Что такое шаг винта


Шаг винта бывает геометрический и действительный. Геометрический шаг используют для теоретических расчетов — это расстояние проходимое винтом за один оборот в непотдатливой среде. Действительным шагом или поступью винта называется расстояние которое винт проходит за 1 оборот в воздушной среде. Разность между геометрическим и действительным шагом называется скольжением винта. Так вот, при положительном скольжении, винт, захватывая и отбрасывая воздух назад, создает положительную тягу, а при отрицательном, он проходит расстояние большее, чем его геометрический шаг, поэтому отбрасывает воздух вперед. Напишу формулу шага винта Нв=V/n, где Нв-шаг винта, V-скорость самолета м/с, n-обороты винта об/с. Отсюда видно что шаг винта зависит от скорости самолета и от числа оборотов винта. Зачем же его изменяют? Для этого надо посмотреть на то, что его вращает, двигатель.. . Мощность, которую двигатель может передать винту, называется эффективной мощностью. Полезной мощностью называется работа силы тяги винта в единицу времени.


Д (коофициент полезного действия) винта равен их отношению. Чувствуете куда я клоню? У винта неизменяемого шага (ВНШ) только на одной расчетной скорости полета винт и двигатель соответствуют друг другу. Это значит, что какую мощность требует винт для своего вращения, такую же мощность дает ему двигатель. Если уменьшить скорость, то винт для своего вращения потребует большую мощность, потому что увеличится скольжение винта, но двигатель дать ему ее не может (РУД не трогаем, постоянный) . Поэтому число оборотов начнет уменьшаться, т. к. винт перегружает двигатель. Такой винт называется тяжелым. Если скорость увеличивать больше расчетной, то все происходит наоборот и такой винт называется легким. Следовательно, у ВНШ на малых скоростях полета винт будет тяжелым и двигатель не сможет развивать полных оборотов, а значит и полной мощности. На больших скоростях наоборот, летчику необходимо будет дросселировать двигатель, который может раскрутить легкий винт до предельно допустимого числа оборотов, опять на лицо не полное использование возможностей двигателя. Поэтому ученые придумали ВИШ (винт изменяемого шага) ВИШ дает возможность снять полную мощность двигателя на всем летном диапазоне скоростей, а не только на расчетной скорости и полнее преобразовать мощность двигателя в полезную мощность, потребную на перемещение самолета. А то раньше с каждым самолетом поставлялось 5 комплектов винтов, для воздушного боя, для полета по маршруту, для набора мах высоты и т. д…


otvet.mail.ru

Обращается к вам постоянный подписчик «КиЯ» В. Н Чернов (г. Апатиты) с просьбой ответить на два интересующих меня вопроса: как определить диаметр гребного винта? что такое шаг винта и как его измерить?

Диаметр гребного винта D это наибольший диаметр диска, ометаемого концами лопастей винта при его вращении.

Чтобы его измерить, нужно в отверстие в ступице для вала вставить цилиндрическую деревянную пробку, найти на торце пробки ее центр, и наколов шилом, вставить в углубление обломок иголки либо иголку от чертежного циркуля так, чтобы ее острие выступало над торцом на 1—1,5 мм. Затем нужно положить лист плотной бумаги на ровную поверхность стола и поставить сверху винт, проколов бумаг) центровой иголкой.

Взяв разметочный металлический угольник (можно воспользоваться и обычным чертежным треугольником), переносят проекции нескольких самых крайних точек с края лопасти на бумагу, помечая их положение карандашом. Затем снимают винт и находят наиболее удаленную от центра из помеченных точек (это можно сделать при помощи циркуля). Удвоив этот размер, получают диаметр гребного винта.

Если измеряется бывший в эксплуатации винт, то эту процедуру рекомендуется проделать для всех лопастей, так как возможна разность радиусов различных лопастей вследствие износа или повреждения тонких кромок.

Теперь о шаге. Глядя на гребной винт, вы легко можете обнаружить, что лопасти представляют собой не просто лопатки с плоской нагнетательной стороной, а они изогнуты по сложной винтовой поверхности.


кую поверхность можно получить, если, например, вращать горизонтальную линейку вокруг вертикальной оси и одновременно перемещать ее с постоянной скоростью вверх. В результате такого движения каждая точка линейки образует винтовую линию, а совокупность этих линий дает винтовую поверхность. Конец линейки опишет на цилиндрической поверхности с радиусом R направляющую винтовой поверхности.

