Layunin at uri ng mga planta ng kuryente ng sasakyang panghimpapawid.

Ang planta ng kuryente ay dinisenyo upang lumikha ng thrust force na kinakailangan upang mapagtagumpayan ang drag at matiyak ang pasulong na paggalaw ng sasakyang panghimpapawid.

Ang puwersa ng traksyon ay nabuo ng isang pag-install na binubuo ng isang makina, isang propeller (propeller) at mga sistema na nagsisiguro sa pagpapatakbo ng sistema ng pagpapaandar (sistema ng gasolina, sistema ng pagpapadulas, sistema ng paglamig, atbp.).

Sa kasalukuyan, ang turbojet at turboprop engine ay malawakang ginagamit sa transportasyon at militar na abyasyon. Sa palakasan, pang-agrikultura at iba't ibang layunin ng auxiliary aviation, ginagamit pa rin ang mga power plant na may piston internal combustion aircraft engine, na nagko-convert ng thermal energy ng nasusunog na gasolina sa rotational energy ng propeller.

Sa Yak-18T, Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid, ang power plant ay binubuo ng isang M-14P piston engine at isang V530TA-D35 variable-pitch propeller.

Maraming sports aircraft ang gumagamit ng Rotax engine:

PROPELLER CLASSIFICATION

Inuri ang mga tornilyo:

ayon sa bilang ng mga blades - dalawa-, tatlo-, apat- at multi-blade;

ayon sa materyal ng paggawa - kahoy, metal, halo-halong;

sa direksyon ng pag-ikot (tingnan mula sa sabungan sa direksyon ng paglipad) - kaliwa at kanang pag-ikot;

ayon sa lokasyon na may kaugnayan sa engine - paghila, pagtulak;

ayon sa hugis ng mga blades - ordinaryo, sable-shaped, spade-shaped;

ayon sa mga uri - naayos, hindi nababago at nagbabago na hakbang.

Ang propeller ay binubuo ng isang hub, blades at naka-mount sa baras ng makina na may isang espesyal na bushing.

Nakapirming pitch turnilyo may mga talim na hindi umiikot sa kanilang mga palakol. Ang mga blades na may hub ay ginawa bilang isang yunit.

nakapirming pitch turnilyo may mga blades na naka-install sa lupa bago lumipad sa anumang anggulo sa eroplano ng pag-ikot at naayos. Sa paglipad, ang anggulo ng pag-install ay hindi nagbabago.

variable na pitch turnilyo Ito ay may mga blades na, sa panahon ng operasyon, ay maaaring, sa pamamagitan ng haydroliko o de-kuryenteng kontrol o awtomatikong, iikot sa kanilang mga palakol at itakda sa nais na anggulo sa eroplano ng pag-ikot.

kanin. 1 Air fixed-pitch two-blade propeller

kanin. 2 Propeller V530TA D35

Ayon sa hanay ng mga anggulo ng talim, ang mga propeller ay nahahati sa:

sa mga maginoo, kung saan ang anggulo ng pag-install ay nag-iiba mula 13 hanggang 50 °, naka-install ang mga ito sa magaan na sasakyang panghimpapawid;

sa feathered - ang anggulo ng pag-install ay nag-iiba mula 0 hanggang 90°;

sa preno o reverse propeller, may variable na anggulo ng pag-install mula -15 hanggang +90 °, na may tulad na propeller ay lumilikha sila ng negatibong thrust at binabawasan ang haba ng pagtakbo ng sasakyang panghimpapawid.

Ang mga propeller ay napapailalim sa mga sumusunod na kinakailangan:

ang tornilyo ay dapat na malakas at maliit ang timbang;

dapat may timbang, geometriko at aerodynamic na simetrya;

dapat bumuo ng kinakailangang thrust sa panahon ng iba't ibang mga ebolusyon sa paglipad;

dapat gumana nang may pinakamataas na kahusayan.

Sa sasakyang panghimpapawid ng Yak-18T, Yak-52 at Yak-55, naka-install ang isang conventional paddle-shaped wooden two-bladed tractor propeller ng left rotation, variable pitch na may hydraulic control na V530TA-D35 (Fig. 2).

MGA KATANGIAN NG GEOMETRIK NG SCREW

Ang mga blades sa panahon ng pag-ikot ay lumilikha ng parehong mga puwersa ng aerodynamic gaya ng pakpak. Ang mga geometric na katangian ng propeller ay nakakaapekto sa aerodynamics nito.

Isaalang-alang ang mga geometric na katangian ng tornilyo.

Hugis ng talim sa plano- ang pinakakaraniwang simetriko at sable.

kanin. 3. Mga hugis ng propeller: a - profile ng talim, b - mga hugis ng talim sa plano

kanin. 4 Diameter, radius, geometric pitch ng propeller

kanin. 5 Helix sweep

Ang mga seksyon ng gumaganang bahagi ng talim ay may mga profile ng pakpak. Ang profile ng talim ay nailalarawan sa pamamagitan ng chord, kamag-anak na kapal at kamag-anak na kurbada.

Para sa higit na lakas, ang mga blades na may variable na kapal ay ginagamit - isang unti-unting pampalapot patungo sa ugat. Ang mga chord ng mga seksyon ay hindi nakahiga sa parehong eroplano, dahil ang talim ay ginawang baluktot. Ang gilid ng talim na pumuputol sa hangin ay tinatawag na nangungunang gilid, at ang trailing na gilid ay tinatawag na trailing edge. Ang eroplanong patayo sa axis ng pag-ikot ng tornilyo ay tinatawag na eroplano ng pag-ikot ng tornilyo (Larawan 3).

diameter ng tornilyo tinatawag na diameter ng bilog na inilarawan sa mga dulo ng mga blades kapag umiikot ang propeller. Ang diameter ng mga modernong propeller ay mula 2 hanggang 5 m. Ang diameter ng V530TA-D35 propeller ay 2.4 m.

Geometric turnilyo pitch - ito ang distansya na dapat ilakbay ng isang translational propeller sa isang kumpletong rebolusyon kung ito ay gumagalaw sa hangin tulad ng sa isang solidong medium (Fig. 4).

Anggulo ng talim ng propeller  - ito ang anggulo ng pagkahilig ng seksyon ng talim sa eroplano ng pag-ikot ng propeller (Larawan 5).

Upang matukoy kung ano ang pitch ng propeller, isipin na ang propeller ay gumagalaw sa isang silindro na ang radius r ay katumbas ng distansya mula sa gitna ng pag-ikot ng propeller hanggang sa punto B sa talim ng propeller. Pagkatapos ang seksyon ng tornilyo sa puntong ito ay maglalarawan ng isang helix sa ibabaw ng silindro. Palawakin natin ang segment ng silindro, katumbas ng pitch ng turnilyo H kasama ang linya ng BV. Makakakuha ka ng isang parihaba kung saan ang helix ay naging isang dayagonal ng parihaba na ito ng Central Bank. Ang dayagonal na ito ay nakakiling sa eroplano ng pag-ikot ng BC screw sa isang anggulo  . Mula sa right-angled triangle TsVB nakita namin kung ano ang katumbas ng screw pitch:

(3.1)

Ang pitch ng tornilyo ay magiging mas malaki, mas malaki ang anggulo ng pag-install ng talim  . Ang mga propeller ay nahahati sa mga propeller na may pare-parehong pitch sa kahabaan ng blade (lahat ng mga seksyon ay may parehong pitch), variable na pitch (mga seksyon ay may ibang pitch).

Ang V530TA-D35 propeller ay may variable na pitch sa kahabaan ng blade, dahil ito ay kapaki-pakinabang mula sa isang aerodynamic point of view. Ang lahat ng mga seksyon ng talim ng propeller ay tumatakbo sa daloy ng hangin sa parehong anggulo ng pag-atake.

Kung ang lahat ng mga seksyon ng talim ng propeller ay may ibang pitch, kung gayon ang pitch ng seksyon na matatagpuan sa layo mula sa gitna ng pag-ikot na katumbas ng 0.75R, kung saan ang R ay ang radius ng propeller, ay itinuturing na karaniwang pitch ng propeller. Ang hakbang na ito ay tinatawag na nominal, at ang anggulo ng pag-install ng seksyong ito- nominal na anggulo ng pag-install .

Ang geometric pitch ng propeller ay naiiba sa pitch ng propeller sa dami ng slip ng propeller sa hangin (tingnan ang Fig. 4).

Propeller pitch - ito ang aktwal na distansya na gumagalaw sa hangin ng isang progresibong gumagalaw na propeller kasama ang sasakyang panghimpapawid sa isang kumpletong rebolusyon. Kung ang bilis ng sasakyang panghimpapawid ay ipinahayag sa km / h at ang bilang ng mga rebolusyon ng propeller bawat segundo, kung gayon ang pitch ng propeller ay H P ay matatagpuan gamit ang formula

(3.2)

Ang pitch ng turnilyo ay bahagyang mas mababa kaysa sa geometric na pitch ng turnilyo. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang tornilyo, tulad nito, ay dumulas sa hangin sa panahon ng pag-ikot dahil sa mababang density nito na may kaugnayan sa isang solidong daluyan.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng halaga ng geometric pitch at pitch ng propeller ay tinatawag slip ng turnilyo at tinutukoy ng formula

S= H- H n . (3.3)

BILIS NG PAGKILOS AT ANGgulo NG PAG-ATAKE NG PROPELLER BLADE ELEMENT

Ang aerodynamic na katangian ng mga propeller ay kinabibilangan ng anggulo ng pag-atake at propeller thrust.

Ang anggulo ng pag-atake ng mga elemento ng talim ng propeller  tinatawag na anggulo sa pagitan ng chord ng elemento at ang direksyon ng tunay na resultang paggalaw nito W(Larawan 6).

kanin. 6 Anggulo ng pag-install at anggulo ng pag-atake ng mga blades: a - anggulo ng pag-atake ng elemento ng blade, b - bilis ng elemento ng blade

Ang bawat elemento ng talim ay gumaganap ng isang kumplikadong paggalaw, na binubuo ng rotational at translational. Ang bilis ng pag-ikot ay

saan n Sa- Bilis ng makina.

pasulong na bilis ay ang bilis ng sasakyang panghimpapawid V . Kung mas malayo ang elemento ng talim mula sa gitna ng pag-ikot ng propeller, mas malaki ang bilis ng pag-ikot U .

Kapag umiikot ang propeller, ang bawat elemento ng blade ay lilikha ng aerodynamic forces, ang magnitude at direksyon nito ay nakasalalay sa bilis ng sasakyang panghimpapawid (ang bilis ng paparating na daloy) at ang anggulo ng pag-atake.

Isinasaalang-alang ang Fig. 6a, madaling makita na:

Kapag ang propeller ay umiikot at ang pasulong na bilis ay zero (V=0), pagkatapos ang bawat elemento ng talim ng propeller ay may anggulo ng pag-atake na katumbas ng anggulo ng pag-install ng elemento ng talim  ;

Sa paggalaw ng pagsasalin ng propeller, ang anggulo ng pag-atake ng elemento ng propeller blade ay naiiba mula sa anggulo ng pagkahilig ng elemento ng propeller blade (nagiging mas maliit kaysa dito);

Ang anggulo ng pag-atake ay magiging mas malaki, mas malaki ang anggulo ng pag-install ng elemento ng talim ng propeller;

Ang nagresultang bilis ng pag-ikot ng elemento ng talim ng propeller W ay katumbas ng geometric sum ng translational at rotational velocities at matatagpuan ayon sa right triangle rule

(3.5)

Kung mas malaki ang bilis ng pag-ikot, mas malaki ang anggulo ng pag-atake ng elemento ng talim ng propeller. Sa kabaligtaran, mas malaki ang pasulong na bilis ng propeller, mas maliit ang anggulo ng pag-atake ng elemento ng talim ng propeller.

Sa katotohanan, ang larawan ay mas kumplikado. Dahil ang tornilyo ay sumisipsip at umiikot sa hangin, ibinabalik ito, na nagbibigay ng karagdagang bilis v, na tinatawag na bilis ng pagsipsip. Bilang isang resulta, ang tunay na bilis W" ay mag-iiba sa magnitude at direksyon mula sa bilis ng pagsipsip, kung ang mga ito ay idinagdag sa geometrically. Samakatuwid, ang tunay na anggulo ng pag-atake  " magiging iba sa anggulo  (Larawan 6, b).

Sa pagsusuri sa itaas, maaari nating tapusin:

sa bilis ng pasulong V=0 ang anggulo ng pag-atake ay pinakamataas at katumbas ng anggulo ng pag-install ng talim ng propeller;

na may pagtaas sa bilis ng pagsasalin, ang anggulo ng pag-atake ay bumababa at nagiging mas mababa kaysa sa anggulo ng pag-install;

sa mataas na bilis ng paglipad, ang anggulo ng pag-atake ng mga blades ay maaaring maging negatibo;

mas malaki ang bilis ng pag-ikot ng propeller, mas malaki ang anggulo ng pag-atake ng talim nito;

kung pare-pareho ang bilis ng paglipad at bumababa ang bilis ng makina, bababa ang anggulo ng pag-atake at maaaring maging negatibo.

Ang mga konklusyong ginawa ay nagpapaliwanag kung paano nagbabago ang thrust force ng fixed-pitch propeller na may pagbabago sa bilis ng paglipad at bilang ng mga rebolusyon.

propeller thrust ay nangyayari bilang isang resulta ng pagkilos ng aerodynamic force  R sa elemento ng talim ng propeller sa panahon ng pag-ikot nito (Larawan 1).

Ang pagpapalawak ng puwersang ito sa dalawang bahagi, parallel sa axis ng pag-ikot at parallel sa eroplano ng pag-ikot, nakuha namin ang puwersa ng LR at ang puwersa ng paglaban sa pag-ikot  X elemento ng talim ng propeller.

Pagbubuod ng thrust force ng mga indibidwal na elemento ng propeller blade at paglalapat nito sa axis ng pag-ikot, nakuha namin ang thrust force ng propeller R .

Ang propeller thrust ay depende sa diameter ng propeller D, mga rebolusyon bawat segundo n, density ng hangin  at kinakalkula ayon sa formula (sa kgf o N)

saan  - ang propeller thrust coefficient, na isinasaalang-alang ang hugis ng talim sa plano, ang hugis ng profile at ang anggulo ng pag-atake, ay tinutukoy sa eksperimento. Ang propeller thrust ratio ng Yak-18T, Yak-52 at Yak-55 - V530TA-D35 na sasakyang panghimpapawid ay 1.3.

Kaya, ang thrust force ng isang propeller ay direktang proporsyonal sa coefficient nito, ang air density, ang square ng propeller revolutions bawat segundo, at ang propeller diameter sa ika-apat na kapangyarihan.

Dahil ang mga propeller blades ay geometrically simetriko, ang magnitude ng mga puwersa ng paglaban at ang kanilang pag-alis mula sa axis ng pag-ikot ay magiging pareho.

Ang puwersa ng paglaban sa pag-ikot ay tinutukoy ng formula

(3.7)

saan Cx l - drag coefficient ng blade, isinasaalang-alang ang hugis ng plano nito, hugis ng profile, anggulo ng pag-atake at pagtatapos sa ibabaw ;

W - nagresultang bilis, m/s;

S l - lugar ng talim;

SA - ang bilang ng mga blades.

Fig.1 Aerodynamic forces ng propeller.

kanin. 2. Mga mode ng pagpapatakbo ng propeller

Ang puwersa ng paglaban sa pag-ikot ng tornilyo na nauugnay sa pag-ikot nito ay lumilikha ng isang sandali ng paglaban sa pag-ikot ng tornilyo, na binabalanse ng metalikang kuwintas ng makina:

M tr =X V r V (3.8)

Ang torque na nabuo ng makina ay tinutukoy (sa kgf-m) ng formula

(3.9)

saan N e- mabisang lakas ng makina.

Ang itinuturing na mode ay tinatawag na propeller positive thrust mode, dahil hinihila ng thrust na ito ang sasakyang panghimpapawid pasulong (Fig., a). Kapag bumababa ang anggulo ng pag-atake ng mga blades, bumababa ang pwersa. R at X(binawasan ang propeller thrust at braking torque). Posibleng makamit ang isang sitwasyon kung saan P=0 atX= R. Ito ang zero thrust mode (Fig., b).

Sa isang karagdagang pagbaba sa anggulo ng pag-atake, ang isang mode ay naabot kapag ang propeller ay nagsimulang umikot hindi mula sa makina, ngunit mula sa pagkilos ng mga puwersa ng daloy ng hangin. Ang mode na ito ay tinatawag self-rotating propeller o awtorotasyon (Larawan, c).

