Millest on tehtud kerge mootoriga lennuki propeller. Kuidas propeller töötab. Lennuki mudeli kirjeldus

Propeller on hädavajalik osa elektrijaam ning see, kui palju see sobib mootori ja lennukiga, sõltub viimase lennuvõimest.

Lisaks sõukruvi geomeetriliste parameetrite valikule tuleks tähelepanu pöörata propelleri ja mootori pöörete arvu kooskõlastamise küsimusele ehk käigukasti valikule.

Propelleri põhimõte

Sõukruvi laba teostab keerulist liikumist - translatsioonilist ja pöörlevat. Tera elemendi kiirus on perifeerse kiiruse ja translatsiooni (lennukiiruse) summa - V

Tera mis tahes osas kiiruskomponent V ei muutu ja perifeerne kiirus sõltub raadiuse väärtusest, mille juures vaadeldav sektsioon asub.

Seetõttu suureneb raadiuse vähenemise korral joa lähenemisnurk sektsioonile, samas kui sektsiooni lööginurk väheneb ja võib muutuda nulliks või negatiivseks. Vahepeal on teada, et tiib "töötab" kõige tõhusamalt maksimaalse aerodünaamilise kvaliteediga nurkade lähedal. Seetõttu, et sundida tera tekitama suurimat tõukejõudu väikseima energiakuluga, peab nurk olema raadiuses muutuv: tera otsas väiksem ja pöörlemistelje lähedal suurem – tera peab olema keeratud.

Profiili paksuse ja keerdumise seadus mööda kruvi raadiust, samuti kruviprofiili kuju määratakse propelleri projekteerimise käigus ja täpsustatakse hiljem tuuletunnelites puhumise põhjal. Sarnased uuringud teostatakse tavaliselt spetsialiseeritud projekteerimisbüroodes või instituutides, mis on varustatud kaasaegsed seadmed ja arvutivõimalused. Eksperimentaalsed projekteerimisbürood ja amatöördisainerid kasutavad tavaliselt juba välja töötatud kruvide perekondi, geomeetrilisi ja aerodünaamilised omadused mis on esitatud mõõtmeteta koefitsientide kujul.

Peamised omadused

Kruvi läbimõõt - D nimetatakse ringi läbimõõduks, mida selle labade otsad pöörlemise ajal kirjeldavad.

Tera laius on lõigu akord antud raadiuses. Arvutustes kasutatakse tavaliselt tera suhtelist laiust

Paks tera mis tahes raadiuses nimetatakse selle raadiuse suurimat lõigu paksust. Paksus varieerub piki laba raadiust, vähenedes propelleri keskpunktist selle lõpuni. Suhtelise paksuse all mõistetakse absoluutse paksuse ja tera laiuse suhet samas raadiuses:.

Laba sektsiooni paigaldusnurk on nurk, mille moodustab antud sektsiooni kõõl sõukruvi pöörlemistasandiga.

Tera samm H on vahemaa, mille see lõik läbib aksiaalsuunas, kui kruvi pöörab ühe pöörde ümber oma telje, keerates end tahke ainena õhku.

Sektsiooni paigaldamise samm ja nurk on seotud ilmse seosega:

Tõeliste propellerite samm varieerub piki raadiust vastavalt teatud seadusele. Tera iseloomuliku nurgana tähistatakse reeglina rootori pöörlemisteljest 0,75 R kaugusel asuva sektsiooni paigaldusnurka.

Pööratud terad nimetatakse muutuseks antud raadiusega lõigu kõõlu ja raadiusega 0,75R oleva kõõlu vaheliste nurkade raadiuses, see on

Kasutamise hõlbustamiseks on kõik loetletud geomeetrilised karakteristikud tavaliselt graafiliselt kujutatud praeguse kruvi raadiuse funktsioonina

Näitena on järgmisel joonisel andmed, mis kirjeldavad kahe labaga fikseeritud sammuga propelleri geomeetriat:

Kui pöörete arvuga pöörlev kruvi liigub translatsiooniliselt kiirusega V siis ühe pöördega läheb see mööda. Seda väärtust nimetatakse kruvi sammuks ja selle suhet läbimõõdusse nimetatakse kruvi suhteliseks sammuks:

Sõukruvide aerodünaamilisi omadusi iseloomustab tavaliselt mõõtmeteta tõuketegur:

Võimsustegur

Ja tõhusus

Kus R- õhu tihedus, arvutustes võib võtta 0,125 kgf s 2 / m 4

Kruvi pöörlemise nurkkiirus, p/s

D- kruvi läbimõõt, m

P ja N- vastavalt sõukruvi võlli tõukejõud ja võimsus, kgf, l. koos.

Propelleri tõukejõu teoreetiline piir

ALS-i kujundaja jaoks on huvitav teha ligikaudseid hinnanguid poolt tekitatud tõukejõu kohta elektrijaam... Seda probleemi saab hõlpsasti lahendada ideaalse sõukruvi teooria abil, mille kohaselt propelleri tõukejõud on esitatud kolme parameetri funktsioonina: mootori võimsus, propelleri läbimõõt ja lennukiirus. Praktika on näidanud, et ratsionaalselt valmistatud tõeliste propellerite tõukejõud on vaid 15 - 25% väiksem kui teoreetilised piirväärtused.