Если развернуть цилиндр на плоскость, то направляющая предстанет в виде наклонной прямой. Расстояние АВ, очевидно, представляет собой путь, который прошел конец линейки за один полный оборот. Эта величина и является геометрическим шагом винтовой поверхности Н, а угол v называется шаговым углом.

На практике при изготовлении и проверке гребных винтов применяют шаговые угольники.

Очевидно, если вращать линейку с постоянной частотой вращения и перемещать ее с постоянной поступательной скоростью, то величина шага на каждом радиусе будет одинаковой — каждая точка линейки поднимется за один оборот вокруг оси на одну и ту же величину. А вот шаговый угол для каждого радиуса будет разный: чем ближе к оси, тем больше этот угол. Это легко установить, сравнив угол наклона лопасти к столу у ступицы и у внешнего края лопасти.

Для замера шага винта можно воспользоваться той же пробкой с иголкой и угольником.


колов острием иголки центр на бумаге, из неге описывают циркулем дугу радиусом 0,6R — наибольшего радиуса винта. Установив винт снова иголкой в центр, к обеим кромкам лопастей приставляют чертежный угольник таким образом, чтобы его ребро с делениями стояло на прочерченной дуге и прикасалось к кромке лопасти. На дуге в месте пересечения ее с ребром угольника отмечают точку, одновременно замеряют высоту от поверхности стола до входящей и выходящей кромок лопасти. Вновь сняв винт, соединяют прямыми линиями полученные точки на дуге и транспортиром измеряют центральный угол α. Искомый шаг определяется расчетом по формуле:

Рекомендуется сделать такие замеры для всех лопастей, так как лопасти могут быть деформированными либо неправильно изготовленными. Следует еще учесть, что, кроме винтов постоянного шага, получивших наибольшее распространение, существуют специальные гребные винты, у которых шаг изменяется в зависимости от радиуса (радиально-переменный шаг) или вдоль оси (аксиально-переменный шаг), а также со сложной винтовой поверхностью аксиально-радиально-переменного шага.

www.barque.ru

Воздушный винт (пропеллер)

В самолёте с винтовым движителем управление шагом винта осуществляется экипажем. Для самолёта шаг винта функционально является аналогом коробки передач в автомобиле.


еличение шага приводит к увеличению тяги винта, уменьшение шага винта уменьшает тягу. Однако, при маленькой скорости движения и большом шаге винта (близком к 85° относительно плоскости винта) на лопастях будет формироваться срыв потока, и скорость движения будет увеличиваться очень медленно, так как лопасти будут просто перемешивать воздух, создавая очень маленькую тягу. Напротив, в случае маленького шага (5° — 10°) и высокой скорости полёта лопасти будут захватывать малый объём воздуха, скорость воздушного потока, создаваемого винтом, будет приближаться к скорости движения набегающего воздуха, остатки которого будут врезаться в винт и тормозить полёт. В некоторых случаях лопасти просто не выдержат перегрузок и разрушатся.

В связи с этим, пилотам (в особенности, времён Второй мировой войны) приходилось постоянно следить за скоростью, шагом винта и оборотами двигателя. Умело манипулируя оборотами и шагом винта, в зависимости от скорости полёта, можно было добиться меньших оборотов двигателя при высокой скорости, причём скорость не падала, а даже увеличивалась. Чтобы снизить расход топлива, а также не утруждать двигатель сильнейшими нагрузками, приходилось искать золотую середину.

На относительно современных турбовинтовых двигателях самолётов и вертолётов установлена автоматика, поддерживающая частоту вращения воздушного винта постоянной, за счёт непрерывной корректировки угла установки лопастей винта, а значит, и нагрузки на двигатель. Изменение мощности двигателя в сторону уменьшения или увеличения путем изменения подачи количества топлива приводит к автоматическому соответствующему изменению шага при сохранении неизменной частоты вращения. Говорят, что винт с большим шагом загружен, а с малым шагом — облегчён.


При аварийной остановке двигателя в полёте для снижения лобового сопротивления устанавливают максимальный угол наклона лопастей, равный 90° (параллельно оси винта). Значение шага винта в этом случае теряет смысл и становится условно равно ∞. Такой винт называется зафлюгированным.

