या स्पूल चॅनेलद्वारे.

स्थापना कोन वाढविण्याच्या दिशेने ब्लेड या स्थितीत फिरवले जातात: M gr. + M a / d > M A + M c / b, जे पोकळीतून तेल काढून टाकताना घडते एनियामक वजनाच्या वाढीव केंद्रापसारक शक्तींमुळे स्पूलच्या वरच्या दिशेने हालचालीमुळे इंजिन क्रॅंककेसमध्ये. तेल प्रणालीतील दाब कमी होऊन उड्डाण सुरक्षा सुनिश्चित करण्यासाठी ब्लेड टर्निंग मेकॅनिझममध्ये काउंटरवेट्सचा वापर खूप महत्त्वाचा आहे. या प्रकरणात, प्रोपेलर ब्लेडला लहान स्थापना कोनांकडे वळवण्याची शक्यता आणि परिणामी, प्रोपेलर फिरणे आणि नकारात्मक थ्रस्ट दिसणे, वगळण्यात आले आहे. तथापि, काउंटरवेट्सच्या उपस्थितीमुळे प्रोपेलरचे वस्तुमान वाढते.

IN दुहेरी अभिनय स्क्रूतेलाचा दाब ब्लेडच्या स्थापनेचा कोन वाढवण्यासाठी आणि कमी करण्यासाठी दोन्ही वापरला जातो (चित्र 4.23), स्पूल 5 च्या स्थितीनुसार, पंपमधून तेल सिलेंडरच्या पोकळी A आणि पोकळी B मध्ये प्रवेश करू शकते. पिस्टन ब्लेडशी अशा प्रकारे जोडलेला आहे की त्याच्या अनुवादाच्या हालचाली दरम्यान ब्लेड त्याच्या अक्षाभोवती फिरेल.

जर पंपमधून तेल पोकळीत प्रवेश करते ए, नंतर पोकळी पासून बीते विलीन होईल. मग क्षण गुणोत्तर आहे:

M A + M a / d > M B + M c / b,

कुठे M A - ए.

या प्रकरणात, ब्लेडच्या स्थापनेचा कोन वाढेल. जेव्हा पोकळी A मधून पोकळी B ला तेल पुरवठा केला जातो तेव्हा तेल निचरा होईल आणि ब्लेडच्या स्थापनेचा कोन कमी होईल. या प्रकरणात क्षणांचे गुणोत्तर असेल

M A + M a / d,< М Б + М ц/б ,

कुठे मी ब -पोकळीतील तेलाच्या दाबाने तयार झालेला क्षण बी.

दुहेरी-अभिनय स्क्रूच्या कार्याचा विचार केल्यावर, हे दिसून येते की तेल दाब शक्तीने तयार केलेले क्षण नियंत्रित करता येतात. ते स्पूल 5 च्या स्थितीनुसार निर्धारित केले जातात . क्षण वेडा,आणि M c/b, कायमस्वरूपी कार्यरत, आणि नियंत्रित केले जाऊ शकत नाही.

४.९. स्क्रू आणि रेग्युलेटरचे संयुक्त ऑपरेशन

ऑपरेशन्स थिएटर असलेल्या आधुनिक विमानांवर, केवळ स्वयंचलित प्रोपेलर वापरतात, ज्यासाठी, वर चर्चा केलेल्या नियंत्रण प्रणालींमध्ये, सेंट्रीफ्यूगल प्रकार सेन्सरसह वेग नियंत्रक स्थापित केले जातात (चित्र 4.21). नियामकांचा उद्देश, व्हीआयएसच्या संयोगाने कार्य करणे, मोटर रोटर स्थिरतेच्या रोटेशनची दिलेली वारंवारता स्वयंचलितपणे राखणे. हे सेटिंग यंत्रणा 7 वापरून रेग्युलेटर स्प्रिंगच्या कॉम्प्रेशनच्या डिग्रीद्वारे सेट केले जाते .