Ideaalse propelleri teooria järgi tehtud arvutuste tulemused on toodud alljärgneval graafikul, mis võimaldab määrata tõukejõu ja võimsuse suhte sõltuvalt lennukiirusest ja parameetrist N/D 2... On näha, et nullilähedasel kiirusel sõltub tõukejõud suurel määral sõukruvi läbimõõdust, kuid isegi kiirustel 100 km/h on see sõltuvus vähem oluline. Lisaks annab graafik visuaalselt ülevaate propelleri tõukejõu vähenemise vältimatusest lennukiiruse osas, mida tuleb ALS-i lennuandmete hindamisel arvesse võtta.

materjalide põhjal:
"Juhend amatööride ehitatud lennukite projekteerijatele", 1. köide, SibNIIA

Mõistlike alternatiivide puudumise tõttu olid peaaegu kõik eelmise sajandi esimese poole lennukid varustatud kolbmootorite ja propelleritega. Tehnoloogia tehniliste ja lennuomaduste parandamiseks pakuti välja uued propellerite konstruktsioonid, millel olid teatud omadused. Kolmekümnendate aastate keskel pakuti välja täiesti uus disain, mis võimaldas saada soovitud võimalused. Selle autor oli Hollandi disainer A.Ya. Decker.

Adriaan Jan Decker alustas tööd kruvisüsteemide alal juba kahekümnendatel aastatel. Seejärel töötas ta välja tuuleveskite jaoks uue tiiviku disaini. Peamiste omaduste parandamiseks tegi leiutaja ettepaneku kasutada lennukitiiba meenutavaid lennukeid. 1927. aastal paigaldati selline tiivik ühte Hollandi veskisse ja seda katsetati peagi. Järgmise kümnendi alguseks pandi tööle kolm tosinat sellist tiivikut ja 1935. aastal olid need varustatud juba 75 veskiga.

Propelleriga katselennuk A.Ya. Decker. Foto Oldmachinepress.com

Kolmekümnendate alguses, pärast veskites katsetamist ja uue disaini kasutuselevõttu, sai A.Ya. Dekker soovitas kasutada sarnaseid üksusi lennunduses. Tema arvutuste kohaselt saaks lennuki propellerina kasutada erikonstruktsiooniga tiivikut. Peagi sai see idee vajaliku dokumentatsiooni vormis. Lisaks hoolitses disainer patendi saamise eest.

Mittestandardse sõukruvi konstruktsiooni kasutamine, nagu leiutaja välja mõtles, oleks pidanud andma teatud eeliseid võrreldes olemasolevad süsteemid... Eelkõige sai võimalikuks vähendada propellerite kiirust, saavutades samal ajal piisava tõukejõu. Sellega seoses on A.Ya leiutis. Deckerit nimetatakse sageli "madala pöörlemiskiirusega propelleriks". Seda disaini nimetati patentides samal viisil.

Esimene patenditaotlus esitati 1934. aastal. Juuli lõpus 1936 A.Ya. Decker sai Briti patendinumbri 450990, mis kinnitas tema prioriteetsust originaalse propelleri propelleri loomisel. Vahetult enne esimese patendi väljaandmist ilmus veel üks taotlus. Teine patent anti välja 1937. aasta detsembris. Paar kuud varem oli Hollandi disainer saatnud dokumendid Prantsusmaa ja USA patendiametitesse. Viimane andis 1940. aasta alguses välja dokumendi US 2186064.

Teise versiooni kruvikujundus. Joonis patendist

Briti patendis nr 450990 kirjeldati ebatavalist propelleri konstruktsiooni, mis suudab tagada piisava jõudluse negatiivsete tegurite teatud vähendamisega. Disainer soovitas kasutada suurt ovaalse kujuga kruvirummu, mis muutub sujuvalt sisse vibu lennuki kere. Selle külge tuli jäigalt kinnitada suured terad. ebatavaline kuju... See oli terade algne kontuur, nagu A.Ya. Decker, oleks võinud soovitud tulemuseni viia.

"Madala kiirusega" sõukruvi labad pidid olema väikese pikenemisega ja suure kõõlu pikkusega. Need tuli paigaldada rummu pikitelje suhtes nurga all. Tera sai paksendatud ninaga aerodünaamilise profiili. Tehti ettepanek tera varvas pühkida. Ots asus peaaegu paralleelselt kruvi pöörlemisteljega ja tehti ettepanek teha tagaserv kõveraks väljaulatuva otsaosaga.

Kruvi ja käigu sisemine struktuur. Joonis patendist

Esimene 1934. aasta projekt hõlmas nelja tera kasutamist. Sellise konstruktsiooniga kruvi tuli paigaldada käigukastist välja ulatuvale võllile, millel on vajalikud omadused. Propelleri labade märkimisväärne ala koos aerodünaamilise profiiliga oleks pidanud suurendama tõukejõudu. Seega sai võimalikuks piisava tõukejõu saavutamine madalamatel pööretel võrreldes traditsioonilise propelleri konstruktsiooniga.

Juba pärast esimese patenditaotluse esitamist A.Ya. Dekker katsetas kogenud propellerit ja tegi teatud järeldused. Kontrollimisel leiti, et kavandataval projektil on teatud puudused. Niisiis hajus propelleri taga olev õhuvool külgedele ja ainult väike osa sellest läks mööda kere. See tõi kaasa sabatüüride tõhususe järsu halvenemise. Seega sisse nii nagu see seisab Deckeri kruvi ei saanud praktikas kasutada.

Algse sõukruvi edasiarendamine tõi kaasa ajakohastatud disaini, millel on mitmeid olulisi erinevusi. Temast sai teine Briti ja esimene Ameerika patent. Huvitaval kombel kirjeldas Ameerika Ühendriikidest pärit dokument erinevalt ingliskeelsest mitte ainult kruvi, vaid ka selle draivide kujundust.