На некоторых самолётах реализована система реверса тяги с помощью изменения шага винта, когда при приземлении во время пробега устанавливают отрицательный угол наклона лопастей, таким образом, вектор тяги винта меняет направление на обратное. Впрочем, сопротивление потоку незафлюгированного воздушного винта настолько велико, что на многих турбовинтовых самолётах для эффективного торможения в полёте или при пробеге на посадке вполне достаточно установить малый шаг винта (облегчить винт) простым переводом рычага управления тягой двигателя на минимальную тягу.

Несущий винт вертолета

Пилотирование вертолёта в большей степени зависит от управления несущим винтом, нежели пилотирование самолёта. Любой манёвр, за исключением рыскания (у вертолётов с соосной схемой расположения винтов, рыскание — в том числе), производится с помощью наклона лопастей. Коррекция шага происходит автоматически, непрерывно и попеременно у всех лопастей. Такой характерный для вертолётного винта колебательный способ называется циклическим шагом. Вследствие невозможности ручного управления циклическим шагом, для реализации этого принципа был разработан автомат перекоса. Пилот вертолёта, совершая манёвр, управляет именно автоматом перекоса.

Ветрогенератор


Управление шагом винта в промышленных ветряных турбинах позволяет достичь большей эффективности генератора.

dic.academic.ru

Гребные винты Yamaha

Yamaha — крупнейший в мире производитель лодочных моторов и гребных винтов. Выбрав винт компании Ямаха вы получите надежность, качество и меньшую по сравнению с другими производителями стоимость, а также более чем столетний опыт в изготовлении гребных винтов. При производстве гребных винтов компания Yamaha придерживается собственных оригинальных разработок и воплощает их в различных сериях винтов.

стандартные гребные винты Ямаха — используются в стандартной комплектации мотора при производстве. Диаметр и шаг винта рассчитываются исходя из колличества лошадиных сил лодочного мотора;

Выбираем лодочные гребные винты-расчет,шаг-винты ямаха для мотораскоростные гребные винты Ямаха — это специально разработанные винты для эксплуатации при высоких скоростях. На сегодняшний день это лучшие серийные винты для достижения высокой скорости. При грамотно подобранном винте можно рассчитывать на прирост скорости до 8% и само собой, экономию топлива;


 

грузовые гребные винты Ямаха — устанавливаются на судна большой грузоподъемности. Благодаря соотношению лопастей, диаметра и шага винта обеспечивается наибольшая тяговая сила, при этом плавсредство не очень много теряет в скорости.

www.prospinning.ru

Лодочный мотор, который не развивает паспортные обороты при полностью открытой заслонке дросселя, по сути дела «захлебывается» топливом. При этом сильно возрастает нагрузка на клапаны, поршни и подшипники. Лодочный мотор сильно нагревается и может перегреться от работы с опережающим зажиганием при недостаточном поступлении горючего в цилиндры. Работа лодочного мотора с опережающим зажиганием подобна работе автомобильного двигателя, который на третьей передаче заставляют тащить автомобиль с долины на вершину холма. Детонация, когда топливо дожигается в системе выхлопа, заклинивание поршня, общее повреждение мотора — всё из-за неправильно подобранного винта.

С другой стороны, превышение рекомендованной скорости вращения на валу лодочного мотора приводит к разрушению лепестковых клапанов, ускоряет износ всех деталей, в трущихся деталях образуются стружка и мелкие частицы.


как результат — лодочный мотор разрушается.
Поэтому становится понятной важность правильного подбора оптимального винта для обеспечения нормальных условий работы лодочного мотора применительно к условиям эксплуатации, наиболее соответствующим Вашему выбору. Выбирайте винт к своему лодочному мотору по каталогу производителя, но помните, что наилучший результат, может быть, достигнут только на основе собственного опыта.

Типоразмеры винтов созданы таким образом, чтобы изменение шага винта на 1 дюйм (2,54 см) соответствовало изменению скорости вращения винта на 150-200 об/мин. Если первоначально выбранный винт «тормозит» судно, попробуйте винт с меньшим шагом для увеличения скорости вращения вала. Чем больше шаг винта, тем ниже скорость его вращения.