चला असे गृहीत धरू की रेग्युलेटरला आधीच एक विशिष्ट गती दिली गेली आहे. ते खालीलप्रमाणे कायमस्वरूपी स्क्रू-समायोजक प्रणालीद्वारे स्वयंचलितपणे राखले जाते. इंजिनच्या ऑपरेशन दरम्यान, रेग्युलेटरच्या स्पूल 5 वर दोन फोर्स सतत कार्य करतात: स्प्रिंग 7 चे लवचिक बल, जे स्पूल खाली कमी करते आणि वजन 6 चे केंद्रापसारक बल. , स्पूल वर करण्याचा प्रयत्न करत आहे. जर इंजिन स्थिर स्थितीत चालत असेल, जेव्हा रोटेशनल गती स्थिर ठेवली जाते, तेव्हा स्पूल 5 तटस्थ स्थितीत असतो (तेल मार्ग चॅनेल स्पूल फ्लॅंजद्वारे अवरोधित केले जातात), आणि इंजिनच्या लवचिक शक्तीमध्ये समतोल स्थापित केला जातो. स्प्रिंग आणि वजनाची केंद्रापसारक शक्ती. या स्थितीशी संबंधित इंजिनच्या रोटरच्या रोटेशनच्या वारंवारतेला समतोल किंवा सेट म्हणतात. साहजिकच, स्प्रिंग जितका अधिक संकुचित होईल, तितकी जास्त वजनाची केंद्रापसारक शक्ती आवश्यक असेल आणि परिणामी, स्पूलला तटस्थ स्थितीत ठेवण्यासाठी इंजिन रोटरच्या फिरण्याची वारंवारता जास्त असेल आणि त्याउलट.

समजा आता इंजिनच्या रोटरचा वेग काही कारणास्तव बदलला आहे, उदाहरणार्थ, वाढला आहे. अर्थात, हे एकतर इंजिनद्वारे विकसित केलेल्या शक्तीमध्ये वाढ किंवा प्रोपेलरद्वारे शोषलेल्या शक्तीमध्ये घट झाल्यास शक्य आहे.

चला सर्वात सोप्या केसचा विचार करूया - इंधन पुरवठा वाढवून (इंजिन कंट्रोल लीव्हर (THROD) पुढे हलवताना) इंजिन पॉवरमध्ये वाढ. या प्रकरणात, इंजिन आणि प्रोपेलरच्या सामर्थ्याच्या समानतेचे उल्लंघन केले जाते, परिणामी इंजिन रोटरच्या रोटेशनची वारंवारता वाढते. सेंट्रीफ्यूगल स्पीड कंट्रोलर याला प्रतिसाद देतो, ज्याने ते सतत राखले पाहिजे. घूर्णन गती वाढल्याने, वजनाची केंद्रापसारक शक्ती 6 वाढते , जे, स्प्रिंगच्या लवचिक शक्तीवर मात करून, स्पूल 5 वर उचलते. या प्रकरणात, उच्च दाब तेल पोकळीत जाईल ए, आणि पोकळी पासून बीते इंजिनमध्ये वाहून जाईल.

ऑइल प्रेशर फोर्स आणि एरोडायनामिक फोर्सच्या क्षणी, ब्लेड्सच्या केंद्रापसारक शक्तींच्या ट्रान्सव्हर्स घटकांच्या क्षणावर मात करताना, स्थापना कोन वाढविण्याच्या दिशेने ब्लेड वळतील. अशा प्रकारे, स्क्रू “जड होईल”, त्याचा रोटेशनचा प्रतिकार वाढेल आणि परिणामी, त्याद्वारे वापरली जाणारी शक्ती देखील वाढेल. सेट गती पुनर्संचयित होईपर्यंत स्क्रू घट्ट करण्याची प्रक्रिया चालू राहील, जेव्हा, वजनाची केंद्रापसारक शक्ती कमी होते तेव्हा, रेग्युलेटर स्पूल स्प्रिंगद्वारे तटस्थ स्थितीत परत येईल आणि तेल वाहिन्या अवरोधित करेल.

