Воздушный винт (ВВ) предназначен для преобразования энергии вращения вала двигателя в энергию поступательного движения самолёта путём отбрасывания воздуха в направлении, обратном полёту. Или, проще говоря, ВВ создаёт необходимую для полёта тягу, направленную почти в горизонтальном направлении.
Он включает в себя не только лопасти, но также втулки с механизмом поворота лопастей. В зависимости от способа закрепления лопастей на втулке винты подразделяются на:
1. Винт фиксированного шага – его лопасти жёстко соединены со втулкой и не изменяют углы установки;
2. Винт изменяемого шага – угол установки может изменяться под действием аэродинамических сил или с помощью специального регулятора с ручным или автоматическим управлением (например, система FADEC).
Лопасти могут изготавливаться из металла (как правило, алюминий), пластмассы, композитов и дерева. ВВ могут быть правого (по часовой) и левого вращения. Направление определяется относительно пилота в кабине. В зависимости от расположения ВВ подразделяются на тянущие и толкающие.
Некоторые винты изменяемого шага могут принимать особые положения:
Реверсивный ВВ – лопасти поворачиваются на угол, при котором создаётся отрицательная тяга, что, например, позволяет сократить дистанцию пробега (таким и «push back» не нужен);
Флюгерный ВВ – лопасти создают наименьшее сопротивление и почти не вращаются, что помогает при отказе двигателя (если, конечно, у вас их больше одного).
При обтекании лопасти потоком каждый элемент аналогично элементу крыла создает полную аэродинамическую силу (R), которая раскладывается на составляющие – силу тяги (P) и силу сопротивления вращения (X).
Режим работы ВВ определяется знаком угла атаки лопастей. Различают 5 основных режимов:
1. Пропеллерный (режим положительной тяги) – основной рабочий режим элемента лопасти, при котором лопасть обтекается потоком с положительными углами атаки. При этом тяга ВВ направлена вперёд. Она тем больше, чем больше угол атаки лопастей и плотность воздуха.
2. Режим нулевой тяги возникает при небольшом отрицательном угле атаки лопасти. В этом режиме аэродинамическая сила ВВ равна силе сопротивления вращению. Он характерен для планирования с высоты полета самолета при малых режимах.
3. Режим торможения (реверсивной тяги) создаётся переводом лопастей ВВ на отрицательные углы атаки. При этом тяга будет направлена против движения самолёта (может применяться при посадке).
4. Режим авторотации – при увеличении скорости полета полная аэродинамическая сила будет направлена по оси вращения винта против полета. Сила сопротивления вращению элемента лопасти в этом случае равна нулю. Винт мощность от двигателя не потребляет и не отдает, он вращается по инерции. Угол атаки отрицательный.
5. Режим ветряка – при больших значениях отрицательных углов атаки полная аэродинамическая сила отклоняется еще больше, создаётся значительная отрицательная тяга, а винт начинает раскручиваться набегающим потоком воздуха.
Все эти режимы винт проходит при отказе двигателя. Из пропеллерного режима винт уходит на режим ветряка и вращается в этом режиме. Как раз для избежания возникновения большой отрицательной тяги и, соответственно, чрезмерного разворачивающего момента при отказе двигателя многодвигательного винтового ВС – лопасти ВВ переводятся во флюгерное положение.
Наши основные медиаресурсы:
Telegram (главная платформа)
Boosty (эксклюзив)