ВЫЧИСЛЕНИЕ ШАГА ВИНТА

  • Несколько элементарных формул позволят на практике выяснить — какой винт нужен именно Вам:
    Узнайте из инструкции к мотору Вашего судна, какое максимальное количество оборотов может он развить при полностью открытой заслонке дросселя («полный газ»). Скорость вращения вала лодочного двигателя можно измерять тахометром. Как правило, она не должна превышать 5500 об./мин.
  • Разгоните свое судно и лодочный мотор с выбранным винтом до максимальных оборотов на «полном газу». Положение лодочного мотора должно быть обычным и рекомендованным для конкретных условий.
  • Если скорость вращения вала Вашего лодочного мотора, при полностью открытой заслонке, меньше максимальных рекомендованных оборотов, то обратитесь к показаниям тахометра, и запишите их как верхний максимальный диапазон скоростей работы данного типа винта.

Пример:
Паспортные обороты двигателя = 5000-5600 об./мин.
Максимальные обороты двигателя = 5600 об./мин.
Показания тахометра = 4800 об./мин.
Разность = 800 об./мин.

Разность шага винта в 1 дюйм (2,54 см) соответствует примерно 200 об./мин. С учетом этого, разделим найденную в нашем примере разность между фактическими показаниями тахометра и максимальными паспортными оборотами двигателя на 200. Получим 4. На этом основании попробуйте использовать винт с шагом на 4 дюйма меньше, чем у данного винта. Теперь все должно быть в порядке.

В действительности, обойтись одним каким-либо винтом нельзя. Если Вы собираетесь использовать свое судно как многоцелевое — для прогулок, рыбной ловли или для буксировки воднолыжников, например, то Вам потребуется, безусловно, больше, чем один винт.
Настоятельно рекомендуется всегда иметь с собой на борту запасной винт с полным комплектом крепежа.

 Если начинающий судовладелец сначала полностью доверяет штатному винту лодочного мотора, то со временем он начинает задумываться над тем, как же улучшить скоростные показатели своего судна. Есть три важнейших момента, которые влияют на характеристики любой лодки — минимум веса, максимум возможной мощности и наиболее подходящий винт. Если с улучшением первых двух характеристик разобраться сможет любой, то вот как улучшить скоростные показатели, не приобретая новый мотор и не экономя на перевозимом грузе, а только лишь за счет грамотно подобранного винта?

Почетное право изобретения судового винта в его нынешнем виде принадлежит Смиту и Эрикссону, на что им в 1835 году был выдан соответствующий патент. Эта дата считается днем рождения судового винта. Патент описывал вращающееся колесо с лопастями, причем предполагалась возможность как одно-, так и двухвинтовой установки. С тех пор прошло почти два столетия, и судовой винт пережил множество модернизаций. Что же мы имеем на данный момент?

 

Характеристики современного винта

Размеры гребного винта определяют двумя цифрами. Первая — диаметр. Если у винта две или четыре лопасти, то достаточно просто измерить расстояние между кончиками противостоящих лопастей. Если у винта три лопасти, то следует замерить расстояние от центра втулки до кончика любой лопасти и умножить это число на два. Вторая цифра — шаг, т.е. теоретическое расстояние (в принятых единицах — сантиметрах или дюймах), на которое винт продвинется за один полный оборот.

Итак, если имеется винт диаметром 35 см и шагом 53 см, то конфигурацию винта записывают как «35×53». Центральную часть гребного винта называют «втулка».

Втулка служит для центровки винта на приводном валу. У винтов, через которые двигатель выбрасывает выхлопные газы, как это принято в большинстве современных подвесных моторов и кормовых приводов, вокруг втулки имеется обойма, к которой и крепятся лопасти.

 

Как работают гребные винты?

Лопасти винта толкают воду в одном направлении, а лодка движется в противоположном направлении («каждому действию имеется равно и противоположно направленное противодействие»).

 

На что влияет форма лопасти?

Лопасти могут иметь самую разнообразную форму. Наиболее распространены лопасти типа «круглое ухо» и эллиптические. Такие гребные винты обеспечивают оптимальное соотношение тяги и скорости. Лопасти других винтов сужаются к кончикам. Это уменьшает трение, и обычно такие лопасти ставят на винты скоростных судов.