Sa isang karagdagang pagbaba sa anggulo ng pag-atake ng mga elemento ng talim ng propeller, nakakakuha kami ng isang mode kung saan ang puwersa ng paglaban ng talim ng propeller X ay ididirekta sa direksyon ng pag-ikot ng tornilyo, at sa parehong oras ang tornilyo ay magkakaroon ng negatibong thrust. Sa mode na ito, ang tornilyo ay umiikot mula sa paparating na daloy ng hangin at pinaikot ang makina. Ang makina ay umiikot, ang mode na ito ay tinatawag mode ng windmill (Larawan, d).

Posible ang self-rotation at windmill mode sa level flight at sa isang dive.

Sa Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid, ang mga mode na ito ay nagpapakita ng kanilang mga sarili kapag gumaganap ng mga vertical figure pababa sa isang maliit na pitch ng propeller blade. Samakatuwid, kapag nagsasagawa ng mga vertical figure pababa (kapag bumibilis ng higit sa 250 km / h), inirerekomenda na higpitan ang propeller sa pamamagitan ng 1/3 ng stroke ng pingga sa pamamagitan ng pagkontrol sa pitch ng propeller.

PROPELLER THRUST DEPENDENCE SA BILIS NG FLIGHT.

Sa pagtaas ng bilis ng paglipad, ang mga anggulo ng pag-atake ng talim ng propeller, nakapirming pitch at naayos, mabilis na bumababa, bumababa ang thrust ng propeller. Ang pinakamalaking anggulo ng pag-atake ng talim ng propeller ay nasa zero airspeed sa buong bilis ng makina.

Alinsunod dito, ang propeller thrust ay bumababa sa zero at pagkatapos ay nagiging negatibo. Umiikot ang motor shaft. Upang maiwasan ang pag-ikot ng tornilyo, bawasan ang bilis ng makina. Kung hindi naka-throttle ang makina, maaari itong masira.

Ang pag-asa ng V530TA-D35 propeller thrust sa bilis ng paglipad ay ipinapakita sa graph sa Fig. 7. Upang maitayo ito, ang thrust ng propeller ay sinusukat sa iba't ibang bilis. Ang resultang graph ay tinatawag na thrust na katangian ng power plant.

kanin. 7 Mga katangian ng M-14P power plant sa mga tuntunin ng thrust (para sa H = 500 m) ng Yak-18T, Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid na may V530TA-D35 propeller

IMPLUWENSYA NG FLIGHT HEIGHT SA PROPELLER THRESHOLD.

Ang paghahanap ng pag-asa ng thrust sa bilis ng paglipad, ang pagpapatakbo ng propeller sa isang pare-pareho ang taas na may pare-pareho ang density ng hangin ay isinasaalang-alang. Ngunit kapag lumilipad sa iba't ibang mga altitude, ang density ng hangin ay nakakaapekto sa thrust ng propeller. Sa pagtaas ng taas ng paglipad, ang density ng hangin ay bumababa, ayon sa pagkakabanggit, ang propeller thrust ay bababa din nang proporsyonal (sa pare-pareho ang bilis ng engine). Ito ay makikita sa pagsusuri ng formula (3.6).

PROPELLER BRAKING TORQUE AT ENGINE TORQUE.

Tulad ng naunang tinalakay, ang drag torque ng propeller ay sumasalungat sa torque ng motor.

Upang ang tornilyo ay umiikot sa pare-pareho ang bilis, kinakailangan na ang braking torque M t, katumbas ng produkto
, ay katumbas ng engine torque M cr, katumbas ng produkto ng F d ,. mga. M t \u003d M cr o \u003d F d (Larawan 8).

kanin. 8 Propeller braking torque at engine torque

Kung ang pagkakapantay-pantay na ito ay nilabag, ang makina ay magbabawas ng bilis o pagtaas.

Ang pagtaas ng bilis ng makina ay humahantong sa pagtaas ng M cr at kabaliktaran. Ang bagong equilibrium ay itinatag sa bagong bilis ng makina.

KAILANGAN NG KAPANGYARIHAN PARA PILITIN ANG PROPELLER

Ang kapangyarihang ito ay ginugugol upang mapagtagumpayan ang mga puwersa ng paglaban sa pag-ikot ng propeller.

Ang formula para sa pagtukoy ng kapangyarihan ng propeller (sa hp) ay:

(3.10)

saan  - power factor depende sa hugis ng propeller, ang bilang ng mga blades, anggulo ng pag-install, ang hugis ng blade sa plano, sa mga kondisyon ng operating ng propeller ( kamag-anak na hakbang)

Mula sa formula (3.10) makikita na ang kinakailangang kapangyarihan para sa pag-ikot ng propeller ay depende sa power factor, sa bilis at flight altitude, revolutions at diameter ng propeller.

Sa pagtaas ng bilis ng paglipad, ang anggulo ng pag-atake ng elemento ng propeller blade, ang dami ng hangin na itinapon pabalik at ang bilis nito ay bumababa, samakatuwid, ang lakas na kinakailangan upang paikutin ang propeller ay bumababa din. Habang tumataas ang flight altitude, bumababa ang density ng hangin at bumababa rin ang power na kailangan para paikutin ang propeller.

Sa pagtaas ng bilis ng makina, ang paglaban sa pag-ikot ng propeller ay tumataas at ang lakas na kinakailangan upang paikutin ang propeller ay tumataas.

Ang propeller, na pinaikot ng makina, ay nagkakaroon ng thrust at nagtagumpay sa drag ng sasakyang panghimpapawid, ang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw.

Ang gawaing ginawa ng thrust force ng propeller sa 1 segundo. kapag ang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw, ay tinatawag na thrust o ang netong kapangyarihan ng propeller.

Ang thrust power ng propeller ay tinutukoy ng formula

(3.11)

Kung saan ang P in ay ang thrust na binuo ng propeller; Ang V ay ang bilis ng sasakyang panghimpapawid.

Sa pagtaas ng altitude at bilis ng paglipad, bumababa ang thrust power ng propeller. Kapag ang propeller ay gumagana, kapag ang sasakyang panghimpapawid ay hindi gumagalaw, ang maximum na thrust ay binuo, ngunit ang thrust power ay zero, dahil ang bilis ng paggalaw ay zero.

PROPELLER EFFICIENCY.

PAG-ASA NG EFFICIENCY SA ALTITUDE AT BILIS NG PAGLILIpad

Ang bahagi ng enerhiya ng pag-ikot ng engine ay ginugugol sa pag-ikot ng propeller at naglalayong pagtagumpayan ang paglaban ng hangin, pag-ikot ng ejected jet, atbp. Samakatuwid, ang kapaki-pakinabang na pangalawang trabaho, o ang kapaki-pakinabang na lakas ng traksyon ng propeller, n b, magkakaroon ng mas kaunting lakas ng makina N e ginugol sa pag-ikot ng propeller.

Ang ratio ng kapaki-pakinabang na propulsive power sa kapangyarihan na natupok ng propeller (effective engine power) ay tinatawag na coefficient of performance (efficiency) ng propeller at tinutukoy  . Ito ay tinutukoy ng formula

(3.12)

kanin. 9 Mga katangian ng kapangyarihan ng M-14P engine ng Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid

kanin. 10 Tinatayang view ng curve ng pagbabago sa available na power depende sa airspeed

kanin. 11 Altitude na katangian ng M-14P engine sa mga mode 1 - takeoff, 2 - nominal 1, 3 - nominal 2, 4 - cruising 1; 5 - cruising 2

Ang halaga ng kahusayan ng propeller ay nakasalalay sa parehong mga kadahilanan bilang ang propulsive power ng propeller.

Ang kahusayan ay palaging mas mababa kaysa sa pagkakaisa at umabot sa 0.8 ... 0.9 para sa pinakamahusay na mga propeller.

Np- kinakailangang kapangyarihan.

Upang mabawasan ang bilis ng pag-ikot ng propeller sa makina, ginagamit ang isang gearbox.

Ang antas ng pagbawas ay pinili sa isang paraan na sa nominal na mode ang mga dulo ng mga blades ay dumadaloy sa paligid ng isang subsonic na daloy ng hangin.

kanin. 12 Mga katangian ng kapangyarihan ng M-14P engine ng Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid

kanin. 13 Tinatayang view ng curve ng pagbabago sa available na power depende sa airspeed

kanin. 14 Altitude na katangian ng M-14P engine sa mga mode 1 - takeoff, 2 - nominal 1, 3 - nominal 2, 4 - cruising 1; 5 - cruising 2

Ang balangkas ng magagamit na epektibong kapangyarihan kumpara sa bilis ng paglipad para sa Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid ay ipinapakita sa Fig. 9.

Graph Fig. 10 ay tinatawag na katangian ng planta ng kuryente sa mga tuntunin ng kapangyarihan.

Sa V=0, Np=0; sa bilis ng flight V=300 km/h, Np==275 hp (para sa Yak-52 aircraft) at V=320 km/h, Np=275 l. Sa. (para sa Yak-55 aircraft), kung saan Np- kinakailangang kapangyarihan.

Sa pagtaas ng altitude, bumababa ang epektibong kapangyarihan dahil sa pagbaba ng density ng hangin. Ang katangian ng pagbabago nito para sa Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid mula sa flight altitude H ay ipinapakita sa Fig. labing-isa.

kanin. 15 Altitude na katangian ng M-14P engine sa mga mode 1 - takeoff, 2 - nominal 1, 3 - nominal 2, 4 - cruising 1; 5 - cruising 2

Sa pagtaas ng altitude, bumababa ang epektibong kapangyarihan dahil sa pagbaba ng density ng hangin. Ang katangian ng pagbabago nito para sa Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid mula sa flight altitude H ay ipinapakita sa Fig. labing-isa.

VARIABLE PITCH SCREWS

Upang maalis ang mga pagkukulang ng fixed-pitch at fixed-pitch propeller, isang variable-pitch propeller (VSP) ang ginagamit. Si Vetchinkin ang nagtatag ng VIS theory.

MGA KINAKAILANGAN PARA SA VISH:

Dapat itakda ng VISH ang pinakakanais-nais na mga anggulo ng pag-atake ng mga blades sa lahat ng mga mode ng paglipad;

Alisin ang na-rate na kapangyarihan mula sa makina sa buong saklaw ng pagpapatakbo ng mga bilis at taas;

Panatilihin ang pinakamataas na halaga ng salik ng kahusayan sa pinakamalawak na posibleng hanay ng mga bilis.

Ang mga blades ng VISH ay maaaring kinokontrol ng isang espesyal na mekanismo, o nakatakda sa nais na posisyon sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa na kumikilos sa propeller. Sa unang kaso, ito ay mga hydraulic at electric propeller, sa pangalawa - aerodynamic.

haydroliko na tornilyo - isang propeller, kung saan ang pagbabago sa anggulo ng pag-install ng mga blades ay isinasagawa ng presyon ng langis na ibinibigay sa mekanismo na matatagpuan sa propeller hub.

electric screw - isang propeller, kung saan ang pagbabago sa anggulo ng pag-install ng mga blades ay ginawa ng isang de-koryenteng motor na konektado sa mga blades sa pamamagitan ng isang mekanikal na paghahatid.

Aeromechanical propeller - isang propeller, kung saan ang pagbabago sa anggulo ng pag-install ng mga blades ay awtomatikong isinasagawa - sa pamamagitan ng aerodynamic at centrifugal na pwersa.

Ang pinaka-tinatanggap na ginagamit na hydraulic VISH. Ang isang awtomatikong aparato sa variable-pitch propellers ay idinisenyo upang mapanatili ang isang pare-parehong set ng bilis ng propeller (engine) sa pamamagitan ng sabay-sabay na pagbabago ng anggulo ng pagkahilig ng mga blades kapag binabago ang flight mode (bilis, altitude) at tinatawag na speed constancy controller ( RPO).

kanin. 16 Operasyon ng V530TA-D35 variable pitch propeller sa iba't ibang bilis ng paglipad

Ang RPO, kasama ang mekanismo para sa pag-ikot ng mga blades, ay nagbabago sa pitch ng propeller (ang anggulo ng pagkahilig ng mga blades) sa paraang ang mga rebolusyon na itinakda ng piloto gamit ang VIS control lever ay mananatiling hindi nagbabago (ibinigay) kapag ang flight pagbabago ng mode.

Sa kasong ito, dapat tandaan na ang mga rebolusyon ay pananatilihin hangga't ang epektibong kapangyarihan sa baras ng makina N e ay mas malaki kaysa sa lakas na kinakailangan upang paikutin ang propeller kapag ang mga blades ay nakatakda sa pinakamaliit na anggulo ng pagkahilig (maliit na pitch ).

Sa Fig. Ang 16 ay nagpapakita ng diagram ng pagpapatakbo ng VIS.

Kapag binabago ang bilis ng paglipad mula sa pag-alis hanggang sa pinakamataas sa antas ng paglipad, ang anggulo ng pag-install ng mga blades  tumataas mula sa pinakamababang halaga nito  min hanggang sa maximum  Max (malaking hakbang). Dahil dito, ang mga anggulo ng pag-atake ng talim ay nagbabago nang kaunti at nananatiling malapit sa pinakakapaki-pakinabang.

Ang gawain ng VIS sa panahon ng pag-alis ay nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang buong lakas ng makina ay ginagamit sa panahon ng pag-alis - ang pinakamalaking thrust ay nabuo. Posible ito sa kondisyon na ang makina ay bumubuo ng pinakamataas na bilis, at ang bawat bahagi ng talim ng propeller ay nagkakaroon ng pinakamalaking thrust, na may pinakamababang pagtutol sa pag-ikot.

Upang gawin ito, kinakailangan na ang bawat elemento ng talim ng propeller ay gumana sa mga anggulo ng pag-atake na malapit sa kritikal, ngunit hindi pinipigilan ang daloy ng hangin. Sa Fig. 16, ngunit ito ay makikita na ang anggulo ng pag-atake ng talim bago lumipad (V=0) dahil sa mabilis na daloy ng hangin  V bahagyang naiiba mula sa anggulo ng pagkahilig ng talim sa pamamagitan ng halaga f min. Ang anggulo ng pag-atake ng talim ay tumutugma sa magnitude ng pinakamataas na puwersa ng pag-aangat.

Ang paglaban sa pag-ikot sa kasong ito ay umabot sa isang halaga kung saan ang kapangyarihan na ginugol sa pag-ikot ng tornilyo at ang epektibong kapangyarihan ng makina ay inihambing at ang mga rebolusyon ay hindi magbabago. Sa pagtaas ng bilis, ang anggulo ng pag-atake ng mga blades ng propeller ay bumababa (Larawan 16, b). Ang paglaban sa pag-ikot ay bumababa at ang propeller ay nagiging mas magaan, kumbaga. Ang bilis ng makina ay dapat tumaas, ngunit ang RPO ay nagpapanatili sa kanila na pare-pareho sa pamamagitan ng pagbabago ng anggulo ng pag-atake ng mga blades. Habang tumataas ang bilis ng paglipad, lumiliko ang mga blades sa mas malaking anggulo.  ikasal .

Kapag lumilipad sa pinakamataas na bilis, ang VIS ay dapat ding magbigay ng pinakamataas na halaga ng thrust. Kapag lumilipad sa pinakamataas na bilis, ang anggulo ng pagkahilig ng mga blades ay may limitasyon na halaga pmax (Larawan 16, c). Samakatuwid, sa isang pagbabago sa bilis ng paglipad, ang anggulo ng pag-atake ng talim ay nagbabago, na may pagbaba sa bilis ng paglipad, ang anggulo ng pag-atake ay tumataas - ang propeller ay nagiging mas mabigat, na may pagtaas sa bilis ng paglipad, ang anggulo ng pag-atake ay bumababa - ang nagiging mas magaan ang propeller. Awtomatikong isinasalin ng RPO ang mga blades ng propeller sa naaangkop na mga anggulo.

Habang tumataas ang flight altitude, bumababa ang power ng engine at binabawasan ng RPO ang anggulo ng inclination ng mga blades upang mapadali ang operasyon ng engine, at kabaliktaran. Dahil dito, pinapanatili ng RPO na pare-pareho ang bilis ng makina na may pagbabago sa altitude ng flight.

Sa panahon ng landing approach, ang propeller ay nakatakda sa isang maliit na pitch, na tumutugma sa bilis ng pag-alis. Ginagawa nitong posible para sa piloto, kapag nagsasagawa ng iba't ibang mga maniobra sa landas ng landing glide, upang makakuha ng lakas ng pag-alis ng makina na may pagtaas ng bilis hanggang sa maximum.

Ang aerodynamic na katangian ng mga propeller ay kinabibilangan ng anggulo ng pag-atake at propeller thrust.

