ДВИЖЕТЕЛЬ ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ

Боковые составляющие центробежных сил «А» и «В» создают момент относительно оси изменения угла установки лопасти, стремясь уменьшить шаг винта.

Поскольку центр давления расположен впереди оси изменения угла установки лопасти, то полная аэродинамическая сила создаёт момент, стремящийся увеличить шаг винта.

Аэродинамический момент противодействует центробежному скручивающему моменту, но слабее его.

В случае авторотации винта аэродинамический скручивающий момент стремится уменьшить шаг винта (см. рисунок внизу).

Для воздушного винта фиксированного шага существует только одна скорость при которой лопасти будут обтекаться под наиболее выгодным углом атаки и к. п. д. винта будет максимальным. (при постоянной угловой скорости вращения)

При дальнейшем уменьшении скорости самолёта угол атаки лопастей увеличивается. Тяга винта увеличивается, но произведение тяги на скорость (тяговая мощность) начинают падать. На нулевой скорости тяга винта максимальна, но винт не производит полезной работы, поэтому его к. п. д. снова равен нулю.

где a - коэффициент тяги винта, учитывающий форму лопасти в плане, форму профиля и угла атаки, определяется экспериментально.

Показан двухлопастной винт. Если его вращать, как показано стрелкой, то лопасти будут перемещаться относительно воздуха. Винт, вращаясь, приводит в движение воздух, работает как вентилятор — гонит воздух вперед или назад, смотря по тому, в какую сторону его вращают.

Чтобы понять, как это происходит, разобьем мысленно лопасть на несколько элементов. Один из них на нашем рисунке очерчен жирными линиями, остальные намечены пунктиром. Такой элемент представляет собой маленькое крылышко, которое, когда мы вращаем винт на месте, движется со скоростью U и под некоторым углом атаки а к направлению своего движения. При этом, как и на всякое крыло, на элемент лопасти будут действовать силы Рэ и Qэ.

Сила Pэ — это сила тяги нашего элемента лопасти. Если сложить силы тяги, действующие на все элементы лопастей винта, то получим общую силу тяги винта Рэ.

Таким образом, можно сделать следующий вывод: чтобы винт давал силу тяги, его надо вращать и тем быстрее, чем большая тяга нам нужна.

Каким образом достигается это вращение? На рис.видно, что каждый элемент лопасти встречает при своем вращении противодействие воздуха в виде сил Qэ. Винт сам вращаться не может, а надо его вращать при помощи силы. И так как сила Qэ, тем больше, чем быстрее вращается винт, то и сила, а точнее, вращающий момент должен быть тем больше, чем больше оборотов мы хотим получить.