इंजिन पॉवरमध्ये घट झाल्यामुळे (इंधन पुरवठा कमी झाल्यामुळे) उलट चित्र दिसून येईल. इंजिनच्या रोटरचा वेग कमी होण्यास सुरुवात होईल, ज्यामधून स्प्रिंगची लवचिक शक्ती, वजनाच्या केंद्रापसारक शक्तींवर मात करून, स्पूलला खाली आणेल. या प्रकरणात, पंपमधून तेल पोकळीत प्रवेश करते बी, आणि पोकळी पासून एते इंजिनमध्ये वाहून जाते. तेल दाब शक्तीच्या क्षणाच्या क्रियेखाली प्रोपेलर ब्लेड (पोकळीमध्ये बी) आणि ट्रान्सव्हर्स सेंट्रीफ्यूगल फोर्सचे क्षण, वायुगतिकीय शक्तींच्या क्षणांवर मात करून, इंस्टॉलेशन कोन कमी करण्याच्या दिशेने वळतील. स्क्रू हलका बनविला जातो, कारण त्याद्वारे वापरलेली शक्ती कमी होते. सेट गती पुनर्संचयित झाल्यावर आणि स्पूल तटस्थ स्थितीत परतल्यावर स्क्रू हलका करण्याची प्रक्रिया समाप्त होईल.

प्रोपेलरची थ्रोटल वैशिष्ट्ये.

इंधन पुरवठा बदलताना रोटेशनच्या गतीचे नियमन करण्याची वर्णन केलेली प्रक्रिया आलेखांमध्ये (चित्र 4.24) दर्शविली आहे, जी वेगवेगळ्या इंधन वापराच्या गतीवर इंजिन आणि प्रोपेलर पॉवरची अवलंबित्व दर्शवते.

इंजिन पॉवर विकसित केली एन डीव्हीरोटेशनल स्पीडवर (विशिष्ट त्रुटीसह) पॉवर-कायदा अवलंबित्व आहे: N मोटर ~ n (2…3)स्क्रूचा वीज वापर करताना मध्ये एनत्याच्या उलाढालीवर जास्त अवलंबून आहे: N ~ n 5 मध्ये .पॉवर प्लांटच्या ऑपरेशनचा प्रारंभिक मोड म्हणजे इंधनाच्या वापराशी संबंधित इंजिन पॉवर वक्रचा छेदनबिंदू Q T 0, प्रोपेलरच्या पॉवर वक्रसह, ज्याचे ब्लेड एका कोनात स्थापित केले जातात φ 0 . पॉवर प्लांटचे हे स्थिर स्थितीचे ऑपरेशन रोटेशनल गतीशी संबंधित आहे n 0 .इंधन पुरवठ्यात वाढ झाल्यामुळे, इंजिन पॉवरचे वैशिष्ट्य मूळपेक्षा जास्त असेल (डॉटेड रेषेद्वारे दर्शविलेले Q T 1>Q T 0) टर्बाइनच्या समोर गॅसचे तापमान जास्त असल्यामुळे. आलेखावरून पाहिले जाऊ शकते, येथे प्रोपेलर पॉवर वक्रांचे छेदनबिंदू φ 0 आणि इंजिन पॉवर येथे Q T 1>Q T 0जास्त असलेल्या रोटेशनल गतीशी संबंधित आहे n 0 .या प्रकरणात, सेंट्रीफ्यूगल रेग्युलेटर, स्थिर गती सुनिश्चित करून, ब्लेडला मोठ्या इंस्टॉलेशन कोनात पुनर्रचना करेल φ १(डॅश पॉवर वक्र, येथे प्रोपेलर φ १>φ 0 ), ज्यामुळे पूर्वी सेट केलेल्या वेगात घट होईल n 0.

अशा प्रकारे, इंधन पुरवठ्यात वाढ झाल्यामुळे, आणि परिणामी, इंजिन पॉवरमध्ये वाढ झाल्यामुळे, प्रोपेलर जड होईल, म्हणजे, ब्लेडच्या स्थापनेचा कोन वाढतो आणि जोर वाढतो. जेव्हा इंधन पुरवठा कमी होतो, त्याउलट, रेग्युलेटर, दिलेला वेग राखून, ब्लेडला लहान इंस्टॉलेशन कोनांवर हलवतो, ज्यामुळे इंजिन थ्रस्ट कमी होतो. इंधन पुरवठ्यापासून ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनात बदलाचे गुणात्मक स्वरूप φ Q टीइंजिनमध्ये आकृती 4.25 मध्ये दर्शविले आहे.