Ang anggulo ng pag-atake ng mga elemento ng talim ng propeller  tinatawag na anggulo sa pagitan ng chord ng elemento at ang direksyon ng tunay na resultang paggalaw nito W(Larawan 66).

kanin. 66 Anggulo ng pag-install at anggulo ng pag-atake ng mga blades: a - anggulo ng pag-atake ng elemento ng blade, b - bilis ng elemento ng blade

Ang bawat elemento ng talim ay gumaganap ng isang kumplikadong paggalaw, na binubuo ng rotational at translational. Ang bilis ng pag-ikot ay

saan n Sa- Bilis ng makina.

pasulong na bilis ay ang bilis ng sasakyang panghimpapawid V . Kung mas malayo ang elemento ng talim mula sa gitna ng pag-ikot ng propeller, mas malaki ang bilis ng pag-ikot U .

Kapag umiikot ang propeller, ang bawat elemento ng blade ay lilikha ng aerodynamic forces, ang magnitude at direksyon nito ay nakasalalay sa bilis ng sasakyang panghimpapawid (ang bilis ng paparating na daloy) at ang anggulo ng pag-atake.

Isinasaalang-alang ang Fig. 66a, madaling makita na:

kapag ang propeller ay umiikot at ang pasulong na bilis ay zero (V=0), pagkatapos ang bawat elemento ng talim ng propeller ay may anggulo ng pag-atake na katumbas ng anggulo ng pag-install ng elemento ng talim  ;

sa paggalaw ng pagsasalin ng propeller, ang anggulo ng pag-atake ng elemento ng propeller blade ay naiiba mula sa anggulo ng pagkahilig ng elemento ng propeller blade (nagiging mas maliit kaysa dito);

ang anggulo ng pag-atake ay magiging mas malaki, mas malaki ang anggulo ng pag-install ng elemento ng talim ng propeller;

nagreresulta sa bilis ng pag-ikot ng elemento ng talim ng propeller W ay katumbas ng geometric sum ng translational at rotational velocities at matatagpuan ayon sa right triangle rule

(3.5)

mas malaki ang bilis ng pag-ikot, mas malaki ang anggulo ng pag-atake ng elemento ng talim ng propeller. Sa kabaligtaran, mas malaki ang pasulong na bilis ng propeller, mas maliit ang anggulo ng pag-atake ng elemento ng talim ng propeller.

Sa katotohanan, ang larawan ay mas kumplikado. Dahil ang tornilyo ay sumisipsip at umiikot sa hangin, ibinabalik ito, na nagbibigay ng karagdagang bilis v, na tinatawag na bilis ng pagsipsip. Bilang isang resulta, ang tunay na bilis W" ay mag-iiba sa magnitude at direksyon mula sa bilis ng pagsipsip, kung ang mga ito ay idinagdag sa geometrically. Samakatuwid, ang tunay na anggulo ng pag-atake  " magiging iba sa anggulo  (Larawan 66, b).

Sa pagsusuri sa itaas, maaari nating tapusin:

sa bilis ng pasulong V=0 ang anggulo ng pag-atake ay pinakamataas at katumbas ng anggulo ng pag-install ng talim ng propeller;

na may pagtaas sa bilis ng pagsasalin, ang anggulo ng pag-atake ay bumababa at nagiging mas mababa kaysa sa anggulo ng pag-install;

sa mataas na bilis ng paglipad, ang anggulo ng pag-atake ng mga blades ay maaaring maging negatibo;

mas malaki ang bilis ng pag-ikot ng propeller, mas malaki ang anggulo ng pag-atake ng talim nito;

kung pare-pareho ang bilis ng paglipad at bumababa ang bilis ng makina, bababa ang anggulo ng pag-atake at maaaring maging negatibo.

Ang mga konklusyong ginawa ay nagpapaliwanag kung paano nagbabago ang thrust force ng fixed-pitch propeller na may pagbabago sa bilis ng paglipad at bilang ng mga rebolusyon.

propeller thrust ay nangyayari bilang isang resulta ng pagkilos ng aerodynamic force  R sa elemento ng talim ng propeller sa panahon ng pag-ikot nito (Larawan 67).

Ang pagpapalawak ng puwersang ito sa dalawang bahagi, parallel sa axis ng pag-ikot at parallel sa eroplano ng pag-ikot, nakuha namin ang puwersa ng LR at ang puwersa ng paglaban sa pag-ikot  X elemento ng talim ng propeller.

Pagbubuod ng thrust force ng mga indibidwal na elemento ng propeller blade at paglalapat nito sa axis ng pag-ikot, nakuha namin ang thrust force ng propeller R .

Ang propeller thrust ay depende sa diameter ng propeller D, mga rebolusyon bawat segundo n, density ng hangin  at kinakalkula ayon sa formula (sa kgf o N)

saan  - ang propeller thrust coefficient, na isinasaalang-alang ang hugis ng talim sa plano, ang hugis ng profile at ang anggulo ng pag-atake, ay tinutukoy sa eksperimento. Ang propeller thrust coefficient ng Yak-52 at Yak-55 V530TA-D35 aircraft ay 1.3.

Kaya, ang thrust force ng isang propeller ay direktang proporsyonal sa coefficient nito, ang air density, ang square ng propeller revolutions bawat segundo, at ang propeller diameter sa ika-apat na kapangyarihan.

Dahil ang mga propeller blades ay geometrically simetriko, ang magnitude ng mga puwersa ng paglaban at ang kanilang pag-alis mula sa axis ng pag-ikot ay magiging pareho.

Ang puwersa ng paglaban sa pag-ikot ay tinutukoy ng formula

(3.7)

saan Cx l - drag coefficient ng blade, isinasaalang-alang ang hugis ng plano nito, hugis ng profile, anggulo ng pag-atake at pagtatapos sa ibabaw ;

W - nagresultang bilis, m/s;

S l - lugar ng talim;

SA - ang bilang ng mga blades.

kanin. 67 Aerodynamic na pwersa ng propeller

kanin. 68. Mga mode ng pagpapatakbo ng propeller

Ang puwersa ng paglaban sa pag-ikot ng tornilyo na nauugnay sa pag-ikot nito ay lumilikha ng isang sandali ng paglaban sa pag-ikot ng tornilyo, na binabalanse ng metalikang kuwintas ng makina:

M tr =X V r V (3.8)

Ang torque na nabuo ng makina ay tinutukoy (sa kgf-m) ng formula

(3.9)

saan N e- mabisang lakas ng makina.

Ang itinuturing na mode ay tinatawag na mode ng positive propeller thrust, dahil ang thrust na ito ay humihila ng sasakyang panghimpapawid pasulong (Fig. 68, a). Kapag bumababa ang anggulo ng pag-atake ng mga blades, bumababa ang pwersa. R at X(binawasan ang propeller thrust at braking torque). Posibleng makamit ang isang sitwasyon kung saan P=0 atX= R. Ito ang zero thrust mode (Larawan 68, b).

Sa isang karagdagang pagbaba sa anggulo ng pag-atake, ang isang mode ay naabot kapag ang propeller ay nagsimulang umikot hindi mula sa makina, ngunit mula sa pagkilos ng mga puwersa ng daloy ng hangin. Ang mode na ito ay tinatawag self-rotating propeller o awtorotasyon (Larawan 68, c).

Sa isang karagdagang pagbaba sa anggulo ng pag-atake ng mga elemento ng talim ng propeller, nakakakuha kami ng isang mode kung saan ang puwersa ng paglaban ng talim ng propeller X ay ididirekta sa direksyon ng pag-ikot ng tornilyo, at sa parehong oras ang tornilyo ay magkakaroon ng negatibong thrust. Sa mode na ito, ang tornilyo ay umiikot mula sa paparating na daloy ng hangin at pinaikot ang makina. Ang makina ay umiikot, ang mode na ito ay tinatawag mode ng windmill (Larawan 68, d).

Posible ang self-rotation at windmill mode sa level flight at sa isang dive.

Sa Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid, ang mga mode na ito ay nagpapakita ng kanilang mga sarili kapag gumaganap ng mga vertical figure pababa sa isang maliit na pitch ng propeller blade. Samakatuwid, kapag nagsasagawa ng mga vertical figure pababa (kapag bumibilis ng higit sa 250 km / h), inirerekomenda na higpitan ang propeller sa pamamagitan ng 1/3 ng stroke ng pingga sa pamamagitan ng pagkontrol sa pitch ng propeller.

PROPELLER THRUST DEPENDENCE SA BILIS NG FLIGHT. IMPLUWENSYA NG FLIGHT ALTITUDE SA PROPELLER THRESHOLD

Sa pagtaas ng bilis ng paglipad, ang mga anggulo ng pag-atake ng talim ng propeller, nakapirming pitch at naayos, mabilis na bumababa, bumababa ang thrust ng propeller. Ang pinakamalaking anggulo ng pag-atake ng talim ng propeller ay nasa zero airspeed sa buong bilis ng makina.

Alinsunod dito, ang propeller thrust ay bumababa sa zero at pagkatapos ay nagiging negatibo. Umiikot ang motor shaft. Upang maiwasan ang pag-ikot ng tornilyo, bawasan ang bilis ng makina. Kung hindi naka-throttle ang makina, maaari itong masira.

Ang pag-asa ng V530TA-D35 propeller thrust sa bilis ng paglipad ay ipinapakita sa graph sa Fig. 69. Upang maitayo ito, ang thrust ng propeller ay sinusukat sa iba't ibang bilis. Ang resultang graph ay tinatawag na thrust na katangian ng power plant.

IMPLUWENSYA NG FLIGHT HEIGHT SA PROPELLER THRESHOLD.

Ang paghahanap ng pag-asa ng thrust sa bilis ng paglipad, ang pagpapatakbo ng propeller sa isang pare-pareho ang taas na may pare-pareho ang density ng hangin ay isinasaalang-alang. Ngunit kapag lumilipad sa iba't ibang mga altitude, ang density ng hangin ay nakakaapekto sa thrust ng propeller. Sa pagtaas ng taas ng paglipad, ang density ng hangin ay bumababa, ayon sa pagkakabanggit, ang propeller thrust ay bababa din nang proporsyonal (sa pare-pareho ang bilis ng engine). Ito ay makikita sa pagsusuri ng formula (3.6).

kanin. 69 Mga katangian ng M-14P power plant sa mga tuntunin ng thrust (para sa H = 500 m) ng Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid na may V530TA-D35 propeller

kanin. 70 Propeller braking torque at engine torque

PROPELLER BRAKING TORQUE AT ENGINE TORQUE.

Tulad ng naunang tinalakay, ang drag torque ng propeller ay sumasalungat sa torque ng motor.

Upang ang tornilyo ay umikot sa pare-pareho ang bilis, kinakailangan na ang braking torque M t, katumbas ng produkto, ay katumbas ng engine torque M cr, katumbas ng produkto F d ,. mga. M t \u003d M cr o \u003d F d (Larawan 70). Kung ang pagkakapantay-pantay na ito ay nilabag, ang makina ay magbabawas ng bilis o pagtaas.

Ang pagtaas ng bilis ng makina ay humahantong sa pagtaas ng M cr at kabaliktaran. Ang bagong equilibrium ay itinatag sa bagong bilis ng makina.

KAILANGAN NG KAPANGYARIHAN PARA PILITIN ANG PROPELLER

Ang kapangyarihang ito ay ginugugol upang mapagtagumpayan ang mga puwersa ng paglaban sa pag-ikot ng propeller.

Ang formula para sa pagtukoy ng kapangyarihan ng propeller (sa hp) ay:

(3.10)

saan  - power factor depende sa hugis ng propeller, ang bilang ng mga blades, anggulo ng pag-install, ang hugis ng blade sa plano, sa mga kondisyon ng operating ng propeller ( kamag-anak na hakbang)

Mula sa formula (3.10) makikita na ang kinakailangang kapangyarihan para sa pag-ikot ng propeller ay depende sa power factor, sa bilis at flight altitude, revolutions at diameter ng propeller.

Sa pagtaas ng bilis ng paglipad, ang anggulo ng pag-atake ng elemento ng propeller blade, ang dami ng hangin na itinapon pabalik at ang bilis nito ay bumababa, samakatuwid, ang lakas na kinakailangan upang paikutin ang propeller ay bumababa din. Habang tumataas ang flight altitude, bumababa ang density ng hangin at bumababa rin ang power na kailangan para paikutin ang propeller.

Sa pagtaas ng bilis ng makina, ang paglaban sa pag-ikot ng propeller ay tumataas at ang lakas na kinakailangan upang paikutin ang propeller ay tumataas.

Ang propeller, na pinaikot ng makina, ay nagkakaroon ng thrust at nagtagumpay sa drag ng sasakyang panghimpapawid, ang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw.

Ang gawaing ginawa ng thrust force ng propeller sa 1 s kapag ang sasakyang panghimpapawid ay gumagalaw ay tinatawag na thrust o ang netong kapangyarihan ng propeller.

Ang thrust power ng propeller ay tinutukoy ng formula

kung saan ang P in ay ang thrust na binuo ng propeller; Ang V ay ang bilis ng sasakyang panghimpapawid.

Sa pagtaas ng altitude at bilis ng paglipad, bumababa ang thrust power ng propeller. Kapag ang propeller ay gumagana, kapag ang sasakyang panghimpapawid ay hindi gumagalaw, ang maximum na thrust ay binuo, ngunit ang thrust power ay zero, dahil ang bilis ng paggalaw ay zero.

PROPELLER EFFICIENCY. PAG-ASA NG EFFICIENCY SA ALTITUDE AT BILIS NG PAGLILIpad

Ang bahagi ng enerhiya ng pag-ikot ng engine ay ginugugol sa pag-ikot ng propeller at naglalayong pagtagumpayan ang paglaban ng hangin, pag-ikot ng ejected jet, atbp. Samakatuwid, ang kapaki-pakinabang na pangalawang trabaho, o ang kapaki-pakinabang na lakas ng traksyon ng propeller, n b, magkakaroon ng mas kaunting lakas ng makina N e ginugol sa pag-ikot ng propeller.

Ang ratio ng kapaki-pakinabang na propulsive power sa kapangyarihan na natupok ng propeller (effective engine power) ay tinatawag na coefficient of performance (efficiency) ng propeller at tinutukoy  . Ito ay tinutukoy ng formula

kanin. 71 Mga katangian ng kapangyarihan ng M-14P engine ng Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid

kanin. 72 Tinatayang view ng curve ng pagbabago sa available na power depende sa airspeed

kanin. 73 Altitude na katangian ng M-14P engine sa mga mode 1 - takeoff, 2 - nominal 1, 3 - nominal 2, 4 - cruising 1; 5 - cruising 2

Ang halaga ng kahusayan ng propeller ay nakasalalay sa parehong mga kadahilanan bilang ang propulsive power ng propeller.

Ang kahusayan ay palaging mas mababa kaysa sa pagkakaisa at umabot sa 0.8 ... 0.9 para sa pinakamahusay na mga propeller.

Ang balangkas ng magagamit na epektibong kapangyarihan kumpara sa bilis ng paglipad para sa Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid ay ipinapakita sa Fig. 71.

Graph Fig. 72 ay tinatawag na katangian ng planta ng kuryente sa mga tuntunin ng kapangyarihan.

Sa V=0, Np=0; sa bilis ng flight V=300 km/h, Np==275 hp (para sa Yak-52 aircraft) at V=320 km/h, Np=275 l. Sa. (para sa Yak-55 aircraft), kung saan Np- kinakailangang kapangyarihan.

Sa pagtaas ng altitude, bumababa ang epektibong kapangyarihan dahil sa pagbaba ng density ng hangin. Ang katangian ng pagbabago nito para sa Yak-52 at Yak-55 na sasakyang panghimpapawid mula sa flight altitude H ay ipinapakita sa Fig. 73.

Upang mabawasan ang bilis ng pag-ikot ng propeller sa makina, ginagamit ang isang gearbox.

Ang antas ng pagbawas ay pinili sa isang paraan na sa nominal na mode ang mga dulo ng mga blades ay dumadaloy sa paligid ng isang subsonic na daloy ng hangin.

Ang propeller ay ang pinakamahalagang bahagi ng planta ng kuryente, at ang pagganap ng paglipad ng huli ay nakasalalay sa kung paano ito tumutugma sa makina at sasakyang panghimpapawid.

Bilang karagdagan sa pagpili ng mga geometric na parameter ng propeller, dapat bigyang pansin ang isyu ng pagtutugma ng bilis ng propeller at ang engine, iyon ay, ang pagpili ng gearbox.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng propeller

Ang talim ng propeller ay gumagawa ng isang kumplikadong paggalaw - pagsasalin at pag-ikot. Ang bilis ng elemento ng blade ay ang kabuuan ng circumferential speed at translational (bilis ng paglipad) - V

Sa anumang seksyon ng talim, ang bahagi ng bilis V ay hindi magbabago, at ang circumferential speed ay depende sa halaga ng radius kung saan matatagpuan ang seksyong isinasaalang-alang.

