Учак винти: аталышы, классификациясы жана мүнөздөмөлөрү

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Аэродинамика принциптери боюнча аба кыймылынын негизи учуу жана тартылуу күчүндө абанын каршылыгына каршы аракеттенүүчү күчтүн болушу. Планерлерди кошпогондо, бардык заманбап учактарда күчү ушул күчкө айланган кыймылдаткыч бар. Электр станциясынын валынын айлануусун түрткү берүүчү күчкө айландыруучу механизм учактын винти болуп саналат.

Пропеллердин сүрөттөмөсү

Учак винти – кыймылдаткычтын валында айланган жана абада учактын кыймылы үчүн күчтү пайда кылган бычактары бар механикалык түзүлүш. Пучактарды кыйшайтуу менен, винт абаны артка ыргытат, анын алдында төмөнкү басымдын жана анын артында жогорку басымдын аймагын түзөт. Жер бетиндеги дээрлик бардык адамдар өмүрүндө жок дегенде бир жолу бул аппаратты көрүүгө мүмкүнчүлүк алышкан, ошондуктан көптөгөн илимий аныктамалар талап кылынбайт. Пропеллер пышақтардан, кыймылдаткычка атайын фланец аркылуу туташтырылган түйүнчөктөн, хабга орнотулган тең салмактуу салмактардан, винттин кадамын өзгөртүү механизминен жана хабды каптаган фланецтен турат.

Башка ысымдар

Учак винтинин башка аталышы кандай? Тарыхый жактан, эки негизги аталышы болгон: чыныгы пропеллер жана винт. Бирок, кийинчерээк башка аталыштар пайда болуп, бул бөлүмгө дайындалган дизайн өзгөчөлүктөрүн же кошумча функцияларды баса белгилеген. Тактап айтканда:

• Fenestron. Тик учактын куйругундагы атайын каналга сайылган бурамалар.
• Импеллер. Атайын шакекчеге камтылган бурама.
• Propfan. Бул жебе түрүндөгү же кылыч түрүндөгү эки катардагы диаметри кичирейтилген бурамалар.
• Шамалды желдеткич. Келе жаткан аба агымынан авариялык резервдик энергия менен камсыздоо тутуму.
• Ротор. Муну кээде вертолеттун жана башкалардын негизги ротору деп да коюшат.

Пропеллер теориясы

Негизинен, ар кандай учак винти канат сыяктуу аэродинамикалык мыйзамдарга ылайык жашаган миниатюралык кыймылдуу канаттардын бир түрү. Башкача айтканда, атмосфералык чөйрөдө кыймылдап, пыштар өзүнүн профилине жана жантайышына жараша аба агымын түзөт, ал учактын кыймылдаткыч күчү болуп саналат. Бул агымдын күчү конкреттүү профилден тышкары винттин диаметрине жана ылдамдыгына жараша болот. Ошол эле учурда, төңкөрүштөрдөн күчтүн көз карандылыгы квадраттык, ал эми диаметрден - 4-даражага чейин. Жалпы күч формуласы төмөнкүдөй: P=αρn²D^4мында:

• α – винттин тартылуу коэффициенти (каналдардын конструкциясына жана профилине жараша);
• ρ - абанын тыгыздыгы;
• n - айлануулардын саныбурамалар;
• D - буроонун диаметри.

Жогорудагы формула менен салыштыруу кызыктуу, ошол эле бурмалоо теориясынан алынган дагы бир формула. Бул айланууну камсыз кылуу үчүн талап кылынган күч: T=Βρn³D^{5, мында Β – винттин эсептелген кубаттуулук коэффициенти.}

Бул эки формуланы салыштырып караганда, учак винтинин ылдамдыгын жогорулатуу жана винттин диаметрин көбөйтүү менен кыймылдаткычтын талап кылынган күчү экспоненциалдуу түрдө өсөрүн көрүүгө болот. Эгерде тартылуу деңгээли айлануулардын квадратына жана диаметрдин 4-кубатына пропорционалдуу болсо, анда кыймылдаткычтын талап кылынган күчү айлануулардын кубуна жана винттин диаметринин 5-кубатына пропорционалдуу түрдө көбөйөт. Кыймылдаткычтын кубаттуулугу жогорулаган сайын анын салмагы да өсөт, бул дагы көбүрөөк күчтү талап кылат. Учак өнөр жайындагы дагы бир катаал чөйрө.