Если лопасть отходит прямо от втулки или даже перпендикулярно к ней, то такой гребной винт имеет нулевой гребок. Лопасти с нулевым гребком обеспечивают оптимальный подъем носа лодки, который никак не хочет подниматься при глиссировании. Если лопасть наклонена к хвостовой кромке винта, то это и есть гребок. Если лопасть наклонена в обратную сторону, то говорят, что винт имеет сильный гребок. Такой гребок измеряют в градусах, и, как правило, чем больше гребок, тем больше подъем носа лодки.

Серповидные или полусерповидные винты можно узнать по прямой выходной кромке лопастей. Такая форма предотвращает засасывание воды, и кончики лопастей не захватывают воздух с поверхности, не допуская вентиляции. Пониженное сопротивление движению приповерхностных винтов позволяет при той же установленной мощности достигать более высокой скорости вращения. Винты, лопасти которых закручены в направлении вращения, называются косыми. Такая форма идеально подходит для движения в заросших водоемах, поскольку такие лопасти не склонны накручивать водоросли.

 

Алюминевые, стальные и
композитные гребные винты

Для подвесных моторов и кормовых приводов производители обычно используют алюминиевые винты. Последние достижения в технологии, усовершенствование конструкции и производства винтов из алюминия дали такие превосходные результаты, что их характеристики ни в чем не уступают их цене. Именно поэтому на большинстве небольших лодок установлены такие винты из алюминия.

Поскольку алюминий гребного винта — тот же алюминий, из которого сделан дейдвуд подвесного мотора или кормовой привод, то проблемы с коррозией также сведены до минимума.

Однако серьезные удары по алюминиевому винту порой нельзя с легкостью выправить без опасности растрескивания материала. По сравнению с гребными винтами из нержавеющей стали, алюминиевые хуже сопротивляются растягивающим напряжениям. Именно поэтому они изготавливаются с более толстыми лопастями, и как следствие, они примерно на 3 км/ч медленнее стальных при движении на полных оборотах.

Алюминиевые винты идеальны для тех, кто считает свои деньги, максимальные обороты менее важны, чем экономичная (крейсерская) скорость хода, на которой оба материала ведут себя примерно одинаково.

Винты из полированной нержавеющей стали — лучший выбор, когда, прежде всего, нужны прочность и эффективность. Поскольку стальные винты в семь раз прочнее алюминиевых, то изготовители могут делать винты значительно тоньше без ущерба для их прочности и жесткости. К несчастью, если ваша лодка несет мощный гоночный винт с несъемной втулкой, то винт из стали может выдержать удар о подводное препятствие, но этот же удар может разнести редуктор. В этом причина широкого внедрения пластиковых втулок, которые при ударе или заклинивании винта прокрутятся или срежутся, как это происходит с алюминиевыми втулками.

Распространены два типа стальных винтов: полированные и шлифованные (менее полированные). Несмотря на распространенное мнение, полировка винта не имеет отношения к его характеристикам.

Современные винты, как правило, делают из композитных материалов. Благодаря достижениям химии, нейлоновые и углеродные волокна широко применяются в судостроении. Кроме повышенной относительно алюминия прочности, винты из композитных материалов не подвержены коррозии, а потому поставляются с пожизненной гарантией на втулку или даже со сменными лопастями. По цене они очень близки к алюминиевым винтам.

 

Сколько нужно лопастей
на гребном винте?

Для чего нужен винт с тремя-четырьмя лопастями? По мере увеличения размера лопасти или с увеличением количества лопастей, увеличивается так называемое отношение диаметра к площади. Хотя увеличение площади лопастей увеличивает площадь действия сил, толкающих судно, но увеличивается и трение. Вообразите широкие колеса автомобиля, и сравнение будет полным. Чтобы уменьшить трение, создаваемое лопастями, лопастей должно быть меньше (но не меньше двух, разумеется).