Dahil dito, habang bumababa ang radius, tumataas ang anggulo ng paglapit ng jet sa seksyon, at bumababa ang anggulo ng pag-atake ng seksyon at maaaring maging katumbas ng zero o negatibo. Samantala, alam na ang pakpak ay "gumagana" nang pinakamabisa sa mga anggulo ng pag-atake na malapit sa mga anggulo ng maximum na lift-to-drag ratio. Samakatuwid, upang pilitin ang talim na lumikha ng pinakamalaking thrust na may pinakamaliit na paggasta ng enerhiya, ang anggulo ay dapat na variable sa radius: mas maliit sa dulo ng talim at mas malaki malapit sa axis ng pag-ikot - dapat na baluktot ang talim.

Ang batas ng pamamahagi ng mga kapal ng profile at pag-twist sa kahabaan ng radius ng propeller, pati na rin ang hugis ng propeller profile, ay tinutukoy sa panahon ng proseso ng disenyo ng propeller at kasunod na pino batay sa pamumulaklak sa mga wind tunnels. Ang ganitong mga pag-aaral ay karaniwang isinasagawa sa mga dalubhasang tanggapan ng disenyo o mga institusyong nilagyan ng modernong kagamitan at mga pasilidad ng kompyuter. Ang mga pang-eksperimentong tanggapan ng disenyo, pati na rin ang mga amateur na taga-disenyo, ay karaniwang gumagamit ng mga binuo na pamilya ng mga propeller, ang mga geometriko at aerodynamic na katangian na ipinakita sa anyo ng mga walang sukat na coefficient.

Pangunahing katangian

diameter ng tornilyo - D tinatawag na diameter ng bilog na inilalarawan ng mga dulo ng talim nito habang umiikot.

Lapad ng talim ay ang chord ng seksyon sa ibinigay na radius. Karaniwang ginagamit ng mga kalkulasyon ang kamag-anak na lapad ng talim

kapal ng talim sa anumang radius ay tinatawag na pinakamalaking kapal ng seksyon sa radius na ito. Ang kapal ay nag-iiba sa kahabaan ng radius ng talim, na bumababa mula sa gitna ng propeller hanggang sa dulo nito. Ang relatibong kapal ay nauunawaan bilang ratio ng ganap na kapal sa lapad ng talim sa parehong radius: .

Ang anggulo ng pag-install ng seksyon ng talim ay ang anggulo na nabuo ng chord ng seksyong ito kasama ang eroplano ng pag-ikot ng propeller.

Blade pitch H tinatawag na distansya na dadaanan ng seksyong ito sa direksyon ng axial kapag ang turnilyo ay pinaikot ng isang rebolusyon sa paligid ng axis nito, na lumiliko sa hangin bilang isang solidong katawan.

Ang hakbang at anggulo ng pag-install ng seksyon ay nauugnay sa malinaw na relasyon:

Ang mga tunay na propeller ay may pitch na nag-iiba sa radius ayon sa isang partikular na batas. Bilang isang katangian na anggulo ng pag-install ng talim, bilang panuntunan, ang anggulo ng pag-install ng seksyon na matatagpuan sa 0.75R mula sa axis ng pag-ikot ng propeller, na tinutukoy bilang .

Matarik na talim ay tinatawag na pagbabago sa radius ng mga anggulo sa pagitan ng chord ng seksyon sa isang ibinigay na radius at ang chord sa radius na 0.75R, iyon ay

Para sa kadalian ng paggamit, ang lahat ng nakalistang geometric na katangian ay karaniwang ipinapakita sa graphical bilang isang function ng kasalukuyang radius ng turnilyo

Bilang halimbawa, ang sumusunod na figure ay nagpapakita ng data na naglalarawan sa geometry ng isang two-bladed fixed pitch propeller:

Kung ang tornilyo, na umiikot sa bilang ng mga rebolusyon, ay umuusad nang may bilis V pagkatapos ay sa isang rebolusyon ay tatakpan nito ang landas . Ang halagang ito ay tinatawag na screw pitch, at ang ratio nito sa diameter ay tinatawag na relative screw pitch:

Ang mga aerodynamic na katangian ng mga propeller ay karaniwang nailalarawan sa pamamagitan ng isang walang sukat na thrust coefficient:

power factor

At ang kahusayan

saan R- density ng hangin, sa mga kalkulasyon ay maaaring kunin katumbas ng 0.125 kgf s 2 / m 4

Angular na bilis ng pag-ikot ng tornilyo r / s

D- diameter ng tornilyo, m

P At N- ayon sa pagkakabanggit ay thrust at kapangyarihan sa propeller shaft, kgf, l. Sa.

Theoretical propeller thrust limit

Para sa taga-disenyo ng isang ALS, kawili-wiling makapagsagawa ng mga tinatayang pagtatantya ng thrust na nabuo ng planta ng kuryente nang walang mga kalkulasyon. Ang problemang ito ay medyo simpleng nalutas gamit ang teorya ng isang perpektong propeller, ayon sa kung saan ang propeller thrust ay isang function ng tatlong mga parameter: kapangyarihan ng makina, diameter ng propeller at bilis ng paglipad. Ipinakita ng pagsasanay na ang thrust ng rationally executed real propellers ay 15 - 25% lang na mas mababa kaysa sa theoretical limit values.

Ang mga resulta ng mga kalkulasyon ayon sa teorya ng isang perpektong propeller ay ipinapakita sa sumusunod na graph, na nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang ratio ng thrust sa kapangyarihan depende sa bilis ng flight at parameter N/D 2. Makikita na, sa halos zero na bilis, ang thrust ay nakasalalay sa malaking lawak sa diameter ng propeller; gayunpaman, nasa 100 km/h na bilis ng wire, ang pag-asa na ito ay hindi gaanong makabuluhan. Bilang karagdagan, ang graph ay nagbibigay ng visual na representasyon ng hindi maiiwasang pagbaba ng propeller thrust kaugnay ng bilis ng paglipad, na dapat isaalang-alang kapag sinusuri ang data ng paglipad ng isang ALS.

ayon sa mga materyales:
"Gabay para sa mga designer ng amateur-built aircraft", Volume 1, SibNIIA

Ang propeller ay isang yunit na idinisenyo upang lumikha ng isang thrust force, na isang reaksyon na tinanggihan ng air flow propeller, na lumilikha ng isang thrust force, ang propeller ay nagko-convert ng mekanikal na enerhiya ng engine sa trabaho na isinagawa sa panahon ng pagsasalin ng paggalaw ng sasakyang panghimpapawid.

Mga kinakailangan:

1. mataas na kahusayan;

2. awtomatikong pagbabago sa anggulo ng pag-install ng mga blades, depende sa flight mode at pagpapatakbo ng engine;

3. Ang hanay ng mga anggulo ng blade ay dapat magbigay ng pinakamababang positibong thrust sa idle. Ang pagpapatakbo ng feathering screw sa negative thrust mode

4. ang bilis ng pag-ikot ng mga blades na may pagtaas sa anggulo ng pag-install ay dapat na hindi bababa sa 10 s / s;

5. dapat mayroong mga awtomatikong kagamitang pang-proteksyon upang maiwasan ang paglitaw ng negatibong draft;

6. proteksyon ng mga blades at fairing ng propeller hub (coca) mula sa icing.

Pag-uuri ng tornilyo. Ang anggulo ng pag-atake ng mga blades ng propeller ay nakasalalay sa bilis ng paglipad sa isang hindi mababang anggulo ng pag-install. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari sa mga nakapirming pitch propeller. Ang pangunahing kawalan ng naturang mga propeller ay maaari silang maging mabigat sa panahon ng pag-alis sa mababang bilis ng paglipad at ang kapangyarihan ng pag-alis ng makina ay hindi ibinigay. Sa antas ng paglipad sa mataas na bilis ng pagsasalin, ang propeller ay nagiging magaan at ang bilis ng pag-ikot ay maaaring tumaas sa hindi katanggap-tanggap na mataas na mga halaga, kung saan ang pagiging maaasahan ng pagpapatakbo ng makina ay hindi natiyak. Noong nakaraan, kapag mababa ang bilis ng paglipad, ginagamit ang mga propeller na ito. Habang tumataas ang bilis ng paglipad, nagsimulang gumamit ng mga variable na pitch propeller - VISH (hanay ng pag-install 100) na may karagdagang pagtaas sa bilis ng paglipad, i.e. na may pagtaas ng mga anggulo j - pag-install, nagsimula silang gumamit ng mga propeller na may awtomatikong mga sistema ng kontrol sa bilis ng pag-ikot, sa pamamagitan ng pagpapalit ng j mula sa flight mode. Ang mga propeller na may ganitong mga sistema ng kontrol ay tinatawag na mga awtomatikong propeller - AVISH.

aerodynamic na pwersa.

Ang punto ng aplikasyon ng nagresultang puwersa ay nasa gitna ng presyon

Lumilitaw ang mga puwersa ng aerodynamic bilang resulta ng pagkilos ng daloy ng hangin sa mga blades at pamamahagi sa buong ibabaw. Ang ganitong pamamaraan ng pag-load ng talim ay maaaring ituring bilang isang sinag, naayos sa isang dulo, at napapailalim sa isang ibinahagi na pagkarga, na lumilikha ng mga baluktot at torsional na sandali. Ang sentro ng presyon ay nasa harap ng eroplano ng pag-ikot. depende sa mga anggulo ng pag-atake ng talim at ang mga nagresultang bilis ng paparating na daloy. Dahil sa medyo maliit na balikat a at b, maliit ang magnitude ng moment ng aerodynamic forces. Sa mga negatibong anggulo ng pag-atake ng mga blades, nagbabago ang direksyon upang ang mga torque at may posibilidad na i-on ang talim sa direksyon ng pagbaba ng anggulo ng pag-install.

Screw pitch at pitch. Ang geometric na pitch ng turnilyo H ay ang distansya na lilipat ng turnilyo sa kahabaan ng axis ng pag-ikot sa isang rebolusyon kapag na-screw sa isang nut na espesyal na ginawa para dito = r ay ang distansya sa seksyon na isinasaalang-alang. Ang tornilyo ay nailalarawan sa pamamagitan ng , R ay ang radius ng tornilyo. Mula sa (1) sumusunod na ang pitch ng turnilyo ay ibinibigay ng rate ng pagbabago ng φ. Air (elastic at compressible) sa isang rebolusyon ang turnilyo ay gumagalaw sa halagang mas mababa kaysa sa H - propeller pitch , - bilis ng flight m / s, n - rev / s.

Kapag nagkalkula, gamitin ang relatibong hakbang , - , ay walang sukat at tinatawag na mode na katangian o propeller speed coefficient.

Mga turnilyo na mode

Sa isang palaging anggulo ng pag-install, ang anggulo ng pag-atake ng mga blades ay nakasalalay sa laki ng bilis ng paglipad. Habang tumataas ang bilis ng paglipad, bumababa ang anggulo ng pag-atake. Sa kasong ito, sinasabi nila, ang propeller ay "ginaan", dahil ang sandali ng paglaban sa pag-ikot ng propeller ay bumababa, at, dahil dito, ang kinakailangang lakas ng engine ay bumababa. Nagdudulot ito ng pagtaas sa bilis ng pag-ikot. Kapag bumaba ang bilis ng paglipad, sa kabaligtaran, ang anggulo ng pag-atake ay tumataas at ang propeller ay nagiging "mas mabigat", ang bilis ng pag-ikot ay bumababa.

Sa isang malaking pagtaas sa bilis ng paglipad o sa isang maliit na anggulo ng pag-install, ang anggulo ng pag-atake ay maaaring maging katumbas ng zero o kahit na negatibo. Sa kaso ng mga blades, natutugunan nila ang daloy ng hangin hindi sa nagtatrabaho (likod) na bahagi, ngunit sa likod (harap na bahagi). Sa kasong ito, ang thrust at power ay maaaring maging negatibo.

Ang thrust P at thrust coefficient ay itinuturing na positibo kung ang direksyon ng thrust ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng sasakyang panghimpapawid, sa kabaligtaran na direksyon - negatibo. Sa kasong ito, ang tornilyo ay lumilikha ng paglaban.

Ang propeller power T at ang power factor ay itinuturing na positibo kapag ang torque mula sa aerodynamic forces ng propeller ay kabaligtaran sa direksyon ng pag-ikot nito. Kung ang metalikang kuwintas ng mga puwersang ito ay sumusuporta sa pag-ikot ng tornilyo, ibig sabihin, ang paikot na puwersa ng paglaban, ang kapangyarihan ng tornilyo ay itinuturing na negatibo.

Kapag nagbabago at nasa malawak na hanay, ang kaugnay na hakbang ay maaaring mag-iba mula sa zero hanggang sa walang katapusang malalaking positibong halaga (kapag ).

Isaalang-alang ang pinaka-katangian na mga mode ng pagpapatakbo ng propeller.

Ang mode kung saan ang bilis ng pagsasalin = 0, at samakatuwid ay katumbas ng zero, ay tinatawag propeller operating mode - nasa lugar (fig. kaliwa). Sa graph, ang mode na ito ay tumutugma sa punto A, kung saan ang thrust at power coefficient ay karaniwang may pinakamataas na halaga. Ang anggulo ng pag-atake ng mga blades a kapag ang turnilyo ay nasa lugar ay humigit-kumulang katumbas ng anggulo ng pag-install. Dahil , ang tornilyo ay hindi gumagawa ng anumang kapaki-pakinabang na trabaho kapag nagtatrabaho sa lugar.

Ang mode ng pagpapatakbo ng tornilyo, kapag ang positibong thrust ay nilikha sa pagkakaroon ng bilis ng pagsasalin, ay tinatawag propeller mode (fig. kanan). Ito ang pangunahin at pinakamahalagang paraan ng pagpapatakbo, na ginagamit sa panahon ng pag-taxi, pag-alis, pag-akyat, antas ng paglipad ng sasakyang panghimpapawid, at bahagyang sa panahon ng gliding at landing. Sa graph, ang flight mode na ito ay tumutugma sa seksyon ab, hindi kasama ang mga punto a at b. Habang tumataas ang kamag-anak na hakbang, bumababa ang mga halaga ng thrust at power coefficient. Sa kasong ito, ang kahusayan ng tornilyo ay unang tumataas, na umaabot sa isang maximum sa punto b, at pagkatapos ay mabilis na bumababa. Tinutukoy ng point b ang pinakamainam na mode ng pagpapatakbo ng propeller para sa isang naibigay na halaga ng anggulo ng pag-install ng mga blades. Kaya, ang propeller mode ng pagpapatakbo ng propeller ay tumutugma sa mga positibong halaga ng mga coefficient , , .

Ang mode ng operasyon kung saan ang propeller ay hindi lumikha ng alinman sa positibo o negatibong thrust (paglaban) ay tinatawag zero thrust mode. Sa mode na ito, ang tornilyo ay tila malayang naka-screw sa hangin, nang hindi ibinabalik ito at hindi lumilikha ng thrust. Ang zero thrust mode sa graph ay tumutugma sa punto c. Narito ang thrust coefficient at kahusayan ang mga turnilyo ay zero. Ang power factor ay may ilang positibong halaga. Nangangahulugan ito na upang malampasan ang sandali ng paglaban sa pag-ikot ng propeller sa mode na ito, kinakailangan ang lakas ng engine.

Maaaring maganap ang zero thrust mode kapag nagpaplano ng sasakyang panghimpapawid. Ang anggulo ng pag-atake ng mga blades sa kasong ito, bilang panuntunan, ay medyo mas mababa sa zero.

Ang mode ng pagpapatakbo ng turnilyo, kapag ang isang negatibong thrust (paglaban) ay nilikha na may positibong kapangyarihan sa baras ng motor, ay karaniwang tinatawag mode ng pagpepreno , o ang braking mode ng propeller. Sa mode na ito, ang anggulo ng pag-agos ng mga jet ay mas malaki kaysa sa anggulo ng pag-install , ibig sabihin, ang anggulo ng pag-atake ng mga blades ay isang negatibong halaga. Sa kasong ito, ang daloy ng hangin ay nagdudulot ng presyon sa likod ng talim, na lumilikha ng negatibong tulak. Sa graph, ang mode na ito ng pagpapatakbo ng turnilyo ay tumutugma sa seksyon sa pagitan ng mga punto b at d, kung saan ang mga coefficient at may mga negatibong halaga, at ang mga halaga ng koepisyent ay nagbabago mula sa ilang positibong halaga hanggang sa zero. Ang lakas ng makina, tulad ng sa nakaraang kaso, ay kinakailangan upang mapagtagumpayan ang sandali ng paglaban sa pag-ikot ng propeller.