Пропеллердин мүнөздөмөлөрү

Учакта орнотулган ар кандай винт төмөнкү мүнөздөмөлөргө ээ:

• Бураанын диаметри.
• Геометриялык кыймыл (кадам). Бул термин бир айлануу менен теоретикалык катуу бетке урунган бурама басып өтө турган аралыкты билдирет.
• Трепед - винттин бир айлануудагы иш жүзүндөгү аралыгы. Албетте, бул маани айлануунун ылдамдыгына жана жыштыгына жараша болот.
• Белги бурчу - тегиздик менен винттин чыныгы кадамынын ортосундагы бурч.
• Бычактын формасы – Заманбап бычактын көбү кылыч сымал, ийилген.
• Бычак профили - ар бир бычактын кесилиши, эреже катары, канаттын формасына ээ.
• Орточо аккорд –алдыңкы жана арткы четтеринин ортосундагы геометриялык аралык.

Ошол эле учурда учак винтинин негизги мүнөздөмөсү анын түртүү күчү, башкача айтканда, ал эмне үчүн керек болот.

Кадыр

Пропеллерди винт катары колдонгон учактар турбореакттик кесиптештерине караганда алда канча үнөмдүү. Натыйжалуулугу 86%ке жетет, бул реактивдүү учактар үчүн жеткиликсиз маани. Бул алардын негизги артыкчылыгы, өткөн кылымдын 70-жылдарындагы мунай кризисинде аларды кайра ишке киргизген. Кыска аралыкта ылдамдык экономикага салыштырмалуу маанилүү эмес, андыктан региондук авиациянын учактарынын көбү винт менен башкарылат.

Кемчиликтер

Пропеллери бар учактардын да кемчиликтери бар. Биринчиден, бул таза "кинетикалык" кемчиликтери. Айлануу учурунда самолеттун винти өзүнүн массасына ээ болуп, учактын кузовуна таасирин тийгизет. Эгерде бычактар, мисалы, сааттын жебеси боюнча айланса, анда корпус тиешелүүлүгүнө жараша, сааттын жебесине каршы айланууга умтулат. Пропеллер жараткан турбуленттиктер учактын канаттары жана эмпеннаждары менен активдүү өз ара аракеттенип, оңго жана солго түрдүү агымдарды жаратып, учуу жолун туруксуздаштырат.

Акыры, айлануучу пропеллер гироскоптун бир түрү, башкача айтканда, ал өзүнүн абалын сактап калууга умтулат, бул аба үчүн учуу жолун өзгөртүүнү кыйындатат.сот. Учак винтинин бул кемчиликтери көптөн бери эле белгилүү жана конструкторлор кемелердин өздөрүн же алардын башкаруучу беттерин (рулду, спойлер ж. б.) конструкциялоодо белгилүү бир асимметрияны киргизүү жолу менен алар менен күрөшүүгө үйрөнүшкөн. Адилеттүүлүк үчүн, реактивдүү кыймылдаткычтарда да ушундай "кинетикалык" кемчиликтер бар экенин белгилей кетүү керек, бирок бир аз азыраак.