Lennuk Fokker C.I - sarnasest masinast sai lendav labor A.Ya ideede testimiseks. Decker. Foto Airwar.ru

Uuendatud toote madala pöörlemiskiirusega sõukruvi peaks sisaldama korraga kahte vastassuunalise pöörlemise koaksiaalset propellerit. Esipropeller pakuti siiski ehitada suure voolujoonelise rummu baasil. Tagumised rootori labad tuli kinnitada võrreldavate mõõtmetega silindrilise üksuse külge. Nagu eelmises projektis, võiksid esirootori vurr ja tagumine rootori rõngas olla lennuki ninakoonuse rollis.

Mõlemad sõukruvid pidid saama sarnase konstruktsiooniga labad, mis oli esimese projekti arenduste edasiarendus. Jällegi oli vaja kasutada oluliselt kõveraid madala kuvasuhtega labasid, millel on arenenud aerodünaamiline profiil. Vaatamata pühitud esiservale suurenes profiili pikkus suunast juurest tipuni, moodustades iseloomuliku tagaserva kumeruse.

Patendi kirjelduse järgi pidi esirootor pöörlema vastupäeva (piloodi küljelt vaadates), tagarootor päripäeva. Sõukruvi labad tuli korralikult paigaldada. Labade arv sõltus propelleri nõutavatest omadustest. Patent näitas konstruktsiooni nelja labaga igal propelleril, samas kui hilisemal prototüüp sai suurema hulga lennukeid.

Originaalkruvide monteerimisprotsess, näete toote sisemisi elemente. Foto Oldmachinepress.com

Ameerika patent kirjeldas originaalkäigukasti konstruktsiooni, mis võimaldas pöördemomenti ühelt mootorilt kahele vastassuunas pöörlevale propellerile üle kanda. Tehti ettepanek ühendada mootori võll käigukasti esimese (tagumise) planetaarkontuuri päikeseülekandega. Kohale kinnitatud rõngashammasratta abil edastati jõud satelliidi hammasratastele. Nende kandur oli ühendatud eesmise rootori võlliga. See võll oli ühendatud ka teise planetaarülekande komplekti päikeseülekandega. Selle satelliitide pöörlev kandur oli ühendatud tagumise rootori õõnesvõlliga. Käigukasti selline konstruktsioon võimaldas sünkroonselt reguleerida kruvide pöörlemiskiirust, samuti tagada nende pöörlemine vastassuundades.

Leiutaja ettekujutuse kohaselt pidi peamise tõukejõu tekitama eesmise propelleri labad. Tagaosa vastutas omakorda õhuvoolude õige ümbersuunamise eest ja võimaldas vabaneda põhidisainis täheldatud negatiivsetest mõjudest. Pärast kahte koaksiaalset propellerit liikus õhuvool mööda kere ja peaks tavaliselt puhuma sabaosa tüüridega. Selliste tulemuste saamiseks võiks tagumise rootori pöörlemiskiirus olla väiksem – umbes kolmandik esirootori pööretest.

Algne sõukruvi propeller loodi, võttes arvesse lennutehnoloogia võimalikku kasutuselevõttu uutesse projektidesse ja seetõttu oli vaja läbi viia täiemahulised katsed. 1936. aasta alguses asutas Adriaan Jan Dekker oma ettevõtte Syndicaat Dekker Octrooien, et katsetada originaalset propellerit ja – kui see õnnestub – propageerida seda leiutist lennundustööstuses.

Valmis propeller lennukis. Foto Oldmachinepress.com

Sama aasta märtsi lõpus omandas Dekker Syndicate Hollandis ehitatud mitmeotstarbelise kahetasandilise Fokker C.I lennuki. See vaid 1255 kg maksimaalse stardimassiga masin oli varustatud BMW IIIa bensiinimootoriga, mille võimsus oli 185 hj. Tavalise kahe labaga puidust propelleriga võiks see saavutada kiiruse kuni 175 km/h ja tõusta 4 km kõrgusele. Pärast mõningast ümberstruktureerimist ja uue propelleri paigaldamist pidi biplaanist saama lendav labor. 1937. aasta aprillis ilmus A.Ya. Dekker registreeris uuendatud õhusõiduki; ta sai numbri PH-APL.

Ümberstruktureerimise käigus kaotas lennuki prototüüp tavalise kapoti ja mõned muud osad. Nende asemele pandi kere ninasse originaalkäigukast ja paar "madala kiirusega propellerit". Esipropeller sai kuus laba, tagumine - seitse. Uue sõukruvi aluseks on paar rummu, mis on kokku pandud alumiiniumraamist, mille nahk on samast materjalist. Terad olid sarnase konstruktsiooniga. Seoses kruvide paigaldamisega muutis oma kuju kõige märgatavamalt auto ninaosa. Sel juhul ei ulatunud tagumise rootori silindriline kate kere nahast kaugemale.

Algse propelleriga lendava labori katsetused algasid samal 1937. aastal. Nende koht oli Ipenbergi lennuväli. Juba katsetamise algstaadiumis leiti, et madala kuvasuhte labadega koaksiaalpropellerid suudavad tegelikult luua vajaliku tõukejõu. Nende abiga sai auto sooritada ruleerimist ja sörkimist. Lisaks üritasid testijad teatud ajast autot õhku tõsta. Teadaolevalt suutis kogenud Fokker C.I sooritada mitu lendu, kuid täisväärtuslikust õhkutõusmisest polnud juttugi.

