Файл: 1. Назначение воздушного винтаВоздушный винт.pdf

Склейка должна производиться эпоксидным клеем К-153 или КДА при сжатии с усилием не менее 2∙10 5
Н/м
2
=0,2МПа.
Допускается:
-уменьшение радиуса лопасти не более чем на 2-3 мм;
-уменьшение толщины не более, чем на 0,5 мм;
-местное уменьшение ширины лопасти не более, чем на 2 мм.
В настоящее время деревянные пропеллеры применяют на СЛА,
мотодельтапланах и легких самолетах.
53.Проверка работы пропеллера и регулятора поршневого двигателя
После запуска и
прогрева поршневого двигателя устанавливают номинальный режим,на котором проверяют исправность работы двигателя как по контрольным приборам, так на слух. При этом лопасти должны быть установлены на Фmin (рычаг мощности (рычаг управления шагом пропеллера) в крайнем переднем положении), иначе двигатель не сможет выдать номинальную частоту вращения ротора.
При проверке системы зажигания лопасти также находятся на упоре Фmin.
Систему зажигания проверяют путем поочередного выключения магнето и по величине снижения частоты вращения судят об исправности ее работы. Если при этом пропеллер окажется хотя бы частично „за тяжеленным", то результаты проверки работы системы зажигания будут неправильными, так как падение частоты вращения, вызванное наличием неисправностей, будут компенсироваться облегчением пропеллера. После этого проверяют работу пропеллера и регулятора. Вначале производят два-три переключения пропеллера с малого шага на большой и обратно, перемещая рычаг мощности
(рычаг управления шагом пропеллера) на себя от себя при неизменном положении рычага частоты вращения ротора двигателя. Частота вращения ротора двигателя должна следовать за изменением положения рычага мощности, то есть при перемещении рычага мощности назад (при
„затяжелении” пропеллера) она должна уменьшаться, а при перемещении рычага вперед - увеличиваться. При этой операции производится прогрев масла в цилиндровой группе путем двух- трехкратного его обмена, что обеспечивает надежную работу системы регулирования.

После прогрева цилиндровой группы проверяют работу пропеллера и регулятора неравновесной (заданной) частоте вращения. Для этого,
перемещая рычаг мощности (рычаг управления шагом винта) назад (на себя),
устанавливают некоторую (заданную) частоту вращения, а затем плавно перемещают рычаг частоты вращения на себя (назад) и от себя(вперед). Если бы система регулирования была идеальной, то частота вращения при изменении рычага частоты вращения должна оставаться постоянной.
В реальных системах имеется некоторое запаздывание, в результате чего появляются забросы частоты вращения, то есть при снижении наддува она несколько уменьшается, а затем восстанавливается; при повышении наддува,
наоборот, увеличивается с последующим восстановлением. Закончив проверку пропеллера и регулятора, пропеллер устанавливается на малый шаг для проведения дальнейшего опробования двигателя.
54.Найти шаг Hсечения лопасти r=90мм, при угле установки в 35º
55.Проверка работы пропеллера и регулятора турбовинтового двигателя
Одновальный ТВД запускают на минимальном угле установки лопастей. ТВД
со свободной турбиной можно запускать при нахождении лопастей пропеллера на любом угле установки лопастей. Двигатель после запуска прогревают на частоте вращения,соответствующей режиму земного малого газа, лопасти при этом продолжают оставаться на
????min. Объем и порядок проверок, производимых при опробовании двигателя, определяются инструкцией по эксплуатации данного двигателя.
После того, как частота вращения достигнет заданной по, дальнейшее передвижение РУД вперед вызывает увеличение мощности двигателя при неизменной частоте вращения.
Очевидно, что при снижении режима работы двигателя (при перемещении
РУД на себя) мощность двигателя и угол установки лопастей уменьшаются при n=const. Когда подача топлива в двигатель уменьшится настолько, что угол установки лопастей достигнет min, дальнейшее перемещение РУД на себя вызывает падение частоты вращения и мощности двигателя при
????
min
=
const.
Следовательно, перемещение РУД при n=n о
вперед и назад вызывает изменение угла установки лопастей и маслообмен в цилиндровой группе.
Перед каждым полетом, кроме указанных выше проверок работы пропеллера и регулятора, проверяют также исправность аппаратуры флюгирования.

