Общая характеристика воздушных винтов

Силовая установка предназначенадля создания силы тяги, необходимой для преодоления лобового сопротивления и обеспечения поступательного движения ЛА.

Сила тяги создается установкой, состоящей из двигателя, движителя (воздушного винта) и систем.

Воздушный винт, применяемый на самолетах для создания силы тяги, называется гребным винтом, в отличие от несущего винта, применяемого на вертолетах.

Воздушные винты используются не только на летательных аппаратах, но и на глиссерах, аэросанях, аппаратах на воздушной подушке.

Идея применения воздушного винта на летательном аппарате возникла давно. Еще в XV веке Леонардо да Винчи создал про­ект летательного аппарата с несущим винтом, который приво­дился в действие мускульной силой человека.

В 1754г. М.В. Ломоносовым была построена модель вертолета, названная им «аэродинамической машинкой», на которой использовались так называемые соосные винты, приводимые в дейст­вие часовой пружиной. Теория воздушного винта разработана Н. Е. Жуковским и его уче­никами.

В настоящее время воздушные винты на многих самолетах заменены реактивными двигателями, создающими тягу непо­средственно, без помощи винта. Однако для полетов на дозвуко­вых скоростях воздушные винты, работающие от поршневых и газотурбинных двигателей, продолжают широко применяться.

Воздушный винт – лопастный агрегат, вращаемый валом двигателя, создающий тягу в воздухе, необходимую для движения самолета. Воздушный винт преобразует крутящий момент на валу дви­гателя в аэродинамическую силу тяги.

Винты классифицируются:

по числу лопастей: надвух-, трех-, четырех- и многолопастные;

по материалу изготовления: надеревянные, металлические;

по направлению вращения: левого и правого вращения;

по расположению относительно двигателя: натянущие и толкающие;

по форме лопастей: на обычные, саблевидные, веслообразные;

по типам: на фиксированные, неизменяемого и изменяемого шага.

Воздушный винт состоит из ступицы, лопастей и укрепляется на валу двигателя с помощью специальной втулки (Рис.4.1) .

Рис. 4.1 Воздушный двухлопастный винт неизменяемого шага

Винт неизменяемого шага имеет лопасти, которые не могут вращаться вокруг своих осей. Лопасти со ступицей выполнены как единое целое.

Винт фиксированного шага имеет лопасти, которые устанавливаются на земле перед полетом под любым углом к плоскости вращения и фиксируются. В полете угол установки не меняется.

Винт изменяемого шага имеет лопасти, которые во время работы могут при помощи гидравлического или электрического управления вращаться вокруг своих осей и устанавливаться под нужным углом к плоскости вращения.

По диапазону углов установки лопастей воздушные винты подразделяются:

на обычные, у которых угол установки изменяется от 13 до 50°, ониустанавливаются на легкомоторных самолетах;

на флюгерные,у которыхугол установки меняется от 0 до 90°;

на тормозные или реверсные винты, которыеимеют изменяемый угол установки от –15^о до +90^о. Таким винтом создают отрицательную тягу и сокращают длину пробегасамолета.

Работа воздушного винта основана на тех же принципах, что и крыло самолета: по третьему закону Ньютона винт, вращаясь, отбрасывает массу воздуха назад вдоль своей оси. Реакцией движущейся массы воздуха является тяга винта. Чем больше масса и скорость отбрасываемого воздуха, тем больше развиваемая винтом тяга.