Eestvaade. Foto Oldmachinepress.com

Lennuki prototüübi katsetused võimaldasid tuvastada nii esialgse projekti plusse kui ka miinuseid. On leitud, et paar vastassuunas pöörlevat propellerit on tõepoolest võimelised tekitama vajalikku tõukejõudu. Samal ajal eristas kokkupandud sõukruvigrupp suhteliselt väikese suurusega. Teine disainieelis oli madala kuvasuhtega labade tekitatud müra vähendamine.

Siiski tekkisid mõned probleemid. Propeller A.Ya. Decker ja talle vajalik käigukast erinesid olemasolevatest näidistest tootmise ja hoolduse tarbetu keerukuse poolest. Lisaks näitas Fokker C.I-le paigaldatud eksperimentaalne propeller ebapiisavat tõukejõudu. Ta lasi lennukil maapinnal liikuda ja piisavalt areneda suur kiirus, kuid selle tõukejõud oli lendudeks ebapiisav.

Ilmselt jätkusid testid neljakümnendate aastate alguseni, kuid mitu aastat ei viinud need tõeliste tulemusteni. Edasist tööd takistas sõda. 1940. aasta mais ründas Hitleri Saksamaa Hollandit ja juba paar päeva hiljem sai ebatavaliste propelleritega lennuki prototüüp agressori trofee. Saksa eksperdid näitasid selle arengu vastu eeldatavasti huvi. Peagi saadeti lennulabor ühele Berliini lähedal asuvale lennuväljale.

Mootorit käivitades hakkasid propellerid pöörlema. Filmitud uudistesarjast

Teavet on mõnede Saksa teadlaste tehtud katsete kohta, kuid need katsed lõppesid piisavalt kiiresti. Mõnedel andmetel lõppes sakslaste kõige esimene katse lennuk õhku tõsta õnnetusega. Autot nad ei taastanud ja sellega julge projekt lõppes. Ainus madala pöörlemiskiirusega propelleriga varustatud lennuk ei suutnud näidata oma parimat külge ja seetõttu alates originaalne idee keeldus. Edaspidi hakati massiliselt kasutama ainult traditsioonilise välimusega propellereid.

Algse disaini ideede kohaselt pidi spetsiaalne "Low Speed Propeller" saama traditsiooniliste süsteemide täieõiguslikuks alternatiiviks. Erinevalt neist mõningase keerukuse poolest võib sellel olla eeliseid väiksemate mõõtmete, väiksemate pöörete ja müra vähendamise näol. Sellegipoolest võistlus ei õnnestunud. Välja töötanud A.Ya. Dekker ei suutnud isegi kogu katsetsüklit läbida.

Võib-olla võiksid esialgsed propellerid edasise arendamise käigus näidata soovitud omadusi ja leida rakendust teatud lennundustehnoloogia projektides. Töö jätkamine aga pidurdus erinevate probleemide ja asjaolude tõttu ning 1940. aasta mais jäi projekt sakslaste rünnaku tõttu pooleli. Pärast seda jäi ebatavaline idee lõpuks tulevikuta. Hiljem sisse erinevad riigid Taas töötati välja paljutõotavad propelleri konstruktsioonid, kuid Adriaan Jan Deckeri süsteemi otseseid analooge ei loodud.

Materjalide põhjal:
https://oldmachinepress.com/
http://anyskin.tumblr.com/
http://hdekker.info/
http://strangernn.livejournal.com/
https://google.com/patents/US2186064

G.V. Makhotkin

Propelleri disain

Õhupropeller on saavutanud maine kui asendamatu tõukeseade madalas ja kinnikasvanud vees sõitvatele kiirujuvlaevadele, aga ka amfiibmootorsaanidele, mis peavad töötama lumel, jääl ja vees. Oleme juba kogunud märkimisväärseid kogemusi nii oma riigis kui ka välismaal. propelleri rakendused kiiretel väikelaevadel ja kahepaiksetel... Niisiis, alates 1964. aastast on meie riigis amfiibmootorsaanid (joon. 1) KB im. A. N. Tupolev. Ameerika Ühendriikides käitatakse Floridas mitukümmend tuhat õhupaati, nagu ameeriklased neid kutsuvad.

Propelleriga kiire madala süvisega mootorpaadi loomise probleem huvitab jätkuvalt meie amatöörlaevaehitajaid. Nende jaoks kõige kättesaadavam võimsus on 20-30 liitrit. koos. Seetõttu käsitleme õhujõuseadme projekteerimise põhiküsimusi just sellise võimsuse ootuses.

Sõukruvi geomeetriliste mõõtmete hoolikas määramine võimaldab mootori võimsust täielikult ära kasutada ja saadaoleva võimsuse maksimumile lähedase tõukejõu. Sel juhul on eriti oluline kruvi läbimõõdu õige valik, millest sõltub paljuski mitte ainult propelleri efektiivsus, vaid ka müratase, mis on otseselt põhjustatud perifeersete kiiruste suurusest.

Tõukejõu sõidukiirusest sõltuvuse uuringud on näidanud, et 25-liitrise võimsusega sõukruvi võimaluste rakendamiseks. koos. selle läbimõõt peab olema umbes 2 m Väikseima energiakulu tagamiseks tuleb õhku tagasi visata suurema ristlõikepinnaga joaga; meie konkreetsel juhul on kruvi poolt pühitav ala umbes 3 m². Propelleri läbimõõdu vähendamine 1 m-ni mürataseme vähendamiseks vähendab sõukruvi poolt pühitavat ala 4 korda ja see põhjustab vaatamata joa kiiruse suurenemisele tõukejõu languse sildumisliinidel 37%. . Kahjuks ei ole seda tõukejõu vähenemist võimalik kompenseerida ei astme ega labade arvu ega nende laiusega.