Ang negatibong propeller thrust ay ginagamit upang paikliin ang landing run. Upang gawin ito, ang mga blades ay espesyal na inilipat sa pinakamababang anggulo ng pag-install, kung saan negatibo ang anggulo ng pag-atake sa panahon ng pagtakbo ng sasakyang panghimpapawid.

Ang mode ng operasyon, kapag ang kapangyarihan sa motor shaft ay zero, at ang propeller ay umiikot dahil sa enerhiya ng paparating na daloy (sa ilalim ng pagkilos ng aerodynamic forces na inilapat sa mga blades), ay tinatawag na mode ng autorotation . Kasabay nito, ang makina ay bubuo ng lakas na kinakailangan lamang upang mapagtagumpayan ang mga panloob na puwersa at mga sandali ng alitan na nabuo sa panahon ng pag-ikot ng tornilyo. Sa graph, ang mode na ito ay tumutugma sa punto G. Ang propeller thrust, tulad ng sa braking mode, ay negatibo.

Ang mode ng pagpapatakbo, kung saan negatibo ang kapangyarihan sa motor shaft, at ang turnilyo ay umiikot dahil sa enerhiya ng paparating na daloy, ay tinatawag mode ng windmill . Sa mode na ito, ang tornilyo ay hindi lamang kumonsumo ng kapangyarihan ng engine, ngunit mismo ay umiikot sa baras ng makina dahil sa enerhiya ng paparating na daloy. Sa graph, ang mode na ito ay tumutugma sa seksyon sa kanan ng punto G. Windmill mode ay ginagamit upang simulan ang isang tumigil na makina sa paglipad. Sa kasong ito, ang motor shaft ay umiikot hanggang sa bilis ng pag-ikot na kinakailangan para sa pagsisimula, nang hindi nangangailangan ng mga espesyal na panimulang aparato.

Ang pagpepreno ng sasakyang panghimpapawid habang tumatakbo ay nagsisimula din sa windmill mode at sunod-sunod na dumadaan sa mga yugto ng autorotation at braking hanggang sa zero thrust mode.

Ang tornilyo ay lumilikha ng tulak sa hangin, na kumikilos dito tulad ng isang pakpak. Ang pakpak ng isang sasakyang panghimpapawid ay karaniwang gumagalaw sa pagsasalin, habang ang talim ng propeller ay gumagalaw kapwa sa pagsasalin at paikot. Ang talim ng propeller ay isang pinahabang parihaba sa hugis, ang isang sukat nito ay mas maliit kaysa sa isa, umiikot sa isang angular na tulin W tungkol sa axis x - x(Larawan 4.1), na dumadaan sa isang gilid ng parihaba na ito. Ang eroplano ng isang parihaba na umaalis sa ilang anggulo j na may isang eroplano ng pag-ikot, gumagalaw din sa pagsasalin sa direksyon ng axis ng pag-ikot na may bilis v. Pagputol ng talim gamit ang isang silindro ng radius r, na ang axis ay tumutugma sa axis X; nakakakuha kami ng isang pinahabang parihaba sa seksyon. Dahil ang lapad ng talim ay karaniwang maliit kumpara sa haba nito, ang seksyon ng silindro ay pinalitan ng isang seksyon na malapit sa kanila, ngunit maginhawa para sa pagguhit, sa pamamagitan ng isang seksyon ng tangent na eroplano sa silindro at patayo sa axis ng talim (Larawan 4.1).

Dahil ang talim ay gumagawa ng isang kumplikadong paggalaw - pagsasalin at pag-ikot, pagkatapos ay kailangan mong idagdag ang dalawang paggalaw na ito. Ang geometric na kabuuan ng circumferential speed ng pag-ikot U = Wr, at bilis ng pagsasalin (airspeed) V,(Figure 4.2) ay nagbibigay ng vector W(bilis ng daloy ng hangin na may kaugnayan sa profile ng seksyon). Kung kukuha tayo ng isa pang seksyon sa pamamagitan ng isang plane tangent sa isang silindro na mas maliit o mas malaking radius, kung gayon ang bahagi ng bilis V nananatiling pareho, at ang peripheral na bilis wr magiging mas kaunti o higit pa; ang huli ay nagbabago nang linear, nagiging katumbas ng zero sa axis ng tornilyo.

Dahil ang talim ay kinuha patag, ang anggulo j ay magiging pareho sa lahat ng radii, at ang anggulo β , na tinatawag na anggulo ng daloy sa seksyon, ay mag-iiba sa iba't ibang radii dahil sa variable na peripheral na bilis ng pag-ikot W r. Samakatuwid, sa pagpapababa ng radius r sulok β tumataas at ang anggulo a=φ-β bumababa at maaaring maging zero o maging negatibo.

Ang mga propeller ay nahahati sa fixed-pitch propellers (VFSH) at variable-pitch propellers (VSP).

Kino-convert ng propeller ang torque ng TVD o PD sa thrust. Sa kasong ito, may mga pagkalugi na tinatantya ng efficiency factor (efficiency) ng propeller.

Ang VFS ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang palaging anggulo ng talim. Sa istruktura, ang tornilyo na ito ay may manggas kung saan ang mga blades ay mahigpit na nakakabit, na nagpapadala ng thrust dito, at nakikita rin nito ang metalikang kuwintas mula sa baras ng makina hanggang sa tornilyo.

Binubuo ang VISH ng mga blades, isang bushing na may mekanismo para sa pagpihit ng mga blades at mga device na nagsisiguro ng maaasahang operasyon nito. Upang kontrolin ang tornilyo, mayroong kagamitan para sa awtomatiko at manu-manong pagkilos.

Ang mga propeller ay napapailalim sa mga sumusunod na kinakailangan:

Mataas na kahusayan;

Para sa VISH - pagbabago ng anggulo ng pag-install ng mga blades sa hanay na nagbibigay ng madaling pagsisimula ng engine; minimum na positibong propeller thrust sa idle; ang maximum na negatibong thrust sa panahon ng pagtakbo at ang pinakamababang drag ng mga blades sa posisyon ng vane; awtomatikong pagbabago ng anggulo ng pag-install ng mga blades depende sa flight mode ng sasakyang panghimpapawid at ang pagpapatakbo ng mga makina na may bilis ng pag-ikot ng hindi bababa sa 10 ° / s;

Mga minimum na halaga ng reaktibo at gyroscopic na sandali;

Ang disenyo ng propeller at ang speed controller ay dapat magsama ng mga awtomatikong protective device na naglilimita sa arbitrary na paglipat ng mga propeller blades sa maliliit na anggulo ng pag-install at pinipigilan ang paglitaw ng negatibong thrust sa paglipad;

Proteksyon ng mga blades at fairing ng propeller hub mula sa icing;

Sapat na lakas na may mababang timbang, balanse at kaunting ingay.

Ang mga pangunahing katangian ng tornilyo ay karaniwang nahahati sa geometric, kinematic at aerodynamic.

4.2. MGA KATANGIAN NG GEOMETRIK NG SCREW

Ang mga geometric na katangian ay kinabibilangan ng: diameter D propeller, bilang ng mga blades, hugis ng talim sa plano, kapal c, chord ng seksyon b at mga anggulo ng pag-install ng mga seksyon ng mga blades. diameter ng tornilyo (D=2R) tinutukoy ang bilog na inilarawan ng mga dulo ng mga blades kapag ang propeller ay umiikot sa axis nito (Larawan 4.3). Ang diameter ay ang pinakamahalagang katangian ng tornilyo, dahil pangunahing tinutukoy nito ang mga katangian ng traksyon.

Ang halaga ng diameter ay pinili mula sa aerodynamic na pagsasaalang-alang at naaayon sa posibilidad ng paglalagay ng propeller sa sasakyang panghimpapawid. Ang mga diameter ng modernong propeller ay mula 3 m hanggang 6 m.

Ang malalaking diameter ng tornilyo ay humahantong sa mababang kahusayan. na may kaugnayan sa posibilidad ng paglitaw ng mga supersonic na bilis sa mga dulong seksyon ng mga blades, at kumplikado din ang layout ng engine sa sasakyang panghimpapawid. Ang mga maliliit na diameter ay hindi nagpapahintulot sa pag-convert ng ibinigay na metalikang kuwintas ng engine sa kinakailangang thrust.

Kung ang talim ay pinutol sa isang tiyak na radius r cylindrical surface na may longitudinal axis na tumutugma sa axis ng pag-ikot ng propeller, kung gayon ang imprint ng hiwa ay tinatawag na seksyon ng talim. Ang seksyong ito ay may hugis pakpak na profile. Ang bahagi ng talim sa pagitan ng dalawang radii ( r At r+Δ r), ay isang elemento ng talim na may lugar ∆S=b∆r. Dito at sa ibaba, ang mga seksyon ng eroplano ay isinasaalang-alang sa halip na mga seksyon ng arcuate.

Ang ratio ng kasalukuyang radius ng seksyon r sa turnilyo radius R tinatawag na relative radius =r/R. Ang radius ng hindi gumaganang bahagi ng talim na inookupahan ng bushing ay tinutukoy r0. At 0 = r0 /R.

Upang i-convert ang engine torque sa thrust na may pinakamababang halaga ng diameter, ang propeller ay may ilang mga blades. Sa mga modernong sinehan, kadalasang naka-install ang mga four-bladed propeller. Ang isang mas malaking bilang ng mga blades ay nagpapababa ng kahusayan. Sa mga makapangyarihang makina ng teatro, sa halip na dagdagan ang bilang ng mga blades, ginagamit ang mga coaxial propeller, na nakaayos sa likod ng isa at umiikot sa magkasalungat na direksyon sa paligid ng isang axis.

Ang mga katangian na sukat ng seksyon ng talim ay ang maximum na lapad b at kapal- Sa blades, pati na rin ang kanilang mga kamag-anak na laki

= At =

Para sa mga modernong turnilyo, max = 8 ... 10% (Larawan 4.4).

linya 0V(tingnan ang Fig. 4.3), na dumadaan sa gitna ng mga seksyon ng talim, ay tinatawag na axis nito. Ang hugis ng blade axis (tuwid o curved) at ang distribution ng blade width kasama ang axis na ito ay nagpapakilala sa hugis ng blade sa plano. Ang paglapit sa max sa dulo ng blade ay nagpapataas ng thrust ng propeller, ngunit pinapataas ang baluktot na sandali dahil sa pag-aalis ng sentro ng presyon patungo sa dulo ng talim.

Ang maximum na kapal ng seksyon ng talim ay bumababa patungo sa dulo nito (sa mataas na bilis ng daloy, isang mas maliit na kamag-anak na kapal ng profile ay kinakailangan). Para sa isang paghahambing na pagtatasa ng kapal na ito, isaalang-alang ang relatibong halaga nito sa 0 =0, 9 at tukuyin 0,9 . Para sa mga modernong turnilyo 0,9 \u003d 4 ... 5% (Larawan 4.4).

4.3 KINEMATIC NA KATANGIAN NG ALAK

Ang eroplanong patayo sa axis ng pag-ikot ng propeller at dumadaan sa anumang punto ng talim ay tinatawag na eroplano ng pag-ikot ng propeller. Mayroong walang katapusang bilang ng mga katulad na eroplano. Karaniwan, ang eroplano ng pag-ikot ng tornilyo ay nauunawaan bilang isang eroplano na dumadaan sa gitna o dulo ng profile chord (Larawan 4.5).

Ang mga seksyon ng talim ay nakakiling sa eroplano ng pag-ikot. Anggulo ng seksyon ng talim φ sinusukat sa pagitan ng eroplano ng pag-ikot ng tornilyo at ang chord ng profile. Halaga φ tinutukoy ang halaga ng pitch para sa isang ibinigay na radius ng turnilyo h bilang ang distansya ng isang propeller ay maglakbay sa isang matigas na daluyan sa isang rebolusyon

h=2r tgφ n s ,

saan n s ay ang bilang ng mga rebolusyon ng turnilyo bawat segundo.

Sa panahon ng pagpapatakbo ng mga turnilyo, ang halaga ng pitch ay hindi nasusukat, ngunit ang terminong "screw pitch" ay naging laganap.

Ang mga kinematic na katangian ng propeller ay ang circumferential, translational at nagresultang bilis ng seksyon ng talim, ang mga anggulo ng pag-atake at pag-agos ng daloy, ang koepisyent ng bilis. Sa paglipad, ang seksyon ng talim ng propeller ay umiikot nang may peripheral na bilis U=ωr=2pl s r at sumusulong sa bilis ng paglipad v. Bilang karagdagan sa mga pangunahing ito

velocities, inductive suction at twisting velocities lumitaw sa eroplano ng pag-ikot, na hindi isinasaalang-alang dito para sa pagiging simple. Sa kasong ito, ang nagresultang bilis W ay tinutukoy ng formula

Direksyon ng bilis W bumubuo ng isang anggulo ng pag-atake α na may profile chord, at may bilis U jet inflow angle β. Pagkatapos

φ=a+β,

β=arc tg =arc tg .

Sa patuloy na mga halaga ng bilis ng pagsasalin V at anggulo ng pag-install φ na may pagtaas sa radius ng seksyon ng talim, bumababa ang anggulo β, at ang anggulo a nadadagdagan.

Upang ang bawat seksyon ng talim ay nasa parehong pinaka-kapaki-pakinabang na anggulo ng pag-atake a walang muwang (kung saan ang lift-to-drag ratio ay maximum), ito ay kinakailangan na may pagbaba sa anggulo β bawasan ang anggulo ng pag-install φ . Samakatuwid, sa talim ng propeller, ang mga anggulo ng pag-install sa bahagi ng ugat (sa puwit) ay ang pinakamalaki, at patungo sa dulo ng talim ay bumababa sila (Larawan 4.6). Ang ganitong pamamahagi ng mga anggulo ng pag-install ng mga seksyon ng talim ay tinatawag na geometric twist. Ang twist ay dapat magbigay ng kundisyon a=φ-β=const=isang walang muwang.

Upang matukoy ang dami ng twist ng talim, ang konsepto ng kamag-anak na twist ng seksyon ng talim ay ginagamit (Larawan 4.7), paghahambing ng anggulo φ pag-install ng anumang seksyon ng talim na may anggulo ng pag-install ng seksyon na matatagpuan sa = 0.75 at tinukoy bilang φ 0.75: =φ - φ 0.75. Ang kabuuang twist ng talim ay tinutukoy ng pagkakaiba sa mga anggulo ng pag-install sa simula ng gumaganang bahagi ng talim φro at sa dulo ng talim φ R. Dahil nagbabago ang anggulo ng pag-install ng talim kasama ang radius ng propeller, sinusukat ito sa nominal radius r nom. Ibig sabihin r nom karaniwang kinuha katumbas ng 1000 mm para sa mga turnilyo na may D<4 м и 1600 мм для винтов с D>4 m

Sa patuloy na mga halaga ng anggulo ng pag-install ng seksyon ng talim ( β at circumferential flight blade U) ang anggulo ng pag-atake ay nag-iiba sa bilis ng hangin. Habang tumataas ang bilis V anggulo ng pag-atake a bumababa, at may pagbaba V- nadadagdagan. Upang baguhin ang bilis ng flight, ang anggulo ng pag-atake a nanatiling pare-pareho, kinakailangang baguhin ang anggulo ng pag-install ng talim (Larawan 4.8).

Ito ay posible sa pamamagitan ng pag-ikot ng talim sa propeller hub na may kaugnayan sa sarili nitong axis ng propeller. Sa kaso ng VFS, ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagtaas ng circumferential speed U(pagtaas ng bilis ng propeller).

4.4. MGA KATANGIAN NG PROPELLER AERODYNAMIC

Ang aerodynamic na katangian ng propeller ay kinabibilangan ng thrust R, sandali ng paglaban M at kapangyarihan N kinakailangan upang paikutin ang tornilyo, at ang kahusayan η sa

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang mga propeller blades, na nasa rotational at translational motion, ay may iba't ibang bilis ng paggalaw na may kaugnayan sa paparating na daloy ng hangin. Isinasaalang-alang ang dalawang seksyon ng talim (tingnan ang Fig. 4.9) sa radii r At r+Δ r at ang bahagi ng talim na nakuha sa pagitan ng mga seksyong ito ay tinatawag elemento ng talim sa radius r. Ang lugar ng elemento ng talim na ito ay magiging dS=bdr.

Sa baligtad na paggalaw, ang tinukoy na elemento ng talim ay napapailalim sa isang daloy na may bilis V parallel sa axis ng turnilyo, at, pangalawa, ang daloy na may bilis U sa isang direksyon na patayo sa bilis V, na nagbibigay ng nagresultang bilis W- ang bilis ng daloy sa elemento ng talim. Anggulo sa pagitan ng vector W at ang chord ng seksyon ay ang anggulo ng pag-atake ng seksyon α .