В последние годы существенно возросла мощность лодочных моторов, а конструкторы корпусов современных лодок нашли новые методы уменьшения трения смачиваемой поверхности за счет использования облегченных и композитных материалов, а также придания «ступенчатой» формы днищу лодки. В итоге стало возможным применение четырехлопастных винтов. Если судно и установленный лодочный мотор способны работать с четырехлопастным гребным винтом, то станут доступными еще несколько полезных достоинств. У четырехлопастного винта количество противостоящих лопастей равно, что делает его работу ровной, позволяет быстрее разгоняться с холостого хода, уменьшает минимальную скорость выхода лодки на глиссирование, и даже экономит топливо при движении на крейсерском ходе. Некоторые водномоторники переходят на четырехлопастные гребные винты только из-за одного этого. Следует помнить, что максимальная скорость судна в общем случае не возрастет, а иногда даже слегка уменьшится.

В общем, вывод относительно количества лопастей можно сделать такой: суда длиной более 6 метров вроде легких круизных яхт в общем случае ведут себя лучше с четырехлопастными гребными винтами. Во всех других случаях выбирайте трехлопастной винт, и вы сбережете деньги.

 

Как подобрать наиболее
подходящий винт

Для начала замечу, что один гребной винт может иметь преимущества в одной области, но проигрывать в другой. Возможно, это наиболее существенный вывод, который основывается на практическом опыте. Так что, выбирая винт, решение следует принимать по наиболее важным для вас характеристикам винта. Анализируя характеристики, следует иметь в виду, что у разных винтов лопасти разной формы. Можно выбрать винт, эффективно создающий подъем носа лодки, прежде всего, винты для рыбацких лодок, а можно выбрать винт для прогулочных катеров, которые создают оптимальную тягу.

Ключ к выбору подходящего винта — знание оборотов используемого мотора. Если мотор выходит на максимальные обороты при полном газе и при обычной загрузке, то винт, скорее всего, выбран правильно. Если мотор не может развить максимальные обороты, то, пожалуй, следует подобрать винт размером поменьше. Если мотор развивает слишком большие обороты, размер винта можно немного увеличить. Однако в случае превышения максимальных оборотов мотора, следует обратить внимание на загрузку лодки. Если загрузка лодки мала, то, возможно, вам еще рановато менять «коней».

Если нужно больше тяги для тяжелогруженой лодки или для буксировки, то берите винты большего диаметра, как более широкие шины для автомобиля. Если же нужна только быстроходность, то выбирайте винт увеличенного шага, но меньшего диаметра, чтобы мотор смог создать требуемые обороты. Представляйте всегда диаметр и шаг как две чашки весов, которые нужно сбалансировать. Если достигнуты максимально возможные обороты лодочного мотора, то можно только увеличивать шаг при уменьшении диаметра, или увеличивать диаметр, соответственно уменьшая шаг.

 

Ремонт винта

Ремонт алюминиевого винта или покупка бывшего в употреблении — это плохое вложение денег, поскольку при ремонте винт нужно сначала накалить. Нагрев меняет молекулярную структуру материала, резко его ослабляя. Даже если вы всего лишь спрямляете зазубрины или обрезаете лопасти, то тем самым меняете их форму (вместе с характеристиками всего винта).

Винты из нержавеющей стали, с другой стороны, равно как и винты из композитных материалов, можно надежно ремонтировать, так что им вполне можно вернуть первоначальные характеристики. На некоторых современных винтах можно менять отдельные лопасти, что очень удобно.

Винт — не та вещь, на которой имеет смысл экономить деньги. Деньги, потраченные на новый грамотно подобранный мотор, безусловно, окупятся — и через комфорт, и через экономию топлива.

По материалам газеты
«Охотник и рыболов Сибири»

moto-room.ru

Из шагового треугольника, показанного на рис. 43, видно, что для определения шага в данном сечении лопасти достаточно измерить высоту подъема винтовой линии на любом участке окружности и затем по ней вычислить полный шаг. Для этого на плотной бумаге, картоне или фанере строят сектор с углом при вершине α° (рис. 44).

Что такое шаг винта

Рис. 44. Схема измерения шага сечения лопасти: 1 — картон или фанера; 2 — сектор.