Liikumiskiiruse suurenemisega väheneb läbimõõdu vähenemisest tulenev veojõu kadu; seega võimaldab kiiruste suurendamine kasutada väiksemaid propellereid. 1 ja 2 m läbimõõduga propellerite puhul, mis tagavad sildumisel maksimaalse tõukejõu kiirusel 90 km / h, muutuvad tõukejõu väärtused võrdseks. Läbimõõdu suurendamine kuni 2,5 m, veojõu suurendamine sildumiskohas annab kiirusel üle 50 km/h veojõu vaid vähesel määral. Üldiselt on igal töökiiruste vahemikus (teatud mootori võimsusel) oma optimaalne kruvi läbimõõt. Võimsuse suurenemisega konstantsel kiirusel suureneb efektiivsuse seisukohalt optimaalne läbimõõt.

Nagu joonisel fig. 2 graafikut, 1 m läbimõõduga sõukruvi tõukejõud on suurem kui päramootori "Neptune-23" või "Privet-22" veepropelleri (standard) tõukejõud kiirustel üle 55 km / h ja sõukruvi läbimõõduga 2 m - juba kiirustel üle 30–35 km / h. Arvutused näitavad, et kiirusel 50 km / h on 2 m läbimõõduga propelleriga mootori kilomeetri kütusekulu 20–25% väiksem kui kõige ökonoomsemal päramootoril Privet-22.

Propelleri elementide valimise järjekord antud graafikute järgi on järgmine. Sõukruvi läbimõõt määratakse olenevalt nõutavast tõukejõust sildumisliinidel kl antud võim kruvi võllil. Kui mootorpaati kavatsetakse kasutada asustatud aladel või piirkondades, kus on mürapiirangud, vastab (tänaseks) vastuvõetav müratase perifeersele kiirusele - 160-180 m / s. Olles selle tingimusliku normi ja kruvi läbimõõdu põhjal kindlaks määranud selle maksimaalse pöörete arvu, määrame kindlaks mootori võlli ja kruvivõlli ülekandearvu.

2 m läbimõõduga on lubatud müratase umbes 1500 p / min (läbimõõduga 1 m - umbes 3000 p / min); seega on ülekandearv mootori pöörlemiskiirusel 4500 p/min umbes 3 (1 m läbimõõduga umbes 1,5).

Kasutades joonisel fig. 3, saate määrata propelleri tõukejõu, kui sõukruvi läbimõõt ja mootori võimsus on juba valitud. Meie näite jaoks valitakse kõige saadaolevama võimsusega mootor - 25 hj. ja propelleri läbimõõt - 2 m. Sellel konkreetsel juhul on tõukejõu suurus 110 kg.

Usaldusväärsete käigukastide puudumine on ehk suurim takistus, mida ületada. Amatööride käsitöönduslikes tingimustes valmistatud kett- ja rihmajamid on reeglina ebausaldusväärsed ja madala efektiivsusega. Sunniviisiline paigaldamine otse mootori võllile toob kaasa vajaduse vähendada läbimõõtu ja sellest tulenevalt vähendada propelleri efektiivsust.

Tera laiuse ja sammu määramiseks kasutage nomogrammi, mis on näidatud joonisel fig. 4. Horisontaalsel parempoolsel skaalal kruvivõlli võimsusele vastavast punktist tõmmake vertikaaljoon, kuni see lõikub eelnevalt leitud kruvi läbimõõdule vastava kõveraga. Lõikepunktist tõmmake horisontaaljoon pöörete arvu vasakpoolses skaalas olevast punktist tõmmatud vertikaaliga ristumiskohani. Saadud väärtus määrab projekteeritava propelleri katvuse (lennukitootjad nimetavad labade laiuste summa ja läbimõõdu suhet).

Kahe labaga sõukruvide puhul on katvus võrdne laba laiuse ja propelleri raadiuse suhtega R. Katvuse väärtuste kohal on näidatud propelleri optimaalsete sammude väärtused. Meie näite puhul saadakse järgmised tulemused: katvus σ = 0,165 ja suhteline samm (sammu ja läbimõõdu suhe) h = 0,52. 1 m läbimõõduga kruvi puhul σ = 0,50 m ja h = 0,65. 2 m läbimõõduga sõukruvi peaks olema 2-labaline, laba laiusega 16,5% R, kuna katvus on väike; 1 m läbimõõduga sõukruvi võib olla 6-labaline laba laiusega 50: 3 = 16,6% R või 4-labaline laba laiusega 50: 2 = 25% R. Labade arvu suurenemine vähendavad täiendavalt mürataset.

Piisava täpsusastmega võib eeldada, et sõukruvi samm ei sõltu labade arvust. Anname puidust tera geomeetrilised mõõtmed laiusega 16,5% R. Kõik mõõtmed joonisel joon. 5 on antud raadiuse protsendina. Näiteks lõik D on 16,4% R, mis asub 60% R juures. Lõigu akord on jagatud 10 võrdseks osaks, st igaüks 1,64% R; sokk murtakse läbi 0,82% R. Profiili ordinaadid millimeetrites määratakse raadiuse korrutamisel igale ordinaadile vastava protsendiväärtusega, see tähendab 1,278-ga; 1690; 2,046 ... 0,548.

