Перегрузки при катапультировании

Значительная перегрузка, направленная спереди назад, создается при катапультировании (выталкивании) самолета с ограниченной площадки или с палубы корабля или при старте реактивного снаряда (рис. 41).

Максимальные, правда, очень кратковременные перегрузки испытывает человек во время оставления самолета методом катапультирования (рис. 42).

При катапультировании скорость вылета сиденья из кабины равна примерно 20 м/сек, путь разгона 1—1,8 м. При этом максимальное значение ускорения достигает 180—190 м/сек², а перегрузка соответственно 18—20.

Рис. 41. Общий вид катапульты для запуска неуправляемого реактивного снаряда

Рис. 42. Катапультирование летчика

Несмотря на большую величину такая перегрузка не опасна для здоровья человека, так как она действует кратковременно, примерно 0,1 сек.

Общий вид катапультируемого сиденья летчика показан на рис. 43.

Рис. 43. Общий вид катапультируемого сиденья летчика: 1 — цилиндр выстреливающего механизма; 2 — ролики; 3 — поршень; 4 — кресло; 5 — привязные ремни

Действие перегрузок на лопатки турбин реактивных двигателей и лопасти воздушных винтов. Быстро вращающееся тело подвержено действию значительных центробежных сил, поэтому, если материал недостаточно прочен, тело при вращении может разорваться на части.

Если турбина реактивного двигателя делает 12 000 об/мин, то при диаметре турбины 0,5 м перегрузка на внешней окружности турбины равна

Лопатки турбин удерживаются в гнездах при помощи специальной заделки. При весе лопатки 50 г сила, стремящаяся выдернуть ее, равна 2000 кг. Учитывая такую большую перегрузку, колесо и лопатки изготовляют из высококачественной специально обработанной стали.

Воздушные винты делают около 1200 об/мин. Лопасти воздушных винтов подвергаются меньшей перегрузке, чем лопатки турбин, тем не менее вследствие большой массы нагрузка на лопасти значительна. Центр тяжести лопасти винта средних размеров удален от оси вращения примерно на 0,6 м. Перегрузка лопасти составляет около 1000. При весе лопасти, например, 20 кг сила, выдергивающая ее из втулки, будет равна почти 20 т.

Примером полезного использования центробежных сил является полет вертолета. Вертолет, весящий несколько тонн, держится в воздухе с помощью одного или нескольких воздушных винтов (роторов), имеющих длинные лопасти.

Рис. 44. К объяснению работы лопасти ротора вертолета: N — равнодействующая сил, действующих на лопасть; Y — подъемная сила; G — вес лопасти; Р_ц — центробежная сила

Лопасти рассчитываются таким образом, что при вращении они занимают положение по направлению равнодействующей N сил, действующих на лопасть (рис. 44). Поэтому лопасти сравнительно мало подвергаются изгибу и работают в наиболее выгодном положении— на растяжение.