Объем и порядок выполнения этой операции определяется инструкцией по эксплуатации данного типа двигателя. Для большинства двигателей флюгирования проверяется:
-от датчика измерителя крутящего момента (ИКМ);
-от датчика отрицательной тяги;
-путем частичного принудительного флюгирования пропеллера на работающем и остановленном двигателе.
Аппаратура управления системой автоматического флюгирования пропеллера отдатчика ИКМ проверяют на земле на работающем двигателе. Для этого выводят двигатель на режим близкий к номинальному включают выключатель проверки системы по ИКМ,снимают пропеллер с упора, а затем переводят РУД в положение "Земной малый газ”
56.Режимы работы винтов
Рассмотрим характерные режимы работы элемента лопасти винта (рис.
2.10).
1. Режим работы на месте и режим положительной тяги. При работе на месте V = 0. Сила тяги на элементе лопасти максимальна, так как угол атаки максимален.
С увеличением поступательной скорости уменьшается угол атаки элемента лопасти и сила тяги. Это основной рабочий режим элемента лопасти, при котором лопасть обтекается потоком с положительными углами атаки. Режим положительной тяги называется пропеллерным
(рис. 2.10, 1).
Рис. 2.10. Режимы работы винта:
1 – пропеллерный; 2 – нулевой тяги; 3 – торможения; 4 – авторотации;
5 – ветряка

2. Режим нулевой тяги. При увеличении поступательной скорости уменьшается угол атаки элемента лопасти и полная аэродинамическая сила (она разворачивается к плоскости вращения, и ее составляющая Р
уменьшается, приближаясь к нулю). Элемент лопасти работает с небольшим отрицательным углом атаки (–0,5...–1°). Этот режим характерен для планирования с высоты полета самолета при малых режимах.
3. Режим торможения. При дальнейшем увеличении поступательной скорости угол атаки элемента лопасти еще более уменьшается. Полная аэродинамическая сила будет направлена в сторону, обратную полету,
отрицательная тяга небольшая.
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 и отрицательных углах атаки полная аэродинамическая сила отклоняется еще больше, создается значительная отрицательная тяга, а сила сопротивления вращению элемента лопасти оказывается направленной в сторону вращения и,
действуя относительно оси вращения, раскручивает вал двигателя.
Все эти режимы винт проходит при отказе двигателя. Из пропеллерного режима винт уходит на режим ветряка и вращается в этом режиме.
Если винт не флюгируется,
то необходимо выдерживать наивыгоднейшую скорость планирования, при которой качество максимальное, и произвести посадку на ближайшем аэродроме.
57.Рассчитать тягу Р винта с КПД = 80%, при мощности двигателя 0,7
л.с.
58.Кинематические характеристики воздушного винта

Кинематическими характеристиками пропеллера являются окружная U,
поступательная V и результирующая скорости W сечения лопасти, углы атаки α
и притекания струй β, коэффициент скорости .
В полете сечение лопасти пропеллера совершает сложное движение
- вращается с окружной скоростью
= ω · r = 2·π· n ·r ,
где : - линейная окружная скорость движения сечения лопасти, [м/с ];
ω - окружная скорость вращения пропеллера, [1/с ];
r - радиус сечения лопасти, [м ];
n - частота вращения пропеллера [об/ мин, об/сек, 1/с ];
- движется поступательно со скоростью полета V, [км/ч, м/с ].
Окружная скорость Ur зависит от частоты вращения пропеллера ω и положения сечения по радиусу лопасти
Чем дальше элемент лопасти находится от центра вращения воздушного винта, тем больше окружная скорость Ur. Вектор скорости Ur лежит в плоскости вращения и совпадает с направлением вращения лопасти.
Поступательная скорость V– это скорость самолета. Вектор скорости V
совпадает с направлением движения самолета.
Результирующая скорость вращения элемента лопасти винта W равна геометрической сумме поступательной и окружной скоростей движения элемента лопасти и находится по правилу прямоугольного треугольника:
. В действительности картина получается сложнее. Так как винт засасывает воздух и
отбрасывает назад,
ему сообщается дополнительная скорость ∆V , которую называют скоростью подсасывания.
В результате истинная скорость W' и угол атаки будут отличаться от своих теоретических значений.