Из вершины сектора на 4-5 радиусах проводят части окружностей до пересечения их в точках m и n с лучами сектора. Совместив вершину сектора с осью винта, установленного горизонтально нагнетающей (кормовой) поверхностью вниз, при помощи отвесов измеряют отстояния точек m и n от соответствующих точек m’ и n’ на нагнетающей поверхности лопасти и находят разность этих отстояний

hi = h1 — h2. (2)

Шаг каждого сечения лопасти можно вычислить по формуле

Нi = hi 360º / αº. (3)

Если угол при вершине сектора принять равным 36°, формула (3) еще более упростится и примет вид

Hi = 10hi. (4)

Чтобы повысить точность замера шага, угол при вершине сектора целесообразно принимать возможно большим — 45° или даже 60° (если, конечно, позволяют ширины сечений лопасти винта). В этих случаях шаг сечений лопасти будет составлять

Нi = hi 360° / 45° = 8 hi (5)
или
Нi = hi 360° / 60° = 6 hi (6)

При этом лучи сектора должны проходить на некотором расстоянии от краев лопасти. Измерения и расчет шага по одной из формул (3)-(6) следует произвести для всех лопастей и найти среднее арифметическое значение шага каждого сечения. У гребных винтов постоянного шага значения Нi на всех сечениях должны быть примерно одинаковыми. У винтов с радиально переменным шагом измеренный шаг должен плавно изменяться вдоль радиуса.

www.katera-lodki.ru

В самолёте с винтовым движителем управление шагом винта осуществляется экипажем. Для самолёта шаг винта функционально является аналогом коробки передач автомобиля. Увеличение шага приводит к увеличению тяги винта, уменьшение шага винта уменьшает тягу. Однако при маленькой скорости движения и большом шаге винта (близком к 85° относительно плоскости винта) на лопастях будет формироваться срыв потока, и скорость движения будет увеличиваться очень медленно, так как лопасти будут просто перемешивать воздух, создавая очень маленькую тягу. Напротив, в случае маленького шага (5—10°) и высокой скорости полёта лопасти будут захватывать малый объём воздуха, скорость воздушного потока, создаваемого винтом, будет приближаться к скорости движения набегающего воздуха, остатки которого будут врезаться в винт и тормозить полёт. В некоторых случаях лопасти просто не выдержат перегрузок и разрушатся.

В связи с этим пилотам (в особенности, времён Второй мировой войны) приходилось постоянно следить за скоростью, шагом винта и оборотами двигателя. Умело манипулируя оборотами и шагом винта, в зависимости от скорости полёта, можно было добиться меньших оборотов двигателя при высокой скорости, причём скорость не падала, а даже увеличивалась. Чтобы снизить расход топлива, а также не утруждать двигатель сильнейшими нагрузками, пилоту приходилось искать золотую середину.

На относительно современных турбовинтовых двигателях самолётов и вертолётах установлена автоматика, поддерживающая частоту вращения воздушного винта постоянной, за счёт непрерывной корректировки угла установки лопастей винта, а значит, и нагрузки на двигатель. Изменение мощности двигателя в сторону уменьшения или увеличения путём изменения подачи количества топлива приводит к автоматическому соответствующему изменению шага при сохранении неизменной частоты вращения. Говорят, что винт с большим шагом загружен, а с малым шагом — облегчён.

При аварийной остановке двигателя в полёте для снижения лобового сопротивления устанавливают максимальный угол наклона лопастей, равный ~90° (параллельно оси винта). Значение шага винта в этом случае теряет смысл и становится условно равно ∞. Такой винт называется зафлюгированным.

На некоторых самолётах реализована система реверса тяги с помощью изменения шага винта, когда при приземлении во время пробега устанавливают отрицательный угол наклона лопастей, таким образом, вектор тяги винта меняет направление на обратное. Впрочем, сопротивление потоку незафлюгированного воздушного винта настолько велико, что на многих турбовинтовых самолётах для эффективного торможения в полёте или при пробеге на посадке вполне достаточно установить малый шаг винта (облегчить винт) простым переводом рычага управления тягой двигателя на минимальную тягу. Чтобы защитить винт от ухода на этот минимальный шаг в полёте (что приведёт к резкому торможению, срыву потока на крыле за винтом и в неблагоприятных условиях к аварии), во втулке винта часто устанавливается золотниковый промежуточный упор (ПУ), который включается перед взлётом и выключается после касания. Угол винта на ПУ (φПУ) обычно на 15-20° больше нулевого. В связи с этим на многих турбовинтовых самолётах при взлёте (перед разбегом) и посадке (после касания) отрабатывается контрольная операция — «Винты на упор» и «Винты с упора».

ru-wiki.org


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.