Mootori võimsuse (pöördemomendi) teisendamine õhusõidukite, mootorsaanide, purilennukite, hõljuki edasiliikumiseks vajalikuks tõukejõuks. Propellerid võivad olla tõmbavad - need paigaldatakse lennukile vms mootori ette (sõidusuunas) ja lükkavad - asetatakse mootori taha. Kruvid võivad olla ühe- ja kahepoolsed koaksiaalsed, kui kaks kruvi asetsevad üksteise kohal, siis ülemise kruvi võll läbib alumise kruvi õõnesvõlli ja need pöörlevad vastassuundades. Vastavalt labade hülsi külge kinnitamise meetodile on propellerid: fikseeritud sammuga, mille labad on tehtud hülsiga terviklikult; muutuva sammuga - kõige levinum tüüp, mille labasid saab lennu ajal pöörata hülsis ümber telje teatud nurga võrra, mida nimetatakse propelleri sammuks; ümberpööratav, mille puhul saab lennul labasid negatiivse nurga alla seada, et tekitada liikumisele vastupidises suunas suunatud tõukejõud (sellisi labasid kasutatakse näiteks efektiivseks pidurdamiseks ja lennuki käigu pikkuse vähendamiseks maandumisel). Labapropelleri eripäraks on võimalus seada labad lennu ajal mööda õhuvoolu nii, et mootori seiskumisel lennul ei suurendaks see lennuki takistust propellerist. Propelleri labade arv on 2 kuni 6 ühekordsete ja kuni 12 koaksiaalsete puhul.

Propelleri tüübid on pearootor ja saba rootor peale rakendatud helikopterid, rootorlennukid, autogüroskoopid.

Entsüklopeedia "Tehnika". - M .: Rosman. 2006 .