Sulok φ sa pagitan ng chord ng seksyon at ng vector U(o, na kung saan ay din ang eroplano ng pag-ikot ng propeller) ay ang anggulo ng pag-install ng seksyon ng talim, at ang anggulo β sa pagitan ng mga vector ng bilis U At W- anggulo ng diskarte. Ang nasabing elemento ng talim ay maaaring ituring bilang isang pakpak at maaaring mailapat dito ang mga pangkalahatang aerodynamic na formula.

Lift force para sa blade element:

dY=C y d S ,(4.1)

at kaladkarin

dX=C x dS. (4.2)

Tulad ng nalalaman mula sa aerodynamics, ang drag coefficient C x depende sa relative span ng wing. Ano ang relatibong hanay na dapat gawin sa kasong ito? Sa unang tingin, tila isang walang katapusang saklaw ang dapat gamitin; ngunit, gaya ng nalalaman mula sa aerodynamics, ang naturang pakpak ay hindi magkakaroon ng inductive drag. Samakatuwid, hindi ito magiging sanhi ng inductive velocities, na salungat sa kung ano ang dapat na nasa jet ng isang perpektong propeller. Kaya, kung kukunin natin ang elemento ng talim bilang isang pakpak ng walang katapusang span, kung gayon dapat mahanap ng isa ang bilis na dulot ng tornilyo sa ibang paraan, at pagkatapos ay dapat kunin ang tatsulok ng mga bilis sa seksyon ng talim, tulad ng ipinapakita. sa Fig. 4.5. Upang magamit ang mga formula na ito upang matukoy ang thrust at kapangyarihan ng elemento ng talim, dapat isa sa kanila ang C y At C x para sa ilang kathang-isip na kamag-anak na hanay, at isaalang-alang na ang elemento ay gumagana sa talim sa paghihiwalay - nang walang anumang impluwensya ng mga kalapit na elemento. Dagdag pa, dapat itong ipagpalagay na ang epekto ng daloy sa naturang elemento, sa kabila ng katotohanan na ito ay gumagalaw kasama ang isang helical trajectory, ay katulad ng epekto ng daloy sa isang pakpak na sumusulong. Ang huling pagpapalagay na ito ay karaniwang tinatawag na hypothesis ng mga patag na seksyon.

dY= C y b dr(4.3)

dX= C x b dr(4.4)

Ang mga ganap na halaga ng mga linear na sukat ng talim ay ipinahayag sa kamag-anak na anyo:

b= D, r= At dr=d

Express W sa pamamagitan ng U At β.

U=ώr=2πn s r= πn s(4.5)

W 2 ==(4.6)

Mga halaga ng elemental lifting force dY at pwersa ng paglaban dX isinasaalang-alang ang (4.6), mayroon kaming:

dY=Cy=Cy(4.7)

dX=C x = C x (4.8)

Idisenyo natin ang puwersa ng pag-aangat at pag-drag ng elemento upang mahulog sa dalawang magkaparehong patayo na direksyon - sa direksyon na parallel sa axis ng tornilyo, at sa direksyon na tumutugma sa eroplano ng pag-ikot ng tornilyo (Fig. 4.10).

Projection dY nagbibigay ng thrust sa propeller axis dP elemento ng talim:

dP=dYcosβ-dXsinβ= ()(4.9)

Projection dX sa eroplano ng pag-ikot ng tornilyo ay nagbibigay ng lakas ng paglaban sa pag-ikot ng elementong ito:

dT=dYsinβ+dXcosβ= () (4.10)

Torque ng paglaban sa pag-ikot dM elemento ng talim:

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

Kinakailangan ang kapangyarihan ng pag-ikot dN elemento ng talim:

dN=dM ω= dM 2πn s = ( ) (4.12)

Pangkalahatang tulak R at kapangyarihan N para sa turnilyo na may i ang mga blades ay ipinahayag ng kaukulang integral dependences ng mga expression (4.9) at (4.12):

P= () . (4.13)

N= () . (4.14)

Sa mga formula (4.13) at (4.14), ang mga integrand ay mga variable na function depende sa geometric at aerodynamic na katangian ng propeller blade, at tinutukoy ang mga ito nang naaayon. C R ay ang thrust coefficient at C N ay ang power factor, nakukuha natin ang huling expression para sa thrust at power:

P= C P ρn 2 D 4 ,(4.15)

N= C N ρn 3 D 5 ,(4.16)

Ang kahusayan ng tornilyo η sa maaaring isulat bilang:

η sa = = = = λ= π (4.17)

Ang kaugnay na bilis ay ang ratio ng bilis ng libreng stream sa circumferential speed sa dulo ng blade:

kanin. 4.11a. Aerodynamic na katangian ng propeller

Dito ang ratio ay tinatawag na screw pitch (translational movement ng screw sa isang compliant medium), at =λ- relative pitch, pagkatapos ay: λ=π .

Kapag pumipili ng propeller at sa panahon ng aerodynamic na pagkalkula ng isang sasakyang panghimpapawid, ang kapangyarihan na ipinadala ng engine sa propeller ay nakatakda, at ang kaalaman lamang sa kahusayan ng propeller ay kinakailangan din - ang propeller thrust ay karaniwang hindi ginagamit sa aerodynamic na mga kalkulasyon. Ito ay maginhawa upang pagsamahin ang mga kurba С N at η upang ang kaukulang mga halaga ay naka-plot sa mga kurba С N – η, pagkatapos ay ang diagram na ipinapakita sa Fig. 4.11a.

Dito, ang λ ay naka-plot kasama ang abscissa, C N kasama ang ordinate; ang mga curve C N ay matatagpuan ayon sa parameter ng anggulo ng pag-install ng tornilyo φ; sa mga kurba ng C N, ang mga punto ng katumbas na kahusayan ng propeller ay naka-plot, kapag nakakonekta, ang mga kurba ng parehong kahusayan ay nabuo. Tulad ng nakikita mo, ang mga kurba ng parehong kahusayan ay sarado at bumalandra sa kaukulang C N curves nang dalawang beses. Ang core ng mga closed curve na ito ay tumutugma sa pinakamataas na halaga ng kahusayan. Ang ganitong diagram ay tinatawag na aerodynamic na katangian ng propeller. Dapat ipahiwatig ng diagram ang mga kondisyon ng pagsubok, ibig sabihin, ang uri ng screw device, ang diameter ng screw na nasubok, ang uri ng turnilyo o geometry nito, ang hugis at sukat ng katawan sa likod ng turnilyo, ang daloy ng rate at ang bilang ng mga rebolusyon sa panahon ng pagsusulit. Ang diagram na ipinapakita sa fig. 197, ay ang pangunahing isa para sa pagpili ng mga turnilyo.

4.5. MGA OPERATING MODE

kanin. 4.12. Ang pagpapatakbo ng tornilyo sa lugar

Sa isang palaging anggulo ng talim j anggulo ng pag-atake niya α depende sa halaga ng bilis ng paglipad (tingnan ang Fig. 4.10). Habang tumataas ang bilis ng paglipad, bumababa ang anggulo ng pag-atake. Sa kasong ito, ang propeller ay sinasabing "magiging mas magaan", dahil ang sandali ng paglaban sa pag-ikot ng propeller ay bumababa, na nagiging sanhi ng pagtaas sa bilis ng pag-ikot nito. Sa isang pagbawas sa bilis ng paglipad, sa kabaligtaran, ang anggulo ng pag-atake ay tumataas at ang propeller ay nagiging "mas mabigat", ang dalas ng pag-ikot nito ay bumababa.

kapangyarihan ng propeller N at power factor C N ay itinuturing na positibo kapag ang torque mula sa aerodynamic forces ng propeller ay kabaligtaran sa direksyon ng pag-ikot nito.

Kung ang metalikang kuwintas ng mga puwersang ito ay nakadirekta sa direksyon ng pag-ikot ng tornilyo, ibig sabihin, ang puwersa ng paglaban sa pag-ikot T<0, мощность винта считается отрицательной.

Nasa ibaba ang pinakakaraniwang mga mode ng pagpapatakbo ng propeller.

Ang mode kung saan ang bilis ng pagsasalin V=0, kaya naman, λ At h sa katumbas ng zero ay tinatawag na mode tornilyo trabaho sa lugar(Larawan 4.12). Sa fig. 4.11 ang mode na ito ay tumutugma sa punto A, nasaan ang thrust coefficients ikasal at kapangyarihan C N karaniwang may pinakamataas na halaga. Anggulo ng talim ά kapag ang tornilyo ay nasa lugar, ito ay humigit-kumulang katumbas ng anggulo ng pag-install φ. kasi h sa = o, kung gayon ang tornilyo ay hindi gumagawa ng anumang kapaki-pakinabang na gawain kapag nagtatrabaho sa lugar.

Ang mode ng pagpapatakbo ng tornilyo, kapag ang positibong thrust ay nilikha sa pagkakaroon ng bilis ng pagsasalin, ay tinatawag propeller mode(fig.4.13). Ito ang pangunahin at pinakamahalagang paraan ng pagpapatakbo, na ginagamit sa panahon ng pag-taxi, pag-alis, pag-akyat, antas ng paglipad ng sasakyang panghimpapawid at bahagyang sa pagbaba at paglapag. Sa fig. 4.11 ang flight mode na ito ay tumutugma sa seksyon ab. Habang tumataas ang relatibong hakbang na λ, bumababa ang mga halaga ng thrust at power coefficient. Sa kasong ito, ang kahusayan ng tornilyo ay unang tumataas, na umaabot sa isang maximum sa isang tiyak na punto b, at pagkatapos ay bumagsak.

Dot b nailalarawan ang pinakamainam na mode ng pagpapatakbo ng propeller para sa isang naibigay na halaga ng anggulo ng pag-install ng mga blades j. Kaya, ang propeller mode ng pagpapatakbo ng propeller ay tumutugma sa mga positibong halaga ng mga coefficient C P, C N At h sa. Karaniwang nangyayari ang mga kundisyon ng paglipad na ito kapag bumaba ang sasakyang panghimpapawid. Sa mga power plant na may VFSh, posible ang pag-ikot ng propeller.

Fig.4.15. Ang operasyon ng propeller sa braking mode

Ang mode ng operasyon kung saan ang propeller ay hindi lumikha ng alinman sa positibo o negatibong thrust (paglaban) ay tinatawag zero thrust mode. Sa mode na ito, ang tornilyo ay tila malayang naka-screw sa hangin, nang hindi ibinabalik ito at hindi lumilikha ng thrust (Larawan 4.14). Ang zero thrust mode sa fig. 4.11 match point V. Puwersa ng resulta dR lalabas sa ikatlong kuwadrante. Dito, ang thrust coefficient C p at kahusayan ng propeller h sa ay katumbas ng zero. Power factor C N ay may ilang positibong halaga, na tumutugma sa mga gastos sa enerhiya upang madaig ang pag-ikot ng tornilyo. Ang anggulo ng pag-atake ng mga blades sa kasong ito, bilang panuntunan, ay medyo mas mababa sa zero.

Ang mode ng pagpapatakbo ng propeller, kapag ang negatibong thrust (paglaban) ay nilikha na may positibong kapangyarihan sa motor shaft, ay tinatawag mode ng pagpepreno, o ang braking mode ng turnilyo (Fig. 4.15). Sa mode na ito, ang anggulo ng pag-agos ng mga jet β higit pang anggulo ng pag-install φ , ibig sabihin. talim anggulo ng pag-atake α- negatibo ang halaga. Sa kasong ito, ang daloy ng hangin ay nagbibigay ng presyon sa likod ng talim, na lumilikha ng negatibong tulak, dahil. resultang puwersa dR lilitaw sa ikatlong kuwadrante. Sa Fig. 4.11, ang mode na ito ng pagpapatakbo ng turnilyo ay tumutugma sa seksyon na nakapaloob sa pagitan ng mga punto V At G, kung saan ang mga coefficient ikasal At η sa may mga negatibong halaga, at ang mga halaga ng koepisyent C N baguhin mula sa ilang positibong halaga sa zero.

Fig.4.16 Propeller operation sa autorotation mode

Tulad ng sa nakaraang kaso, upang mapagtagumpayan ang sandali ng paglaban sa pag-ikot ng propeller, kinakailangan ang isang tiyak na lakas ng engine. Ang negatibong propeller thrust ay ginagamit upang paikliin ang landing run. Upang gawin ito, ang mga blades ay espesyal na inilipat sa pinakamababang anggulo ng pag-install. φmin, kung saan sa panahon ng pagtakbo ng sasakyang panghimpapawid ang anggulo ng pag-atake α negatibo.

Ang mode ng operasyon, kapag ang kapangyarihan sa motor shaft ay zero at ang propeller ay umiikot dahil sa enerhiya ng paparating na daloy (sa ilalim ng pagkilos ng aerodynamic forces na inilapat sa mga blades), ay tinatawag na mode ng autorotation(Larawan 4.16). Ang makina ay nagkakaroon ng lakas N, kinakailangan lamang upang mapagtagumpayan ang mga panloob na pwersa at mga sandali ng paglaban na nabuo sa panahon ng pag-ikot ng tornilyo.

Puwersa ng resulta dR=-dP mahigpit na nakatuon sa kahabaan ng axis ng pag-ikot ng propeller at nakadirekta laban sa paglipad ng sasakyang panghimpapawid. Sa fig. 4.11 ang mode na ito ay tumutugma sa punto G. Ang propeller thrust, tulad ng sa braking mode, ay negatibo.

kanin. 4.17. Ang operasyon ng wind turbine

Ang mode ng pagpapatakbo, kung saan negatibo ang kapangyarihan sa motor shaft, at ang turnilyo ay umiikot dahil sa enerhiya ng paparating na daloy, ay tinatawag mode ng windmill(Larawan 4.17). Sa mode na ito, ang tornilyo ay hindi lamang kumonsumo ng kapangyarihan ng engine, ngunit mismo ay umiikot sa baras ng makina dahil sa enerhiya ng paparating na daloy. Sa fig. 4.11 ang mode na ito ay tumutugma sa seksyon sa kanan ng punto G at pagkatapos, isinasaalang-alang ang tornilyo bilang isang mapagkukunan ng enerhiya, h sa> 0

Windmill mode ay ginagamit upang simulan ang isang tumigil na makina sa paglipad. Sa kasong ito, ang motor shaft ay umiikot hanggang sa bilis na kinakailangan para sa pagsisimula, nang hindi nangangailangan ng mga espesyal na panimulang aparato.

Ang pagbabawas ng sasakyang panghimpapawid sa panahon ng pagtakbo ay isinasagawa sa pamamagitan ng paglilipat ng mga blades ng propeller sa pinakamababang anggulo ng pag-install at nagsisimula sa mode ng windmill, na sunud-sunod na dumadaan sa mga yugto, autorotation, braking, zero thrust mode. Sa pagbaba sa bilis ng pagtakbo, ang propeller ay nagsisimulang gumana sa minimum na thrust mode.

4.6. CLASSIFICATION NG VARIABLE PITCH PROPELLERS

Noong nakaraan, ipinakita na ang halaga ng anggulo ng pag-atake ng mga blades sa isang pare-pareho ang anggulo ng pag-install φ depende sa airspeed. Sa VFS sa mababang bilis ng paglipad (takeoff), ang mga anggulo ng pag-atake ng mga seksyon ng talim ay malapit sa mga anggulo ng pag-install ng mga blades, na nagiging sanhi ng propeller na maging "mabigat". Sa kasong ito, ang lakas ng makina ay hindi sapat upang paikutin ang propeller hanggang sa pag-alis (maximum) na bilis. Sa antas ng paglipad sa isang mataas na bilis ng pasulong, ang anggulo ng pag-atake ng mga blades ay maaaring bumaba nang malaki, na lilikha ng labis na lakas ng makina (kumpara sa propeller), na hahantong sa pagtaas ng mga rebolusyon sa hindi katanggap-tanggap na mataas na mga halaga kung saan ang ang pagiging maaasahan ng pagpapatakbo ng engine ay hindi natiyak.

Noong nakaraan, kapag ang saklaw ng mga bilis ng sasakyang panghimpapawid ay maliit, ginamit ang mga fixed-pitch propeller. Habang bumuti ang sasakyang panghimpapawid at tumaas ang hanay ng mga bilis ng paglipad, ang pangangailangan para sa mga variable na pitch propeller ay lumitaw. Ang unang VIS ay may medyo maliit na hanay ng mga anggulo ng talim, na karaniwang hindi lalampas sa 10°. Ang mga ito ay, bilang isang panuntunan, dalawang-pitch screws. Ang take-off at pag-akyat sa kasong ito ay isinasagawa sa isang maliit na anggulo ng pag-install (maliit na hakbang), na naging posible upang makuha ang bilis ng rotor ng engine ng take-off kapag nagtatrabaho sa lugar. Kapag lumipat sa pahalang na paglipad, ang mga blades ay inilipat sa isang malaking pitch gamit ang mga espesyal na mekanismo.