प्रोपेलरची गती वैशिष्ट्य.

आता फ्लाइटच्या वेगात बदल आणि इंजिनला इंधनाचा सतत पुरवठा यासह प्रोपेलर-रेग्युलेटर सिस्टमच्या ऑपरेशनचा विचार करूया. समजा एखादे विमान चढाईपासून लेव्हल फ्लाइटकडे किंवा लेव्हल फ्लाइटवरून उतरत आहे. दोन्ही प्रकरणांमध्ये, सतत इंधन पुरवठ्यासह फ्लाइटचा वेग वाढेल.

अंजीर वर. 4.26 गॅस टर्बाइन इंजिनच्या उपलब्ध क्षमतेतील बदलांचे आलेख दाखवते - एन डीव्हीआणि प्रोपेलरद्वारे वीज वापरली जाते मध्ये एनउड्डाण गतीवर अवलंबून व्ही. सबसोनिक फ्लाइट गतीच्या प्रदेशात, इंजिनची शक्ती (तसेच जोर). एन डीव्हीत्याच वेळी फ्लाइटच्या गतीमध्ये किंचित घट होते मध्ये एनअधिक वेगाने पडतो. वेगाने V0इंजिन-प्रोपेलर प्रणाली समतोल मोडमध्ये कार्य करते ( एन डीव्ही=मध्ये एन). उड्डाण गती वाढीसह व्ही १शक्तीचा अतिरेक आहे ( N dv > N c)प्रोपेलर गती वाढण्यास कारणीभूत. दिलेल्या मूल्यावर गती ठेवण्याच्या प्रयत्नात, सेंट्रीफ्यूगल स्पीड कंट्रोलर ब्लेडला मोठ्या इंस्टॉलेशन अँगलमध्ये हलवेल. φ १यामुळे प्रोपेलरच्या जास्त वीज वापरामुळे वेग कमी होईल. N मध्ये (φ 1)आणि समतोल व्यवस्था पुनर्संचयित केली जाते, परंतु ब्लेड पिच कोनांच्या मोठ्या मूल्यांवर.

बदलाचे स्वरूप φ=f(V) Fig.4.27 मध्ये आलेखामध्ये दाखवले आहे.

जेव्हा फ्लाइटचा वेग कमी होतो, तेव्हा नियंत्रण प्रक्रिया उलट क्रमाने पुढे जाते. फ्लाइटचा वेग कमी झाल्यामुळे, ब्लेडच्या हल्ल्याचा कोन वाढतो आणि परिणामी, प्रोपेलर "जड" बनतो. त्याच वेळी, घूर्णन गती कमी होते आणि नियामक, सेट मूल्य राखण्याचा प्रयत्न करत, ब्लेडला लहान स्थापना कोनांवर हलवते.

उंचीचे वैशिष्ट्य

प्रोपेलर-रेग्युलेटर सिस्टीम फ्लाइटच्या उंचीतील बदलास देखील प्रतिसाद देईल, कारण इंजिन आणि प्रोपेलरची वैशिष्ट्ये उंचीमध्ये भिन्न बदलतात.

थिएटरची उंची वैशिष्ट्य N मोटर \u003d f (h), आकृती 4.28 (वरच्या तुटलेल्या वक्र) मध्ये आलेखामध्ये दर्शविलेले दोन वैशिष्ट्यपूर्ण ब्रेक आहेत. जमिनीवर, इंजिनची शक्ती इंजिनला किमान इंधन पुरवठ्याद्वारे निर्धारित केली जाते, जी आवश्यक टेकऑफ पॉवरशी संबंधित असते. उंचीच्या श्रेणीत (0…ता 1)सतत शक्ती राखणे (एन डीव्ही=const)टर्बाइनच्या समोर गॅसचे तापमान जास्तीत जास्त स्वीकार्य (इंधन पुरवठ्यात वाढ) वाढवून टी जी कमाल. पासून उंचीवर h1आधी h=11 किमीइंजिन पॉवरमध्ये घट आहे. या उंचीच्या श्रेणीमध्ये, वायुमंडलीय हवेच्या घनतेतील घट अंशतः कॉम्प्रेसरमधील हवेच्या दाबाच्या प्रमाणात वाढीमुळे भरपाई केली जाते, जे वातावरणातील तापमानात घट झाल्यामुळे ( N dv ~ρ (०.८...०.९)).