59.Соосные винты
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.
Воздушный винт состоит из ступицы, лопастей и укрепляется на валу двигателя с
помощью специальной втулки
(Рисунок4.1)
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.
В современной авиации ВИШ имеют следующие разновидности: флюгерные,
реверсивные, соосные, туннельные (Рисунок4.11).
Рисунок4.11 Разновидности ВИШ
Соосные винты состоят из двух ВИШ, расположенных друг за другом,
вращающихся в разные стороны вокруг общей геометрической оси. Соосный винт имеет высокий к. п. д., так как отсутствуют потери энергии на закрутку потока за винтами, уравновешиваются реактивный и гироскопический моменты.
60.Найти относительную поступь винта диаметром D = 170мм, при n
s
22’000 оборотах в минуту со скоростью 250 км/ч.
61.Аэродинамическая крутка лопасти

При вращении лопасти каждый элемент вращается по своему радиусу и у каждого элемента своя окружная скорость. С увеличением радиуса вращения окружная скорость увеличивается. Из формулы создания подъемной силы скорость стоит в квадрате, значит и подъемная сила по радиусу будет возрастать в квадрате. Чтобы избавиться от чрезмерных изгибательных нагрузок с удлинением лопасти подъемную силу с увеличением радиуса вращения элементов необходимо уменьшать. Для этого применяют геометрическую и аэродинамическую крутку лопасти.
Геометрическая крутка – это конструктивное уменьшение установочного угла сечения элементов лопасти от комлевого сечения к концевому.
Аэродинамическая крутка – это чередование применяемых профилей от комлевого сечения к концевому. В конструкции лопасти вертолета Ми-8
применены профили NACA -230 (до радиуса 0,3) и NACA -230M до конца.
Применив оба вида крутки лопасти, добились, что подъемная сила лопасти достигает своего максимума примерно к 0,7 радиуса, а затем плавно уменьшается практически к нулю. Концы лопастей при расчетных оборотах вращения несущего винта вращаются со скоростями, близкими к скорости звука. На больших скоростях начинают происходить волновые и срывные процессы, колебания типа Флаттер, что приводит к разрушению концов лопастей.

62.Крепление лопастей НВ к втулке
НЕСУЩИЙ ВИНТ вер то лё та, пред на зна чен для соз да ния аэ ро ди на мических сил (подъ ём ной и про пуль сив ной), не об хо ди мых для осу ще ст в ле ния по лё та и управ ле ния ЛА. Со сто ит из двух или боль ше го чис ла ло па стей, за кре п лён ных на втул ке, ус та нов лен ной на ва лу.
Лопасти несущего винта крепятся к втулке, свободно вращающейся вокруг вала вертолёта. Существует следующие основные виды таких соединений.
Шарнирное соединение
При шарнирном соединении, изобретённом Хуаном де Ла Сьерва, лопасти крепятся к корпусу втулки последовательно через осевой, вертикальный и горизонтальный шарниры.
Упругое (бесшарнирное) соединение
Роль вертикального и горизонтального шарнира при таком соединении играет упругий элемент, изготовленный из композитных материалов, или торсион.
Это позволяет по сравнению с шарнирным соединением уменьшить число

деталей, уменьшить трудоёмкость обслуживания, устранить необходимость смазывания и увеличить ресурс несущего винта в 3—10 раз.
Полужёсткое соединение
При такой схеме две лопасти винта жёстко крепятся к центральной втулке по типу качелей (коромысла): когда одна лопасть совершает маховое движение вверх, другая совершает симметричное движение вниз. Лётчик, изменяя положение ручки управления вертолётом, тем самым изменяет положение всей плоскости вращения несущего винта. Вертолёт с полужёсткой втулкой несущего винта обладает хорошими характеристиками управляемости.
Жёсткое соединение
Лопасти винта жёстко крепятся к втулке, установленной на приводном валу, с использованием только осевого шарнира. Такая схема является самой простой, но в то же время наиболее подверженной разрушительным вибрациям. К тому же такая схема обладает повышенной массой по сравнению с шарнирным соединением. Стоит отметить, что переменные нагрузки на лопасти несущего винта в этом случае могут быть уменьшены за счёт гибкости самих лопастей.
63.Геометрическая крутка лопасти
Геометрическая крутка лопасти — разность между уста новочными углами у корня и у конца лопасти. Эта разность на любом шаге винта остается постоянной. Крутка необхо дима для выравнивания аэродинамических сил по размаху лопасти, так как вследствие разности окружных скоростей у корня и у конца лопасть по длине обдувается воздушным потоком под разными углами атаки.
Обычно лопасти несущих винтов вертолетов аналогично крыльям самолетов,
имеют отрицательную геометрическую крутку, так что у комля углы атаки больше, чем на конце. Такая крутка приводит к затягиванию срыва потока на конце лопасти, идущей по потоку, и увеличивает значение критического изгибающего момента концевых профилей, что позволяет повысить скорость полета вертолета
Геометрическая крутка улучшает условия работы эле ментов лопасти, углы атаки приближаются к наивыгодней — шим, что приводит к увеличению тяги несущих винтов па 5—7% и увеличивает критическую скорость по срыву потока
64.Назначение рулевого винта