Самолет винтинин диаметринин жана айлануу ылдамдыгынын белгилүү чектерге көбөйүшү түртүүнүн көбөйүшү түрүндөгү эффектти бербей калганда, кулпулоо эффектиси деп аталган кемчиликтерге да таандык кылынышы мүмкүн. Бул эффект пычактардын айрым бөлүктөрүндө аба агымынын жакын же үндүн ылдамдыгында пайда болушу менен байланыштуу, бул толкун кризисин жаратат, башкача айтканда, аба соккуларынын пайда болушу. Чындыгында, алар үн чек арасын басып өтүшөт. Ушуга байланыштуу винти бар учактын максималдуу ылдамдыгы 650-700 км/сааттан ашпайт.

Балким, 950 км/саатка чейин ылдамдыкка жеткен Ту-95 бомбалоочу учактын бир гана өзгөчөлүгү болгон, башкача айтканда, дээрлик үн ылдамдыгы. Анын кыймылдаткычтарынын ар бири карама-каршы багытта айланган эки коаксиалдык винт менен жабдылган. Пропеллери бар учактардын акыркы көйгөйү бул алардын ызы-чуусу, ага карата талаптар авиациялык бийликтер тарабынан тынымсыз күчөтүлөт.

Классификация

Учак винттерин классификациялоонун көптөгөн жолдору бар. Алар жасалган материалга, бычактардын формасына, диаметрине, санына, ошондой эле бир катар башкаларга жараша топторго бөлүнөт.өзгөчөлүктөрү. Бирок, эң негизгиси, алардын эки критерий боюнча классификациясы:

• Биринчи - өзгөрүлмө жана туруктуу винттер бар.
• Экинчи - тартуу жана түртүү бурамалар бар.

Биринчиси учактын алдына, экинчиси тиешелүүлүгүнө жараша арткы жагына орнотулган. Түртүүчү винти бар учак мурда пайда болгон, бирок андан кийин ал бир аз убакытка унутулуп, салыштырмалуу жакында гана асманда кайрадан пайда болгон. Азыр бул макет чакан учактарда кеңири колдонулат. Ал тургай, бир эле учурда тартуу жана түртүүчү бычак менен жабдылган абдан экзотикалык варианттар бар. Арткы винти бар учактын бир катар артыкчылыктары бар, алардын эң негизгиси анын көтөрүү жана сүйрөө катышы жогору. Бирок винттен кошумча аба агымы болбогондуктан, канат эң начар учуу жана конуу мүнөздөмөсүнө ээ.

Өзгөрмө бурамалар

Өзгөрмө бийиктиги бар винттер дээрлик бардык заманбап орто жана чоң учактарда орнотулган. Лайктын чоң кадамы менен көп күчкө жетишилет, бирок кыймылдаткычтын ылдамдыгы кыйла төмөн болсо, ылдамдануу өтө жай болот. Бул машиненин жогорку ылдамдыкта өтүүгө аракет кылгандагы абалына абдан окшош.

Жогорку ылдамдык жана винттин кичине кадамы токтоп калуу жана нөлгө чейин түшүрүү коркунучун жаратат. Ошондуктан, учуу учурунда бийиктиги тынымсыз өзгөрүп турат. Эми бул автоматташтыруу аркылуу ишке ашат, бирок буга чейин учкуч өзү муну кол менен дайыма көзөмөлдөп турушу керек болчу.бурчту тууралоо. Пропеллердин кадамын өзгөртүү механизми - бул айлануу огуна салыштырмалуу канаттарды керектүү даражада айландыруучу жетектөөчү механизми бар атайын втулка.

Россиядагы заманбап өнүгүү

Түзмөктөрдү жакшыртуу боюнча иштер эч качан токтогон эмес. Учурда AB-112 самолетунун жаңы винтинин сыноолору жүргүзүлүүдө. Ал Ил-112В жеңил аскердик транспорттук учактарда колдонулат. Бул 87% эффективдүүлүгү, диаметри 3,9 метр жана айлануу ылдамдыгы 1200 айн / мин жана өзгөрүлмө кадамы бар 6 канаттуу винт. Жаңы бычак профили иштелип чыкты жана анын дизайны жеңилдетилди.