Сегодня винт, или пропеллер, для самолета штука не очень-то и нужная. Но…
Один из первых винтов , винт Архимеда, знаком нам по школе.
Потом Леонардо да Винчи приспособил его для модели вертолёта. Затем была действующая модель М. В. Ломоносова.
Архимедов винт обзавёлся гайкой, составив сладкую парочку.
А тут и аэропланы подоспели, как раз вовремя. Винт приобрёл звание – пропеллер.
«Возду́шный винт (пропе́ллер) — лопастной агрегат работающий в воздушной среде, приводимый во вращение двигателем и являющийся движителем, преобразующим мощность (крутящий момент) двигателя в действующую движущую силу тяги.» Это википедия.
Другими словами, это «лошадка, которая тянула хворосту воз.» Правда, бывает вариант, когда пропеллер запрягают позади телеги.
Простейший пропеллер знаком нам по детской игрушке, которую мастерили при помощи перочинного ножа.
По конструкции винты довольно разнообразны.
Они классифицируются: по числу лопастей - двух-, трех-, четырех- и многолопастные; по материалу изготовления - деревянные, металлические; по направлению вращения (смотреть из кабины самолета по направлению полета) - левого и правого вращения; по расположению относительно двигателя - тянущие, толкающие; по форме лопастей - обычные, саблевидные, лопатообразные; по типам - фиксированные, неизменяемого и изменяемого шага.
Воздушный винт состоит из ступицы, лопастей и укрепляется на валу двигателя с помощью специальной втулки.
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 или автоматически вращаться вокруг своих осей и устанавливаться под нужным углом к плоскости вращения.
А форма самих лопастей от простейшей заходит, порой, до весьма экзотической.
Винты постоянного и переменного шага.
Наиболее весомые характеристики винтов, от которых зависит сила тяги и сам полет, конечно же, шаг винта и его диаметр. Шаг – это расстояние, которое пройдет винт через гайку за один оборот. Расстояние это зависит только от размера резьбы. Она бывает крупной, мелкой и очень мелкой, микрометрической. Одно дело винт в гайке, другое винт в воздушной среде, совсем не плотной, податливой. Там он пробуксовывает, проскальзывает. За один оборот проходит меньшее расстояние, чем в упругой среде. КПД современных воздушных винтов не может превысить 82—86%.
Смысл в том, что с одинаковым двигателем на одном и том же самолете двухлопастной винт дает наиболее высокие скоростные характеристики при полете. Винты с тремя лопастями дают упрощенный взлет, так как при них самолету требуется меньший пробег по взлетной полосе и это удобно для небольших аэродромов.
Четырехлопастной винт же более специфичен и он создает самый низкий шум при работе, кажется, что это мелочь.В Европе и в США приняты достаточно жесткие стандарты по этому критерию, особенно вблизи населенных пунктов и поэтому это может для многих быть важным критерием. Многолопастной винт имеет более низкий КПД, однако, более высокую тягу на единицу диаметра.
Там была такая милая зверюга Тянитолкай.
Самолеты с толкающим винтом — это не экзотика. Одно из главных преимуществ — правильно спроектированный самолет с толкающим винтом имеет примерно на 20% более высокое аэродинамическое качество, чем аналогичный самолет с тянущим винтом. Это огромная цифра.
Любой винт создает поток турбулентного (закрученного) за собой воздуха. Тянущий винт отбрасывает струю воздуха на фюзеляж, центроплан и крылья — причем этот поток, вращаясь, давит на одно крыло сверху, а на другое снизу, что вынуждает конструкторов как-то компенсировать этот вредный момент, теряя драгоценную мощность. Хуже того — поток, вращаясь вокруг фюзеляжа, вызывает вторичную турбулентность, на которой теряется существенная часть мощности. Известно также, что воздух в полете уплотняется ближе к задней кромке крыла, что создает больше возможностей для винта, чтобы там от него эффективно оттолкнуться. Поэтому толкающий винт работает в среде более плотного воздуха и может лучше реализовать мощность — при прочих равных он может быть несколько меньшего диаметра и будет иметь меньшие потери.
Соо́сный винт это два воздушных винта, расположенных непосредственно один за другим на соосных валах и вращающихся в противоположных направлениях. При больших относительный поступях винта потери мощности, вызываемые закручиванием воздушной среды, меньше чем у невзаимодействующих винтов (объясняется тем, что второй винт снижает закручивание, вызываемое первым винтом). Благодаря увеличению общего числа лопастей снимать большю мощность с двигателя, тем самым повышая полный кпд силовой установки.
Это всё ну очень сложно. Нельзя ли попроще? Можно!
Всего одна лопасть, и всё-равно, летает…
