Воздушные
винты.
Для того, чтобы модель
самолета совершала движение, к ней
необходимо приложить силу, которая
называется силой тяги. Сила тяги образуется
при помощи воздушного винта, который,
вращаясь, своими лопастями отбрасывает
поток воздуха назад, т.е. в противоположную
полету сторону. По 3 закону Ньютона –
каждому действию соответствует равное и
противоположное направленное
противодействие – поток воздуха стремится
оттолкнуть воздушный винт в обратную
сторону – в сторону полета.
Возникающая подъемная сила поднимает
модель в воздух.
ПОДБОР
ВОЗДУШНЫХ ВИНТОВ ДЛЯ АВИАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ.
1. ОСНОВНЫЕ
ПОНЯТИЯ О ВОЗДУШНОМ ВИНТЕ
Воздушный
винт – это часть простого винта. Можно это
представить следующим образом, - превратим
резьбу простого винта в очень высокие
гребни и отрежем от указанного
винта кусок; получим подобие воздушного
винта.
Рассмотрим
основные геометрические параметры
воздушного винта.
1. Диаметр воздушного винта
D
– это диаметр круга, описываемого концами
воздушного винта; половина диаметра – это
радиус
R
воздушного винта.
2. Шаг воздушного винта
H
– расстояние, которое проходит винт вдоль
оси за один оборот, или расстояние между
соседними витками винтовой линии (в
однозаходном винте) и через виток – в
двухзаходном. Шаг воздушного винта может
быть постоянным или переменным.
Понятие геометрического шага выводится
из предположения, что винт вращается в
твердом теле (для упрощения вывода); в
действительности же воздушный винт
вращается в воздухе и путь, проходимый
винтом за один оборот, будет меньше.
Действительный шаг отличается от
геометрического шага на величину, которая
называется скольжением. Действительный
шаг получил наименование поступи винта
– это расстояние, которое самолет или
модель самолета пролетает за один оборот
воздушного винта.
Значит, поступь винта – это частное от
деления скорости модели на число оборотов
воздушного винта: Н = v/n.
Относительная поступь – это частное от
деления поступи на диаметр винта: λ = H/D.
Воздушный винт, устанавливаемый
впереди модели, называется тянущим винтом.
В некоторых случаях винты устанавливают
сзади крыла; такой винт называется толкающим.
3. Профиль воздушного винта – это сечение лопасти винта по
его рабочей части. Передняя часть профиля
называется носом, а противоположная
часть – хвостовиком. Расстояние между
наиболее отдаленными точками носа и
хвостовика называется шириной профиля,
а линия, соединяющая эти точки, называется хордой
профиля. Наибольшее расстояние,
перпендикулярное хорде профиля, называется
толщиной профиля.
Рассмотрим основные аэродинамические
характеристики воздушного винта.
1. Угол атаки:
угол расположения
профиля винта к потоку воздуха - α
2. Качество профиля – отношение
величины подъемной силы к лобовому
сопротивлению, которое получается при
обтекании профиля воздушного винта
воздухом.
1.
Угол
установки сечения:
угол расположения сечения относительно
плоскости вращения воздушного винта -φ.
2. ПОДБОР
ВИНТА ДЛЯ АВИАМОДЕЛИ
Перейдем теперь к подбору воздушных
винтов для моделей. На рисунке приведены
характеристики, которые построены на
основании аэродинамических испытаний
серии готовых винтов, имеющих одинаковые
геометрические размеры лопастей и профилей,
но отличающихся шагом.
Каждому шагу
винта или углу установки лопасти в
расчетном сечении на характеристике
соответствует своя кривая, которая
характеризует изменение коэффициента
мощности в зависимости от относительной
поступи. Соотношению β – коэффициента
мощности и λ – относительной поступи на
кривой соответствует определенный
коэффициент полезного действия воздушного
винта. В средней части указанной
характеристики имеется оптимальная тачка,
где к.п.д. наибольший для данной серии
винтов.
При подборе
воздушного винта необходимо стремиться к
оптимальному режиму. Подбор винта
заключается в следующем: по паспорту или
характеристике двигателя выбирают
максимальную мощность и обороты двигателя.
Затем записывают относительную поступь λ
и коэффициент мощности β. В связи с тем,
что диаметр воздушного винта еще не найден,
λ и β берут с характеристики винтов,
соответствующей оптимальной точке. Теперь
вычисляют диаметр воздушного винта. Может
случиться, что при заданных
характеристиках двигателя λ и β
отличаются от λ и β, выбранных ранее.
Тогда в внешней характеристики вбирают
другой режим и повторяют вычисление
диаметра с новыми λ и β.
Подобрав
диаметр, а затем шаг, форму винта, ширину и
толщину лопасти, выбирают профиль сечения
лопасти. После определения геометрических
параметров воздушного винта устанавливают
размеры заготовок. Длина заготовки берется
с припуском 3 – 4 мм.
После
изготовления воздушного винта его
балансируют, так как несбалансированный
воздушный винт может привести к вибрации
модели. Если винт поставить на линейки, то при плохой балансировке он стремится
повернуться в сторону тяжелой части. Чтобы
винт находился в равновесии, необходимо
снять лишний материал.
Балансируют
воздушные винты только статически, что
вполне достаточно для уменьшения вибрации.
|