Labapropellerid mootori pöördemomendi teisendamiseks sõukruvi tõukejõuks. Paigaldatud lennukitele, mootorsaanidele, mootorsaanidele, hõljukile, ekranoplaanidele jne.
V. sisse. alajaotatud; labade paigaldamise meetodil - konstantse, fikseeritud ja muutuva sammuga propelleritele (need võivad olla labadega või labadega pööratavad); vastavalt astmemuutusmehhanismile - mehaanilise, elektrilise või hüdraulilise ajamiga; vastavalt tööskeemile - otsene või vastupidine skeem; disaini järgi - ühe-, koaksiaal-, kaherealistele, V. sajand. ringis.
V. sisse. koosneb teradest ( cm. Propelleri laba), puksid ja võivad hõlmata ka propelleri sammu muutusi. V. sisse. erinevad läbimõõdult D (0,5-6,2 m) ja labade arvult k (2-12). Hülsi kasutatakse labade kinnitamiseks ja pöördemomendi edastamiseks mootori võllilt. Kõrguse muutmise mehhanism võimaldab muuta labade nurka lennu ajal.
1) V. sisse. muutumatu sammuga, ei pöörle terad ümber oma telgede.
2) V. labad sisse. fikseeritud sammu saab seada enne lendu soovitud nurga alla, kuid töö ajal need ei pöörle.
3) V. sisse. muutuva sammuga saate muuta labade nurka käsitsi juhtimissüsteemi või automaatselt kiiruse regulaatori abil. Regulaator hoiab mootori etteantud pöörete arvu, kontrollides sammu, varustades õli kanalite süsteemi kaudu juhtmehhanismi V vastavatesse õõnsustesse. c. hüdroajamiga.
4) Tuuleliipu juures V. labad saab paigaldada allavoolu, et vähendada aerodünaamilist takistust, kui mootor on sunnitud lennu ajal seisma ( cm. Kruvi sulgemine).
5) Sulg-tagurpidi V. terad. saab seada ka sellisesse asendisse, kus selle pöörlemisel tekib negatiivne tõukejõud, mida kasutatakse maandumisel jooksu ja maapinnal manöövri pikkuse vähendamiseks ( cm. Kruvi ümberpööramine).
Kõrguse muutmise mehaanilised ja elektrilised mehhanismid on suure inertsiga ja seetõttu neid praktiliselt ei kasutata. Kõige levinum V. in. hüdroajamiga.
1) V. sisse. sirge ahela hüdraulilise ajamiga seatakse labad õlirõhu tekitatud jõudude abil väikesele sammule ja vastukaalude tsentrifugaaljõudude abil suurele sammule. Selline V. sisse. kasutatakse mootorite võimsusega kuni 2000 kW.
2) Üle 2000 kW võimsusel suureneb vastukaalude mass märkimisväärselt, seetõttu kasutatakse V.V. vastupidine skeem, kus terad seatakse suurele sammule, kasutades õlirõhu tekitatud jõude, ja väikese sammuga - labade endi tsentrifugaaljõudude abil.
- Ühel propelleril on üks rida labasid,
- koaksiaalne V. sajand. koosneb kahest ühest kruvist, mis on kinnitatud koaksiaalvõllidele ja pöörlevad vastassuundades ( cm. koaksiaalkruvi),
- kaherealine V. saj. koosneb kahest ühest kruvist, mis on üksteise järel ja pöörlevad samas suunas.
- v. v. sellel on rõngas profileeritud rõngas, tänu millele tekib täiendav veojõud; efektiivne madalatel kiirustel (kuni 200 km / h).
Aerodünaamilise takistuse ja võimsuskadude vähendamiseks V. sisendi sisselaskeava juures. paigaldatakse katted (elliptilised, koonilised jne), mis katavad puksi ja labade tagumikku. Ida sajandil. saab paigaldada jäätumisvastaseid süsteeme.
V.-le sisse. uue põlvkonna hulka V. sisse. vähendatud läbimõõt suure hulga laiade õhukeste mõõgakujuliste labadega, mida põhjendamatult kutsutakse propfanideks.
Lennunduse arendamise algperioodil õhuväes. valmistati peamiselt puidust ja järgnevatel aastatel kasutati teisi (teras, titaan, alumiiniumisulamid, komposiitmaterjalid jne).
V. kvaliteedi hindamiseks in. ja nende omavahelist võrdlemist, peamiselt mõõtmeteta α ja võimsust
(β) = N / (ρ) n3D5
(N -, (ρ) - õhu tihedus, n - rootori kiirus)
ja propelleri efektiivsus
(η) = (αλ) / (β) ((λ) = V / nD - suhteline, V - lennukiirus). V. omadused sisse. määratakse lennukatsetel, V. V. uurimistööst. ja nende mudelid tuuletunnelites, samuti teoreetiliselt. Arvutamisel eristatakse 2 juhtumit; labade kuju, suuruse ja arvu määramine vastavalt etteantud väärtustele (α), (β) ja (η) (otsene probleem) ning (α), (β) ja (η) määramine vastavalt tuntud geomeetriale V. v. (pöördülesanne).
Esimest korda V. teraga arvestada. nagu soovitas vene insener S. K. Dževetski 1892. aastal, esitas ta ka 1910. aastal hüpoteesi lamedate sektsioonide kohta (iga tera sektsiooni peetakse nii). Lagundades tiibade tõstejõu dY ja selle aerodünaamilise takistuse dX, määratakse vaadeldava teraelemendi tõukejõud dP ja pöörlemistakistusjõud dQ ning laba kogutõukejõud ja selle pöörlemise takistusjõud ( seega mootori võimsus, mis on vajalik tiiba pöörlemiseks) saadakse piki laba integreerimisel. Põhimõtteliselt määravad teraelemendile mõjuvad jõud langeva voolu suhtelise kiiruse W ja selle geomeetrilise lööginurgaga.
(α) r = (φ) -arctg (V / (ω) r),
(φ) - tera elemendi paigaldusnurk.
Ideaalis on langeva voolu kiirus
W = (ω) Xr + V,
kus (ω) on laba nurkkiirus, r on vaadeldava lõigu raadiuse vektor, V on lennukiiruse vektor. Liikumise ajal lohiseb tera kaasa, andes sellele täiendava induktiivse kiiruse w. Selle tulemusena on tõeline kiirus Wн ,. voolu ümber elemendi ja tõene ((α) n erineb ideaalist. w ja (α) n arvutamine on kruvi teooria põhiprobleem.
Aastatel 1910–1911 töötasid G. Kh. Sabinin ja B. N. Jurijev välja Dževetski teooria, hõlmates selles eelkõige ideaalse propelleri teooria mõningaid sätteid. V. arvutused saadud valemite järgi olid nad katsetulemustega rahuldavalt kooskõlas. 1912. aastal pakkus N. Ye välja keeristeteooria, mis annab täpse füüsilise esituse kruvi tööst ja praktiliselt kõik keerise arvutused. hakati selle teooria alusel läbi viima.
Žukovski teooria kohaselt asendatakse propeller kinnitatud ja vabade keeriste süsteemiga. Sel juhul asenduvad labad kinnitunud keeristega, mis muutuvad piki propelleri telge kulgevaks ning laba tagaservast laskuvad vabad keerised, moodustades üldiselt spiraalse keeriselehe. Eeldusel, et (ω) on ühendus (ω) kiiruse tsirkulatsiooniga tera sektsiooni ümber. Hüpotees lamedate sektsioonide kohta, millel on pidev vool ümber laba, leidis eksperimentaalset kinnitust rõhujaotuse kokkulangemisega pöörleva laba laba sektsioonide vahel. ja samade ristlõikega profiilidega tiivad. Selgus aga, et pöörlemine mõjutab vooluseisaku levimist üle tera pinna ja eelkõige eralduspiirkonnas esinevat harvetust. Tera otsast algav voolueralduspiirkond on sarnane pöörleva toruga, vaakum selles on kontrollitud tsentrifugaaljõud ja tera siseküljel on palju suurem kui tiival.
(λ) 1 juures muutub tõelise (ω) ja keskmise erinevus märgatavaks ning V. v. tõese (ω) puhul muutub sarnaseks lõpliku ulatusega tiiva arvutamisega ( cm. Tiibade teooria). Arvutades tugevalt koormatud V. sisse. (suure võimsuse ja kruvi poolt ära pühitud pinna suhtega) tuleb arvestada keerise deformatsiooniga.
Tulenevalt asjaolust, et ümbermõõdu kiirus V. in. lisandub translatsiooniline, õhu kokkusurutavuse mõju mõjutab eelkõige V. sajandit. (viib efektiivsuse languseni). Alahelikiirusel laba otsa perifeerse kiiruse, õhusõiduki ülekandekiiruse ja allahelikiirusega W korral on õhu kokkusurutavuse mõju (ω) nõrk ja mõjutab ainult laba ümber toimuvat voolu. Alahelikiirusega lendamise ja ülehelikiiruse W korral laba otsas (kui on vaja arvestada keskkonna kokkusurutavust) saab suure kiiruse teooria, mis põhineb kinnitunud (kandvate) keeriste skeemil, praktiliselt ei ole rakendatav ja vajalik on üleminek kandepinna skeemile. Selline üleminek on vajalik ka tera otsa allahelikiirusel, kui selle laius on piisavalt suur. Saadud katseliselt NSV Liidus V. v. ja õhu kokkusurutavusest tulenevaid parandusi kasutati laialdaselt kliimaseadme labade läbimõõtude ja arvu valikul. ja koos labade kuju (eriti nende ristlõigete profiilide) valikuga võimaldas parandada kodumaiste lennukite, sealhulgas Suures Isamaasõjas osalenud lennukite lennuomadusi.
Kõrgete allahelikiiruste valdamise esimesel perioodil oli põhiülesanne suure kiiruse kavandamine kaaluti suure läbimõõduga (kuni 6 m) propellerite loomist, millel on kõrge kasutegur (Propeller 85%) maksimaalsel lennukiirusel. Esitiibade omadused suurel transoonilisel kiirusel saadi esmalt katseliselt nn dreneeritud labadega sõukruvidel ning ühel tiibadel olid ülikriitilise tiiba omadused (1949). Teisele perioodile (alates 60ndatest) on iseloomulik lisanõue - V. in suurenenud tõukejõud. õhkutõusmisel. Selleks on välja töötatud suurendatud kõverusprofiiliga labad. Edasine areng V. sisse. seotud suure hulga laiade õhukeste mõõkjakujuliste labadega kruvide väljatöötamisega. Terade arvu ja laiuse suurenemisega muutub oluliseks vool nende tagumikuosade ümber, kus profiilide võre mõju on märkimisväärne. Lainetakistuse vähendamise vahendiks võib olla coca kuju valimine. Arvutused ja katsed näitavad, et lennukiirustel, mis vastavad Machi lennunumbrile M. panustanud S. Sh. Bas-Dubov, B. P. Bljahman, V. P. Vetšinkin, K. I. Ždanov, G. M. Zaslavski, V. V. Keldõš, A. N. Kishalov, G. I. Kuzmin, A. M. Lepilkin, G. I. Maykapar, I. N. Osthal, N. V. Polskija