Sa karagdagang pagtaas sa hanay ng mga bilis ng paglipad ng sasakyang panghimpapawid at, dahil dito, na may pagtaas sa hanay ng mga anggulo ng talim, ang mga propeller na may mga awtomatikong sistema ng kontrol ng bilis ay nagsimulang gamitin sa pamamagitan ng pagbabago ng anggulo ng pag-install depende sa mode ng paglipad.

Depende sa pinagmumulan ng enerhiya para sa sapilitang paggalaw ng mga blades na nauugnay sa kanilang mga longitudinal axes, ang VIS ay nahahati sa:

Mekanikal (kinuha ang enerhiya mula sa makina gamit ang mekanismo ng kaugalian ng gear o mula sa pagsisikap ng piloto);

Electric, kung saan ang paggalaw ng mga blades ay isinasagawa sa tulong ng isang de-koryenteng motor na inilagay sa spinner ng tornilyo at konektado sa mga butts ng mga blades sa pamamagitan ng isang bevel gear;

Hydraulic, kung saan ang elemento ng kapangyarihan ay isang haydroliko na piston sa coque ng tornilyo, ang paggalaw ng pagsasalin na kung saan ay na-convert ng isang mekanismo ng pihitan sa pag-ikot ng paggalaw ng mga blades.

Ang regulasyon ng VIS ay nakabatay sa pagpapanatili ng pare-parehong mga rebolusyon ng propeller (engine), anuman ang nabuong lakas ng makina, sa pamamagitan ng pagbabago ng anggulo ng mga blades gamit ang isang centrifugal regulator.

Kapag ang makina ay lumihis mula sa equilibrium mode sa direksyon ng higit na binuong kapangyarihan, ang isang pagtatangka na pataasin ang bilis nito ay napipigilan sa pamamagitan ng pagtatakda ng mga blades sa isang mas malaking anggulo. Sa kasong ito, ang bilis ng pag-ikot ng tornilyo ay nananatili sa parehong antas (sa loob ng limitasyon ng pagpapaubaya) na may sabay-sabay na pagtaas ng thrust. Kung ang mode ay lumihis patungo sa pagbaba, ang proseso ng regulasyon ay napupunta sa kabaligtaran na direksyon.

Ang mga propeller na may ganitong mga sistema ng kontrol sa bilis ay tinatawag na mga awtomatikong air propeller. Sa istruktura, ang mga awtomatikong propeller ay napaka kumplikadong mga yunit, ang matagumpay na operasyon at pagpapanatili nito ay posible lamang kung ang mga prinsipyo ng kanilang operasyon at ang mga patakaran ng teknikal na operasyon ay lubusang pinag-aralan.

4.7. MGA PWERSA AT SANDALI NA KUMILOS SA BLADES

Mga puwersa ng sentripugal ng mga blades at ang kanilang mga sandali

Sa cross section ng isang di-makatwirang radius ng talim, pipiliin namin ang pagtatapos ng elementarya. Kapag umiikot ang propeller, kumikilos ang mga puwersa ng sentripugal sa mga elementong ito ng talim, na nakadirekta sa radius mula sa axis ng pag-ikot at nakahiga sa eroplano ng pag-ikot ng mga elementong ito.

Mga vector ng sentripugal na pwersa dP c1 At dP c2 ang mga matinding bahagi ng elemento ng talim (Larawan 4.18) ay nakadirekta mula sa axis ng pag-ikot at patayo dito. Maaari silang mabulok sa kaukulang mga eroplano ng pag-ikot sa axial at normal na mga bahagi dK 1 ,dK 2 At df 1 , df 2. Ang mga huling pwersa ay ipinapakita din sa cross section ng talim.

Ang pagpapalawak ng mga vector ng sentripugal na puwersa para sa iba pang katulad na bahagi ng seksyon, na matatagpuan sa pagitan ng mga nangunguna at sumusunod na mga gilid sa loob ng parehong seksyon ng talim, ay nagbibigay ng isang diagram ng mga nakahalang bahagi ng mga puwersang sentripugal (Larawan 4.19) Ang mga nakahalang bahagi ng ang mga sentripugal na puwersa (Larawan 4.18) ay nagbabago ng kanilang direksyon kapag dumadaan sa blade axis. Pinapalitan ang mga puwersa ng isang direksyon ng katumbas na resulta dF 1 At dF 2 , makuha natin ang sandali M c mula sa mga nakahalang bahagi ng mga puwersa ng sentripugal, na may posibilidad na paikutin ang talim upang mabawasan ang anggulo ng pag-install.

Sa mga variable na pitch propeller, ang pag-ikot ng mga blades sa kinakailangang anggulo ng pag-install ay nangyayari na may kaugnayan sa mga axes na tumutugma sa mga axes ng butt (cylindrical) na mga bahagi ng mga blades.

Laki ng sandali M c, depende sa bilis ng propeller, materyal, mga geometric na sukat, mga anggulo ng pag-install at pag-twist ng talim.

Mga puwersa ng aerodynamic at ang kanilang mga sandali

Lumilitaw ang mga puwersa ng aerodynamic bilang resulta ng pagkilos ng daloy ng hangin sa talim at ipinamamahagi sa buong ibabaw nito. Ang gayong pamamaraan ng paglo-load ng talim ay maaaring ituring bilang isang sinag na mahigpit na naayos sa isang dulo, na napapailalim sa pagkilos ng isang ibinahagi na aerodynamic load, na lumilikha ng mga baluktot at torsional na sandali.

Ang resulta ng aerodynamic na puwersa ng elemento ng talim ay inilalapat sa gitna ng presyon, na kadalasang matatagpuan sa unahan ng axis ng pag-ikot ng talim (tingnan ang Fig. 4.5) at may posibilidad na i-on ang huli sa direksyon ng pagtaas ng pag-install anggulo. Ang laki ng kabuuang sandali ng mga puwersa ng aerodynamic ng talim para sa isang naibigay na propeller ay nakasalalay sa mga anggulo ng pag-atake ng talim at ang laki ng nagresultang bilis ng paparating na daloy. Ang halaga ng sandali ng mga puwersa ng aerodynamic ay maliit.

Sa mga negatibong anggulo ng pag-atake ng mga blades, ang direksyon ng resultang puwersa ay nagbabago upang ang mga torque ng mga puwersa ng aerodynamic sa kasong ito ay may posibilidad na iikot ang mga blades sa direksyon ng pagbaba ng anggulo ng pag-install.

Mga puwersang sentripugal ng mga counterweight at ang kanilang mga sandali

Karaniwan, ang halaga ng metalikang kuwintas mula sa mga puwersa ng aerodynamic ay maliit, kaya hindi ito magagamit bilang isang independiyenteng mapagkukunan ng enerhiya upang i-on ang mga blades sa direksyon ng pagtaas ng anggulo ng pag-install. Sa pagsasaalang-alang na ito, sa ilang mga variable-pitch propeller, ang mga espesyal na counterweight (mga timbang) ay karagdagang naka-install, na naayos sa mga bahagi ng butt ng mga blades sa tulong ng mga bracket (Fig. 4.20).

Kapag umiikot ang tornilyo, bumangon ang mga sentripugal na pwersa ng mga counterweight R p, nakadirekta mula sa axis ng pag-ikot. Ang mga counterweight na may kaugnayan sa mga blades ay inilalagay sa paraang ang mga bahagi P n sa balikat h nilikha blade torque M c \u003d R nf h, naghahanap upang i-on ang talim sa direksyon ng pagtaas ng anggulo ng pag-install. Halaga ng metalikang kuwintas ng mga counterweight M c depende sa kanilang masa, distansya mula sa axis ng pag-ikot, balikat h at bilis ng turnilyo. Ang lahat ng mga parameter na ito ay pinili sa isang paraan na ang pinagsamang pagkilos ng dalawang torque mula sa mga sentripugal na puwersa ng counterweight at aerodynamic na pwersa ay nagsisiguro sa pag-ikot ng talim sa direksyon ng pagtaas ng anggulo ng pag-install na may kinakailangang intensity ng pag-ikot. Component R pc ang counterweight, na nakadirekta kasama ang talim, ay nagdudulot ng isang baluktot na sandali, na nakikita ng counterweight bracket.

4.8. OPERATING DIAGRAM NG PROPELLERS NA MAY HYDRAULIC MECHANISMS NG PAGPILIT NG BLADES

Sa kasalukuyan, sa propeller aviation, ang mga hydraulic propeller ay pinaka-malawak na ginagamit, kung saan ang pagbabago sa mga anggulo ng pag-install ng mga blades ay isinasagawa sa ilalim ng presyon ng langis. Ayon sa prinsipyo ng operasyon, nahahati sila sa dalawang panig at isang panig na mga tornilyo. Sa hydraulic one-way screws, ang langis (mula sa engine cooling system) mula sa isang espesyal na high-pressure pump ay ibinibigay sa isa sa mga cavity ng hydraulic cylinder sa pamamagitan ng spool ng centrifugal regulator. Ang isa pang lukab ay permanenteng konektado sa linya ng paagusan, na nagsisilbing sistema ng power supply ng engine ( R m)

Single sided reverse action screw

Ang kinematic diagram ng propeller (tingnan ang Fig. 4.21) ay ginawa sa paraang ang pagtaas sa anggulo ng pag-install ng mga blades ay nangyayari kapag ang piston 2 ay gumagalaw sa kanan, kapag ang presyon sa cavity A ay lumampas sa presyon sa cavity B. Ang pagbaba sa anggulo ng pag-install ay isinasagawa sa ilalim ng pagkilos ng sandali mula sa mga nakahalang bahagi ng mga puwersang sentripugal ng talim M c / b sa pamamagitan ng pag-draining ng langis mula sa cavity A ng hydraulic cylinder.

Sa pangkalahatang kaso, ang mga sumusunod na sandali ay kumikilos sa talim: M c / b- ang sandali mula sa mga nakahalang bahagi ng mga puwersa ng sentripugal, na naglalayong bawasan ang anggulo ng pag-install ng talim j; ang sandali mula sa aerodynamic forces ay nakadirekta dito Galit at ang metalikang kuwintas na kumikilos sa parehong direksyon mula sa presyon sa lukab A sa piston - M A.

Sa mode ng balanse, kapag binabalanse ng spring 7 ang puwersa mula sa centrifugal weights 6, isinasara ng balikat ng spool 5 ang cavity A ng cylinder 1 at lumilikha ng hydraulic seal dito, na nakikita ang puwersa mula sa M c\b at ang talim ay nasa isang nakapirming posisyon.

Sa kaso ng pagtaas ng lakas ng engine (tinataas ang supply ng gasolina), habang pinapanatili ang parehong pagkonsumo ng kuryente ng propeller, isang pagtaas sa bilis ng engine ay magaganap. Ito ay magdudulot ng pagtaas sa mga puwersang sentripugal ng mga timbang 6 at ang spool 5 ay magpapahintulot sa langis na makapasok sa lukab A. Sa kasong ito M A+M a\d > M c\b, na magiging sanhi ng paggalaw ng talim sa mas malaking anggulo j. Sa pagtaas ng pagkonsumo ng kuryente ng propeller, ang dalas ng pag-ikot nito ay bumababa sa isang paunang natukoy na halaga at isang equilibrium mode ay naitatag.

Sa pagbaba ng lakas ng engine (pagbawas ng supply ng gasolina), ang proseso ay nangyayari sa reverse order. Ang isang tampok ng naturang mga turnilyo ay ang kanilang kamag-anak na pagiging simple ng disenyo. Kasama sa mga kawalan ang posibilidad ng pag-ikot ng tornilyo sa kaso ng paglabag sa higpit ng cavity A ng hydraulic cylinder. Sa ilalim ng impluwensiya M c\b ang mga blades ay maaaring lumipat sa pinakamababang anggulo ng setting. Sa layuning ito, kinakailangan na magbigay ng mga espesyal na paghinto sa disenyo ng tornilyo, na hindi kasama ang paggalaw ng piston kapag ang lukab A ay depressurized.

Single sided direct acting screw ay may mekanismo para sa pagpihit ng mga blades na may one-way na supply ng langis. Sa loob nito, ang puwersa ng presyon ng langis ay ginagamit lamang upang ilipat ang mga blades sa isang pagbawas sa mga anggulo ng pag-install (Larawan 4.22).

Upang ilipat ang mga blades sa isang pagtaas sa mga anggulo ng pag-install, ang mga counterweight ay ginagamit upang ang sandali mula sa mga nakahalang bahagi ng mga puwersang sentripugal M g itinuro sa tapat M c / b. Kaya, sa direksyon ng pagbaba ng anggulo ng pag-install, ang mga blades ay lumiliko kapag ang mga sumusunod na hindi pagkakapantay-pantay ay natupad: M A + M c / b > M gr. + M a / d.

Sa kasong ito, ang langis ay ibinibigay sa lukab A sa pamamagitan ng spool channel ng centrifugal regulator.

Ang mga blades sa direksyon ng pagtaas ng anggulo ng pag-install ay pinaikot sa ilalim ng kondisyon: M gr. + M a / d > M A + M c / b, na nagaganap kapag nag-draining ng langis mula sa lukab A sa crankcase ng makina dahil sa pataas na paggalaw ng spool dahil sa tumaas na puwersa ng sentripugal ng mga timbang ng regulator. Ang paggamit ng mga counterweight sa mekanismo ng pag-ikot ng talim ay may malaking kahalagahan sa pagtiyak ng kaligtasan ng paglipad na may pagbaba ng presyon sa sistema ng langis. Sa kasong ito, ang posibilidad na iikot ang mga blades ng propeller patungo sa maliliit na anggulo ng pag-install, at, dahil dito, ang pag-ikot ng propeller at ang hitsura ng negatibong thrust, ay hindi kasama. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng mga counterweight ay nagpapataas ng masa ng propeller.

SA double acting screws Ang presyon ng langis ay ginagamit kapwa upang taasan at bawasan ang anggulo ng pag-install ng mga blades (Larawan 4.23), depende sa posisyon ng spool 5, ang langis mula sa pump ay maaaring pumasok sa parehong cavity A at cavity B ng cylinder. Ang piston ay konektado sa talim sa paraang sa panahon ng paggalaw nito sa pagsasalin ang talim ay iikot sa axis nito.

Kung ang langis mula sa bomba ay pumasok sa lukab A, pagkatapos ay mula sa lukab B ito ay magsasama. Pagkatapos ang ratio ng sandali ay:

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

saan M A - A.

Sa kasong ito, ang anggulo ng pag-install ng mga blades ay tataas. Kapag ang langis ay ibinibigay sa cavity B mula sa cavity A, ang langis ay maubos at ang anggulo ng pag-install ng mga blades ay bababa. Ang ratio ng mga sandali sa kasong ito ay magiging

M A + M a / d,< М Б + М ц/б ,

saan m B - sandali na nilikha ng puwersa ng presyon ng langis sa lukab B.

Mula sa pagsasaalang-alang sa gawain ng mga double-acting screws, makikita na ang mga sandali na nilikha ng puwersa ng presyon ng langis ay nakokontrol. Ang mga ito ay tinutukoy ng posisyon ng spool 5 . Mga sandali Galit, At M c / b, permanenteng gumagana, at hindi makokontrol.

4.9. JOINT OPERATION NG SCREW AT REGULATOR

Sa modernong sasakyang panghimpapawid na may isang teatro ng mga operasyon, ang mga awtomatikong propeller lamang ang ginagamit, kung saan, sa mga sistema ng kontrol na tinalakay sa itaas, ang mga controllers ng bilis na may sensor ng uri ng centrifugal ay naka-install (Larawan 4.21). Ang layunin ng mga regulator ay, na nagtatrabaho kasabay ng VIS, ay awtomatikong mapanatili ang isang naibigay na dalas ng pag-ikot ng motor rotor constant. Itinatakda ito ng antas ng compression ng regulator spring gamit ang setting mechanism 7 .

Ipagpalagay natin na ang regulator ay nabigyan na ng tiyak na bilis. Awtomatiko itong pinananatili ng isang permanenteng sistema ng screw-adjuster gaya ng mga sumusunod. Sa panahon ng pagpapatakbo ng makina, dalawang puwersa ang patuloy na kumikilos sa spool 5 ng regulator: ang nababanat na puwersa ng spring 7, na may posibilidad na ibaba ang spool pababa, at ang centrifugal na puwersa ng mga timbang 6 , naghahanap upang itaas ang spool up. Kung ang makina ay tumatakbo sa isang matatag na estado, kapag ang bilis ng pag-ikot ay pinananatiling pare-pareho, ang spool 5 ay nasa neutral na posisyon (ang mga daanan ng langis ay hinaharangan ng mga spool flanges), at ang isang balanse ay itinatag sa pagitan ng nababanat na puwersa ng tagsibol at ang sentripugal na puwersa ng mga timbang. Ang dalas ng pag-ikot ng rotor ng engine na naaayon sa posisyon na ito ay tinatawag na equilibrium o set. Malinaw, kung mas pinipiga ang spring, mas malaki ang mga sentripugal na puwersa ng mga timbang ay kinakailangan, at, dahil dito, mas malaki ang dalas ng pag-ikot ng rotor ng engine upang hawakan ang spool sa neutral na posisyon at vice versa.

