Доброго времени суток, всем привет. У меня вопрос к профессионалам, относительно законцовок лопастей, в частности, и в особенности по тандемному Хобразному винту.
Начну плясать издалека, от законцовок крыла птицы, например орла. Так как птичье крыло можно, и следует рассматривать как частный случай многолопастного винта, в стадии маха.
Первое:
У большинства птиц концевые перья крыла разомкнуты веером, и каждое последующее перо, начиная от самого первого переднего, обрабатывают свой слой потока, двигаясь в уже скошенном потоке от предыдущего пера.
Самое первое перо обычно несколько короче второго, и третьего, а там опять по убывающей. В стадии маха, например вниз средняя и концевая часть крыла работает как пропеллер, где каждое перо имеет свою крутку, угол атаки и прогиб вперёд и вверх под нагрузкой.
Всё это не случайно, так как природа за миллионы лет довела крыло птицы до совершенства. Хотя "лонжероны" перьев в сободном состоянии имеют небольшой прогиб вниз и назад, он не настолько сильный, чтобы под нагрузкой просто выпрямиться, концевые части отгибаются и отталкивают воздух от верхней поверхности крыла как винглеты, расширяя углы векторов отбрасываемого потока за крылом.
В обычных винтах, лопасти которых лежат в плоскости вращения, концевые вихри закручиваются вокруг потока в жгут, сужая и обкатывая его как роликами. При тянущем варианте, это не есть хорошо, потому что такой жгут, облизывая фюзеляж теряет кинетическую энергию, внося дополнительную долю сопротивления Сх.
А если пойти по пути природы и сделать винт с прогибом концов лопастей на встречу потоку, с тем чтобы на концах отбрасываемый поток двигался с расширением, воздействуя не на фюзеляж самолёта, а на окружающие струю слои воздуха, тогда давление на фюзеляж уменьшится и уменьшится Сх.
Второе:
Шумность винта связана с тем, что на больших скоростях вращения, перепады давления над концом лопасти и под ней высоки, особенно у двухлопастных винтов, поскольку они "врубаются" в невозмущенный низкоскоростной поток. В толкающем варианте свою лепту вносят разного рода вихри от конструкций.
Если опять же поучиться у природы и сделать Х образный винт где первая пара диаметрально протоивоположных лопастей несколько короче второй, с соответствующим прогибом, описанным выше, а вторая пара, будет работать уже в скошеном, и расширяющемся потоке, где концевой вихрь от первой пары будет препятствовать возникновению концевого вихря на второй.
Поскольку первая пара имеет меньший диаметр, и соответственно меньшую относительную скорость конца в потоке, то и перепад давлений на конце будет ниже, а вторая пара, будет работать в "подготовленном" потоке и тоже будет иметь меньшую шумность.
Понятно, что такие лопасти более трудоёмки в изготовлении, и я не предлагаю никому их делать. Планирую и надеюсь, в скором будущем заняться этим вопросом, но хотелось бы услышать мнение профессионалов по этим вопросам. На сколько ещё возможно теоретически, поднять КПД винта используя такие навороты, и вообще стоит ли за это бороться?
С уважением Владимир. 🙂