11 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर, जेथे सभोवतालचे तापमान स्थिर असते, इंजिनची शक्ती हवेच्या घनतेच्या प्रमाणात कमी होते. ρ .

आकृती 4.28 (विविध φ साठी वक्रांची मालिका) वरून खालीलप्रमाणे प्रोपेलरची शक्ती, हवेच्या घनतेतील बदलाच्या प्रमाणात उंचीसह कमी होते ρ .

जर आपण असे गृहीत धरले की प्रोपेलर ब्लेडचा खेळपट्टीचा कोन φ 0 जमिनीवर अट पूर्ण केली N दरवाजे=मध्ये एन., नंतर वाढत्या उड्डाण उंचीसह N दरवाजे > एन मध्ये. अशी विसंगती N दरवाजेआणि मध्ये एनघूर्णन गती वाढविण्यास कारणीभूत ठरते, परंतु नियामक, त्याचे सेट मूल्य राखून, प्रोपेलर ब्लेडचे मोठ्या इंस्टॉलेशन कोनांमध्ये भाषांतर करते.

अशा प्रकारे, उड्डाण उंची वाढीसह h1ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनांमध्ये तीव्र वाढ झाली आहे; उंचीवर (ता. 1 …11) किमीकोन वाढतच राहतात, परंतु कमी तीव्रतेसह; 11 किमी पेक्षा जास्त उंचीवर, इंस्टॉलेशन कोन स्थिर राहतो, कारण इंजिन आणि प्रोपेलर पॉवरमधील बदल हवेच्या घनतेतील बदलाच्या समान प्रमाणात आहे.

फ्लाइटची उंची कमी झाल्यामुळे, इंस्टॉलेशन कोन बदलण्याची प्रक्रिया उलट केली जाईल, म्हणजे, प्रोपेलर ब्लेड लहान इंस्टॉलेशन कोनांवर हस्तांतरित केले जातील. ब्लेडच्या स्थापनेच्या कोनातील बदलाचे स्वरूप अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. ४.२९.

४.१०. एरोमेकॅनिकल स्क्रू

कमी पॉवर इंजिन असलेल्या विमानात, एरोमेकॅनिकल प्रोपेलर वापरले जातात, ज्यामध्ये बाह्य उर्जा स्त्रोत आणि वेग नियंत्रकाचा वापर न करता ब्लेड आपोआप वळतात. अशा प्रकारे, एरोमेकॅनिकल प्रोपेलर स्वायत्त आणि स्वयंचलित आहेत. फ्लाइटमध्ये प्रोपेलर ब्लेडवर काम करणार्‍या टॉर्कची तीव्रता बदलून ब्लेडचे स्वयंचलित रोटेशन साध्य केले जाते.

सामान्य प्रोपेलरसाठी, वायुगतिकीय शक्तींच्या क्षणांची परिमाण लहान असते आणि त्यांच्या क्रियेची दिशा आक्रमणाच्या कोनांच्या परिमाणांद्वारे निर्धारित केली जाते. जर ब्लेडला विशेष आकार दिला गेला असेल किंवा ब्लेडच्या रोटेशनच्या अक्षाच्या सापेक्ष γ (चित्र 4.30) कोनात वाकले असेल, तर दाबाच्या केंद्राची स्थिती बदलून, वायुगतिकीय शक्तींचे क्षण त्याच्या रोटेशनची खात्री करतील. स्लीव्हमधील ब्लेड इंस्टॉलेशन कोन कमी करण्याच्या दिशेने. एरोमेकॅनिकल प्रोपेलरच्या ब्लेडवर काउंटरवेट्स स्थापित केले जातात, जे इंस्टॉलेशन कोन (प्रोपेलर वेटिंग) वाढविण्याच्या दिशेने निर्देशित टॉर्क तयार करतात.