Ipagpalagay na ngayon na ang bilis ng rotor ng engine ay nagbago para sa ilang kadahilanan, halimbawa, tumaas. Malinaw, ito ay posible alinman sa isang pagtaas sa kapangyarihan na binuo ng engine, o sa isang pagbawas sa kapangyarihan na hinihigop ng propeller.

Isaalang-alang natin ang pinakasimpleng kaso - isang pagtaas sa kapangyarihan ng engine sa pamamagitan ng pagtaas ng supply ng gasolina (kapag inilipat ang control lever ng engine (THROD) pasulong). Sa kasong ito, ang pagkakapantay-pantay ng kapangyarihan ng engine at ang propeller ay nilabag, bilang isang resulta kung saan ang dalas ng pag-ikot ng rotor ng engine ay tumataas. Ang centrifugal speed controller ay tumutugon dito, na dapat panatilihin itong pare-pareho. Sa pagtaas ng bilis ng pag-ikot, ang sentripugal na puwersa ng mga timbang ay tumataas ng 6 , na, sa pagdaig sa nababanat na puwersa ng tagsibol, iangat ang spool 5 pataas. Sa kasong ito, ang mataas na presyon ng langis ay papasok sa lukab A, at mula sa lukab B ito ay maubos sa makina.

Sa pamamagitan ng mga sandali ng puwersa ng presyon ng langis at mga puwersa ng aerodynamic, ang mga blades ay liliko sa direksyon ng pagtaas ng anggulo ng pag-install, habang dinadaig ang sandali ng mga nakahalang bahagi ng mga puwersang sentripugal ng mga blades. Kaya, ang tornilyo ay "magiging mas mabigat", ang sandali ng paglaban nito sa pag-ikot ay tataas, at, dahil dito, ang kapangyarihan na natupok nito ay tataas din. Ang proseso ng paghigpit ng tornilyo ay magpapatuloy hanggang sa maibalik ang itinakdang bilis, kapag, habang bumababa ang mga puwersa ng sentripugal ng mga timbang, ang regulator spool ay ibabalik sa neutral na posisyon ng tagsibol at harangan ang mga channel ng langis.

Sa pagbaba ng lakas ng makina (dahil sa pagbawas sa supply ng gasolina), ang kabaligtaran na larawan ay mapapansin. Ang bilis ng rotor ng engine ay magsisimulang bumaba, mula sa kung saan ang nababanat na puwersa ng tagsibol, na pagtagumpayan ang mga puwersa ng sentripugal ng mga timbang, ay ibababa ang spool pababa. Sa kasong ito, ang langis mula sa bomba ay pumapasok sa lukab B, at mula sa lukab A umaagos ito sa makina. Ang mga blades ng propeller sa ilalim ng pagkilos ng sandali ng puwersa ng presyon ng langis (sa lukab B) at mga sandali ng transverse centrifugal forces, na lumalampas sa mga sandali ng aerodynamic forces, ay liliko sa direksyon ng pagbaba ng mga anggulo ng pag-install. Ang tornilyo ay ginawang mas magaan, dahil ang kapangyarihan na natupok nito ay bumababa. Ang proseso ng pagpapagaan ng tornilyo ay magtatapos kapag ang itinakdang bilis ay naibalik at ang spool ay bumalik sa neutral na posisyon.

Mga katangian ng throttle ng propeller.

Ang inilarawan na proseso ng pag-regulate ng bilis ng pag-ikot kapag binabago ang supply ng gasolina ay ipinapakita sa mga graph (Fig. 4.24), na nagpapakita ng mga dependences ng engine at propeller power sa bilis sa iba't ibang pagkonsumo ng gasolina.

Binuo ang lakas ng makina N dv ay may (na may isang tiyak na error) isang pag-asa sa batas ng kapangyarihan sa bilis ng pag-ikot: N motor ~ n (2…3) Habang ang pagkonsumo ng kuryente ng tornilyo N sa ay may mas mataas na pag-asa sa turnover nito: N sa ~ n 5 . Ang paunang mode ng pagpapatakbo ng power plant ay ang punto ng intersection ng engine power curve na naaayon sa fuel consumption Q T 0, na may power curve ng propeller, ang mga blades nito ay naka-install sa isang anggulo φ 0 . Ang steady state na operasyon ng planta ng kuryente ay tumutugma sa bilis ng pag-ikot n 0 . Sa pagtaas ng supply ng gasolina, ang katangian ng lakas ng makina ay magiging mas mataas kaysa sa orihinal (ipinapakita ng isang tuldok na linya Q T 1>Q T 0) dahil sa mas mataas na temperatura ng gas sa harap ng turbine. Tulad ng makikita mula sa graph, ang intersection ng propeller power curve sa φ 0 at lakas ng makina sa Q T 1>Q T 0 tumutugma sa bilis ng pag-ikot na mas malaki n 0 . Sa kasong ito, ang sentripugal regulator, na tinitiyak ang isang palaging bilis, ay muling ayusin ang mga blades sa isang mas malaking anggulo ng pag-install φ 1(dashed power curve, propellers at φ 1>φ 0 ), na magdudulot ng pagbaba sa bilis, sa naunang itinakda n 0.

Kaya, na may pagtaas sa supply ng gasolina, at, dahil dito, sa pagtaas ng lakas ng engine, ang propeller ay magiging mas mabigat, ibig sabihin, ang anggulo ng pag-install ng mga blades ay tumataas at ang thrust ay tumataas. Kapag ang supply ng gasolina ay nabawasan, sa kabaligtaran, ang regulator, na nagpapanatili ng isang naibigay na bilis, ay inililipat ang mga blades sa mas maliit na mga anggulo ng pag-install, sa gayon ay binabawasan ang engine thrust. Ang husay na katangian ng pagbabago sa anggulo ng pag-install ng mga blades φ mula sa supply ng gasolina Q T sa makina ay ipinapakita sa Figure 4.25.

Bilis na katangian ng propeller.

Isaalang-alang natin ngayon ang pagpapatakbo ng propeller-regulator system na may pagbabago sa bilis ng paglipad at patuloy na supply ng gasolina sa makina. Ipagpalagay na ang isang sasakyang panghimpapawid ay lumilipat mula sa pag-akyat patungo sa antas ng paglipad, o mula sa antas na paglipad patungo sa pagbaba. Sa parehong mga kaso, ang bilis ng paglipad ay tataas sa patuloy na supply ng gasolina.

Sa fig. 4.26 ay nagpapakita ng mga graph ng mga pagbabago sa magagamit na kapasidad ng mga gas turbine engine - N dv at kapangyarihang natupok ng propeller N sa depende sa bilis ng flight V. Sa rehiyon ng subsonic na bilis ng paglipad, ang kapangyarihan (pati na rin ang thrust) ng makina N dv na may pagtaas sa bilis ng paglipad ay bahagyang bumababa sa parehong oras N sa mas mabilis bumagsak. Sa bilis V0 gumagana ang engine-propeller system sa equilibrium mode ( N dv=N sa). Sa pagtaas ng bilis ng paglipad sa V 1 mayroong labis na kapangyarihan ( N dv > N c) nagiging sanhi ng pagtaas ng bilis ng propeller. Sa pagsisikap na panatilihin ang bilis sa isang naibigay na halaga, ililipat ng centrifugal speed controller ang mga blades sa malalaking anggulo ng pag-install φ 1 Magdudulot ito ng pagbaba ng bilis dahil sa mas malaking konsumo ng kuryente ng propeller. N sa (φ 1) at ang equilibrium na rehimen ay naibalik, ngunit sa malalaking halaga ng mga anggulo ng pitch ng talim.

Ang kalikasan ng pagbabago φ=f(V) ipinapakita sa graph sa Fig.4.27.

Kapag bumaba ang bilis ng paglipad, ang proseso ng kontrol ay nagpapatuloy sa reverse order. Sa isang pagbawas sa bilis ng paglipad, ang anggulo ng pag-atake ng mga blades ay tumataas, at, dahil dito, ang propeller ay nagiging "mas mabigat". Kasabay nito, bumababa ang bilis ng pag-ikot, at ang regulator, na sinusubukang mapanatili ang itinakdang halaga, ay inililipat ang mga blades sa mas maliit na mga anggulo ng pag-install.

Katangian ng altitude

Ang propeller-regulator system ay tutugon din sa isang pagbabago sa flight altitude, dahil ang mga katangian ng engine at ang propeller ay nagbabago sa taas.

Altitude na katangian ng teatro N motor \u003d f (h), na ipinapakita sa graph sa Fig. 4.28 (upper broken curve) ay may dalawang katangian na break. Sa lupa, ang lakas ng makina ay tinutukoy ng pinakamababang supply ng gasolina sa makina, na tumutugma sa kinakailangang lakas ng pag-alis. Sa hanay ng taas (0…h 1) pagpapanatili ng patuloy na kapangyarihan (N dv=const) sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura ng gas sa harap ng turbine sa pinakamataas na pinapayagan (pagtaas sa supply ng gasolina) T g max. Sa taas mula sa h1 dati h=11km mayroong pagbaba sa lakas ng makina. Sa hanay ng altitude na ito, ang pagbaba sa density ng hangin sa atmospera ay bahagyang nababawasan ng pagtaas sa antas ng air compression sa compressor, na nauugnay sa pagbaba sa temperatura ng atmospera ( N dv ~ρ (0.8...0.9)).

Sa mga altitude sa itaas ng 11 km, kung saan pare-pareho ang temperatura sa paligid, bumababa ang lakas ng engine sa proporsyon sa pagbaba ng density ng hangin ρ .

Ang kapangyarihan ng propeller, tulad ng sumusunod mula sa Fig. 4.28 (isang serye ng mga kurba para sa iba't ibang φ), ay bumababa sa elevation sa proporsyon sa pagbabago sa density ng hangin ρ .

Kung ipagpalagay natin na ang anggulo ng pitch ng mga blades ng propeller φ 0 sa lupa ay natugunan ang kondisyon N pinto=N sa., pagkatapos ay sa pagtaas ng flight altitude N pinto > N sa. Ang ganoong pagkakaiba N pinto At N sa nagiging sanhi ng pagtaas ng bilis ng pag-ikot, ngunit ang regulator, na pinapanatili ang itinakdang halaga nito, ay nagsasalin ng mga blades ng propeller sa malalaking anggulo ng pag-install.

Kaya, sa pagtaas ng taas ng flight sa h1 mayroong isang masinsinang pagtaas sa mga anggulo ng pag-install ng mga blades; sa taas (h 1 …11)km ang mga anggulo ay patuloy na tumataas, ngunit may mas kaunting intensity; sa taas na higit sa 11 km, ang anggulo ng pag-install ay nananatiling pare-pareho, dahil ang pagbabago sa kapangyarihan ng engine at propeller ay pantay na proporsyonal sa pagbabago sa density ng hangin.

Sa pagbaba ng altitude ng flight, ang proseso ng pagbabago ng anggulo ng pag-install ay mababaligtad, ibig sabihin, ang mga propeller blades ay ililipat sa mas maliliit na anggulo ng pag-install. Ang likas na katangian ng pagbabago sa anggulo ng pag-install ng talim ay ipinapakita sa fig. 4.29.

4.10. AEROMECHANICAL SCREW

Sa mga sasakyang panghimpapawid na may mababang kapangyarihan na mga makina, ginagamit ang mga aeromechanical propeller, kung saan ang mga blades ay awtomatikong lumiliko, nang hindi gumagamit ng mga extraneous na mapagkukunan ng enerhiya at ang speed controller. Kaya, ang mga aeromechanical propeller ay nagsasarili at awtomatiko. Ang awtomatikong pag-ikot ng mga blades ay nakakamit sa pamamagitan ng pagbabago ng magnitude ng metalikang kuwintas na kumikilos sa mga blades ng propeller sa paglipad.

Para sa mga ordinaryong propeller, ang magnitude ng mga sandali ng mga puwersa ng aerodynamic ay maliit, at ang direksyon ng kanilang pagkilos ay tinutukoy ng mga magnitude ng mga anggulo ng pag-atake. Kung ang mga blades ay binibigyan ng isang espesyal na hugis o baluktot sa isang anggulo γ (Larawan 4.30) na may kaugnayan sa axis ng pag-ikot ng talim, pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagbabago ng posisyon ng sentro ng presyon, ang mga sandali ng mga puwersa ng aerodynamic ay titiyakin ang pag-ikot ng ang talim sa manggas sa direksyon ng pagpapababa ng anggulo ng pag-install. Ang mga counterweight ay naka-install sa mga blades ng aeromechanical propeller, na lumilikha ng mga torque na nakadirekta sa pagtaas ng anggulo ng pag-install (propeller weighting).

Ang mga counterweight ay naka-install sa mga blades ng aeromechanical propeller, na lumilikha ng mga torque na nakadirekta sa pagtaas ng anggulo ng pag-install (propeller weighting). Mga sandali ng mga nakahalang bahagi ng mga puwersa ng sentripugal ng mga blades M c may posibilidad na i-on ang mga blades sa direksyon ng pagpapababa ng anggulo ng pag-install ng talim. Mga sandali M c, na nilikha ng mga counterweight, higit sa mga sandali na nilikha ng mga nakahalang bahagi ng mga puwersang sentripugal ng mga blades. Sa steady-state na mga kondisyon, ang ratio ng mga sandali ay dapat magbigay ng kundisyon

M p \u003d M c + M a.

Gayunpaman, ang mga halaga ng mga sandali sa itaas ay nag-iiba depende sa mode ng paglipad, kaya ang pagpili ng tamang ratio ng mga torque na kumikilos sa mga blades ng propeller sa isang malawak na hanay ng mga pagbabago sa anggulo ng pag-install ay isang napakahalaga at mahirap na gawain. Ang ratio ng mga sandali na ito ay dapat tiyakin na ang propeller ay "mas mabigat" na may pagtaas sa bilis ng paglipad, at, sa kabaligtaran, na may pagbaba sa bilis ng paglipad, ang propeller ay dapat na "magaan". Ang bilis ng engine ay dapat manatiling pare-pareho kapag ang makina ay gumagana sa isang pare-pareho ang bilis.

Alinsunod dito, kapag ang makina ay tumatakbo sa lugar, kapag ang propeller thrust ay maximum, at, dahil dito, ang maximum na metalikang kuwintas mula sa aerodynamic forces, ang mga propeller blades ay nakatakda sa paghinto ng pinakamababang anggulo. Tinitiyak nito na ang take-off (maximum) na bilis ng rotor ng engine at ang pinaka-kanais-nais na mga kondisyon para sa pag-take-off ng sasakyang panghimpapawid ay nakuha.

Sa paglipad, habang tumataas ang bilis, bumababa ang thrust ng propeller, at ang mga sandali M a, at ang mga sandali ng mga puwersang sentripugal ng mga counterweight at blades, na hindi nakasalalay sa bilis ng paglipad, ay nagpapanatili ng kanilang mga dating halaga (sa n=const). Bilang isang resulta, ang ratio ng mga sandali ay magbabago at ang mga blades ay unti-unting lumiliko sa direksyon ng pagtaas ng anggulo ng pag-install, na pumipigil sa propeller mula sa pag-ikot. Malinaw, na may pagbaba sa bilis ng paglipad, ang larawan ay mababaligtad. Kaya, ang mga blades ng aeromechanical propeller ay awtomatikong nagbabago sa anggulo ng pag-install depende sa bilis ng paglipad. Ang bilis ng pag-ikot ng tornilyo ay nagbabago, ngunit sa loob ng medyo maliit na mga limitasyon.

Ang mga bentahe ng ganitong uri ng mga propeller ay kinabibilangan ng: pagiging simple ng disenyo at operasyon, maliit na timbang at sukat ng propeller hub, at ang mga disadvantages ay isang pagbaba sa tinukoy na bilis ng pag-ikot habang ang sasakyang panghimpapawid ay tumataas, na nagiging sanhi ng pagbaba sa lakas ng engine. Sa pagtaas ng taas dahil sa pagbaba ng density ng hangin, bumababa ang thrust ng propeller. Ito ay nagiging sanhi ng propeller upang maging mas mabigat at mabawasan ang bilis at lakas ng engine. Pag-akyat sa langit