Особоодаренные отправлены в игнор.
Продолжим знакомство с аэродинамикой.
Винты.
Сила тяги винта возникает в результате действия аэродинамической силы R на элемент лопасти винта при его вращении (Рис. 7)
Суммируя силу тяги отдельных элементов лопасти винта и приложив ее к оси вращения, получим силу тяги винта Р.
Тяга винта зависит от диаметра винта Д, числа оборотов в секунду n, плотности воздуха и подсчитывается по формуле (в кгс или Н)
(3.6)
где - коэффициент тяги винта, учитывающий форму лопасти в плане, форму профиля и угла атаки, определяется экспериментально.
Таким образом, сила тяги винта прямо пропорциональна своему коэффициенту, плотности воздуха, квадрату числа оборотов винта в секунду и диаметру винта в четвертой степени.
Рис. 1 Воздушный двухлопастный винт неизменяемого шага
Рис. 2 Воздушный винт
По диапазону углов установки лопастей воздушные винты подразделяются:
на обычные, у которых угол установки изменяется от 13 до 50°, они устанавливаются на легкомоторных самолетах;
на флюгерные - угол установки меняется от 0 до 90°;
на тормозные или реверсные винты, имеют изменяемый угол установки от -15 до +90°, таким винтом создают отрицательную тягу и сокращают длину пробега самолета.
К воздушным винтам предъявляются следующие требования:
винт должен быть прочным и мало весить;
должен обладать весовой, геометрической и аэродинамической симметрией;
должен развивать необходимую тягу при различных эволюциях в полете;
должен работать с наибольшим коэффициентом полезного действия.
Воздушный винт, установленный на самолетах , при работе испытывает влияние от расположенных вблизи него частей самолета, при этом уменьшается скорость воздушного потока в плоскости вращения винта, что увеличивает тягу воздушного винта. Такое изменение тяги характеризуется величиной е, называемой коэффициентом торможения скорости, и входит в виде поправки в относительную поступь
(3.13)
где o - поступь изолированного воздушного винта.
Величина е всегда больше нуля, поэтому
. С другой стороны, воздушный винт отбрасывает за собой массу воздуха, скорость которого больше скорости полета, увеличивает тем самым лобовое сопротивление частей самолета, находящихся в струе за воздушным винтом. Увеличение сопротивления самолета превышает по своей величине прирост тяги. В итоге - влияние обдувки самолета выражается общим понижением тяги двигательной установки.
Кроме того, за счет того, что скорость отбрасываемого воздушного потока воздушным винтом больше скорости полета, при обтекании частей самолета создается дополнительный прирост подъемной силы. Величина ее зависит от площади крыла, скорости полета, мощности силовой установки.
Рис. 10 . Поляра самолета с учетом обдувки воздушным винтом
1- без обдувки, 2- работа двигателя в номинале 3- работа двигателя на взлетном режиме
Увеличение скорости полета уменьшает прирост аэродинамических сил.
Чем больше мощность силовой установки, тем больше прирост аэродинамических сил.
Для учета влияния обдувки воздушного винта на аэродинамические силы и их коэффициенты проводится их перерасчет для наиболее характерных режимов силовой установки
Из Рис. 10 видно, что обдувка крыла увеличивает значения Су и Сх, причем Су увеличивается больше, чем Сх.
Чем больше углы атаки крыла, тем больше прирост Су. прирост Су составляет примерно 0,4.
Увеличение Сх за счет увеличения местной скорости воздушного потока на крыле происходит в меньшей степени, чем Су. На угле атаки a, равном 16°, Сх возрастает на 0,046 или на 22% потому, что индуктивное сопротивление обдуваемой части будет меньше, чем его величина для крыла вне струи от винта.