Lennundus: entsüklopeedia. - M .: Suur vene entsüklopeedia. Peatoimetaja G.P. Svištšov. 1994 .

õhupropeller Entsüklopeedia "Lennundus"

õhupropeller- Riis. 1. Sõukruvide skeemid. propeller – labaga sõukruvi mootori pöördemomendi teisendamiseks sõukruvi tõukejõuks. Paigaldatud lennukitele, rootorlennukitele, aerokelgudele, hõljukile, ekranoplaanidele jne. v… Entsüklopeedia "Lennundus"

ÕHUPROPELLER- labaga sõukruvi, mille töökeskkonnaks on õhk. Propeller on tavaline lennuki tõukejõusüsteem. Merepropelleri labade geomeetria ja hüdrodünaamilised omadused erinevad oluliselt lennundusest ja ... ... Mereentsüklopeediline viide

Propeller, sõukruvi, milles radiaalselt asetsevad profileeritud labad, pöörlevad, paiskavad õhku ja tekitavad seeläbi tõukejõu. V. sisse. koosneb mootori võllil asuvast puksist ja labadest, mille ulatus on piki ... ... Suur Nõukogude entsüklopeedia

õhupropeller- orasraigtis statusas T ala fizika atitikmenys: angl. tiiviku õhukruvi; propeller vok. Luftschraube, f; Propeller, m; Saugschraube, f rus. propeller, m; propeller, m pranc. aero propulseur, m; hélice aérienne, f; hélice propulsive, f ... Fizikos terminų žodynas

Enne reaktiivmootorite väljatöötamist olid kõikidel lennukitel propellerid, see tähendab sisepõlemismootoritega, nagu autodel, käitatavad propellerid.

Kõik propelleri labad on ristlõike kujuga, mis meenutab lennukitiiva ristlõiget. Propelleri pöörlemisel liigub õhk ümber iga laba esipinna kiiremini kui taga. Ja selgub, et rõhk propelleri ees on väiksem kui selle taga. See loob ettepoole suunatud tõukejõu. Ja selle jõu suurus on seda suurem, seda suurem on propelleri pöörlemiskiirus.

(Ülaloleval pildil) Õhuvool liigub kiiremini piki pöörleva sõukruvi laba esipinda. See vähendab eesmist õhurõhku ja sunnib lennukit edasi liikuma.

Propelleriga juhitav lennuk tõuseb õhku propelleri labade pöörlemisel tekkiva tõukejõu tõttu.

Pöörlevate propelleri labade otsad kirjeldavad õhus olevat spiraali. Õhu hulk, mida propeller endast läbi juhib, sõltub labade suurusest ja pöörlemiskiirusest. Täiendavad labad ja võimsamad mootorid võivad suurendada propelleri kasulikku jõudlust.

Miks on propelleri labad väänatud?

Kui need labad oleksid lamedad, jaotuks õhk ühtlaselt nende pinnale, põhjustades vaid takistust propelleri pöörlemisele. Aga kui terad on kõverad, omandab nende pinnaga kokkupuutuv õhuvool oma suuna tera pinna igas punktis. See tera kuju võimaldab tõhusamalt õhku läbi lõigata ja säilitada kõige soodsama tõukejõu ja õhutakistuse suhet.

Muutuva nurgaga propellerid. Nurka, mille all tera on paigaldatud pearootori rummu, nimetatakse kalde koonuse nurgaks. Mõnel lennukil saab seda nurka muuta ja seeläbi muuta sõukruvi võimalikult kasulikuks erinevates lennutingimustes ehk siis õhkutõusmisel, tõusul või kruiisilennul.