एरोमेकॅनिकल प्रोपेलरच्या ब्लेडवर काउंटरवेट्स स्थापित केले जातात, जे इंस्टॉलेशन कोन (प्रोपेलर वेटिंग) वाढविण्याच्या दिशेने निर्देशित टॉर्क तयार करतात. ब्लेडच्या केंद्रापसारक शक्तींच्या ट्रान्सव्हर्स घटकांचे क्षण एम सीब्लेडच्या स्थापनेचा कोन कमी करण्याच्या दिशेने ब्लेड वळवण्याचा कल. क्षण एम सी, काउंटरवेट्सद्वारे तयार केलेले, ब्लेडच्या केंद्रापसारक शक्तींच्या ट्रान्सव्हर्स घटकांद्वारे तयार केलेल्या क्षणांपेक्षा अधिक. स्थिर स्थितीत, क्षणांच्या गुणोत्तराने स्थिती प्रदान केली पाहिजे

M p \u003d M c + M a.

तथापि, वरील क्षणांची मूल्ये फ्लाइट मोडवर अवलंबून बदलतात, म्हणून इंस्टॉलेशन कोन बदलांच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये प्रोपेलर ब्लेडवर कार्य करणार्‍या टॉर्कचे योग्य गुणोत्तर निवडणे हे एक अतिशय महत्वाचे आणि कठीण काम आहे. क्षणांच्या या गुणोत्तराने हे सुनिश्चित केले पाहिजे की फ्लाइटच्या गतीमध्ये वाढीसह प्रोपेलर "जड" आहे आणि उलट, उड्डाण गती कमी झाल्यास, प्रोपेलर "हलका" केला पाहिजे. इंजिन स्थिर गतीने चालत असताना इंजिनचा वेग स्थिर असणे आवश्यक आहे.

या अनुषंगाने, जेव्हा इंजिन जागेवर चालू असते, जेव्हा प्रोपेलर थ्रस्ट जास्तीत जास्त असतो, आणि परिणामी, वायुगतिकीय शक्तींकडून जास्तीत जास्त टॉर्क, प्रोपेलर ब्लेड किमान कोनाच्या स्टॉपवर सेट केले जातात. हे सुनिश्चित करते की इंजिन रोटरचा टेक-ऑफ (जास्तीत जास्त) वेग आणि विमानाच्या टेक-ऑफसाठी सर्वात अनुकूल परिस्थिती प्राप्त होते.

उड्डाणात, जसजसा वेग वाढतो, प्रोपेलरचा जोर कमी होतो, आणि क्षण M a,आणि काउंटरवेट्स आणि ब्लेड्सच्या केंद्रापसारक शक्तींचे क्षण, जे उड्डाणाच्या गतीवर अवलंबून नसतात, त्यांची मागील मूल्ये टिकवून ठेवतात (येथे n=const). परिणामी, क्षणांचे गुणोत्तर बदलेल आणि ब्लेड हळूहळू इंस्टॉलेशन कोन वाढविण्याच्या दिशेने वळतील, प्रोपेलरला कताईपासून प्रतिबंधित करेल. साहजिकच उड्डाणाचा वेग कमी झाल्याने चित्र उलटे होईल. अशाप्रकारे, एरोमेकॅनिकल प्रोपेलरचे ब्लेड फ्लाइटच्या गतीनुसार इंस्टॉलेशन कोन आपोआप बदलतात. स्क्रूची फिरण्याची गती बदलते, परंतु तुलनेने लहान मर्यादेत.

या प्रकारच्या प्रोपेलरच्या फायद्यांमध्ये हे समाविष्ट आहे: डिझाइन आणि ऑपरेशनची साधेपणा, प्रोपेलर हबचे लहान वजन आणि परिमाणे आणि तोटे म्हणजे विमानाच्या वाढीमुळे निर्दिष्ट रोटेशनल गती कमी होणे, ज्यामुळे इंजिनची शक्ती कमी होते. हवेची घनता कमी झाल्यामुळे उंची वाढल्याने, प्रोपेलरचा जोर कमी होतो. यामुळे प्रोपेलर जड होतो आणि इंजिनचा वेग आणि शक्ती कमी होते. स्वर्गारोहण