Пропеллер с постоянной скоростью - Constant-speed propeller

Эта статья включает Список ссылок, связанное чтение или внешняя ссылка, но его источники остаются неясными, потому что в нем отсутствует встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшать эта статья введение более точные цитаты. (Июль 2009 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

В разрезе ступица винта с постоянной частотой вращения

Гидравлический винт постоянной скорости на Rotax 912S двигатель в Dyn'Aéro MCR01 Сверхлегкий самолет.

А постоянная скорость пропеллер это воздушный винт переменного шага что автоматически меняет его шаг лезвия для поддержания выбранной скорости вращения. Выдаваемая мощность пропорциональна арифметическому произведению скорости вращения и крутящего момента (радиан / сек × крутящий момент), а работа гребного винта делает упор на крутящий момент. Работа лучше подходит для современных двигателей, особенно с наддувом и газотурбинных двигателей.

Операция

Воздушный винт действует как источник толкать что преодолевает тащить действующий на самолет. Он также может частично преодолевать вес самолета, вызывая набор высоты.

Когда самолет неподвижен с вращающимся винтом (в спокойном воздухе), воздух проходит мимо узкой передний край пропеллера. Это наиболее эффективная конфигурация, поскольку силы сопротивления пропеллера действуют через его край. Когда самолет начинает двигаться вперед, воздушный поток начинает давить на переднее более широкое сечение пропеллера, создавая большее сопротивление.

Пропеллер с постоянной скоростью может частично вращаться вдоль самой длинной оси лопасти, поглощая больший поток воздуха по сравнению с самолетом, позволяя винту сохранять наиболее эффективную ориентацию относительно воздушного потока вокруг него. Это уравновешивает компромисс, который гребные винты фиксированного шага должны делать между высокими взлетными характеристиками и высокими крейсерскими характеристиками.

Мельче угол атаки требует наименьшего крутящего момента, но наибольшего Об / мин, потому что пропеллер не перемещает много воздуха при каждом обороте. Это похоже на автомобиль, работающий в низкая передача. Когда автомобилист достигает крейсерской скорости, они замедляют двигатель, переключаясь на более высокую передачу, при этом обеспечивая достаточную мощность для движения автомобиля. В самолете это достигается за счет увеличения угла атаки винта. Это означает, что пропеллер перемещает больше воздуха за один оборот и позволяет двигателю вращаться медленнее при перемещении эквивалентного объема воздуха, таким образом поддерживая скорость.

Первые попытки создания гребных винтов с постоянной скоростью были названы воздушными винтами противовеса, которые приводились в движение механизмами, работающими от центробежная сила. Их работа идентична работе Губернатор Уоттса используется для ограничения скорости пара и больших дизельные двигатели. Эксцентриковые грузы устанавливались возле спиннера или внутри него, удерживаясь пружиной. Когда винт достиг определенного числа оборотов в минуту, центробежная сила заставляла грузы качаться наружу, что приводило в движение механизм, который крутил винт до более крутого шага. Когда винт замедляется, частота вращения уменьшается настолько, чтобы пружина толкала грузы обратно, перестраивая винт на меньший шаг.

В более новых моделях гребных винтов с постоянной частотой вращения масло прокачивается через вал гребного винта, чтобы надавить на поршень, который приводит в действие механизм для изменения шага. Расход масла и шаг регулируется регулятором, состоящим из Speeder Spring, мухи и пилотный клапан. Натяжение пружины спидера регулируется рычагом управления воздушным винтом, который устанавливает число оборотов в минуту. Регулятор будет поддерживать эту настройку оборотов до тех пор, пока не возникнет состояние превышения или понижения скорости двигателя. Когда возникает условие превышения скорости, гребной винт начинает вращаться быстрее, чем желаемое значение частоты вращения. Это произойдет при снижении самолета и увеличении скорости полета. Грузики начинают вытягиваться наружу из-за центробежной силы, которая еще больше сжимает пружину спидера. Когда это происходит, поршень перемещается вперед, позволяя управляющему клапану открыться и масло вытекать из масла. отстойник в хаб. Это увеличение давления масла увеличит угол наклона гребного винта, что приведет к его замедлению до желаемого значения частоты вращения. Когда возникает пониженная скорость, например, при наборе высоты с потерей скорости, происходит прямо противоположное. Скорость полета уменьшается, в результате чего винт замедляется. Это приведет к смещению грузиков внутрь из-за недостатка центробежной силы, и пружина спидера будет ослаблена. Когда это происходит, поршень будет двигаться в противоположном направлении, заставляя управляющий клапан пропускать масло из ступицы обратно в масляный поддон. Угол лопасти гребного винта теперь уменьшится до меньшего шага, позволяя гребному винту вернуться к желаемой скорости вращения. Этот процесс обычно происходит часто во время полета.

Практически все высокопроизводительные винтовые самолеты имеют винты с постоянной частотой вращения, поскольку они значительно улучшают эффективность топлива и производительность, особенно на большой высоте.

Установки с постоянной скоростью

Силы изменения шага на гребном винте с постоянной скоростью.

А блок постоянной скорости (CSU) или пропеллерный губернатор установлено ли устройство на одном из этих гребных винтов для автоматического изменения его подача чтобы попытаться поддерживать постоянную скорость двигателя. Большинство двигателей развивают максимальную мощность в узком диапазоне скоростей. Можно сказать, что CSU для самолета то, что Вариатор для автомобиля: двигатель может работать с оптимальной скоростью, независимо от того, с какой скоростью летит самолет. Появление CSU имело еще одно преимущество: оно позволило разработчикам авиационных двигателей упростить системы зажигания; автоматический искровое продвижение в двигателях автомобилей упрощается в двигателях самолетов.

Для изменения высоты тона используются три метода. Двигатель давление масла это обычный механизм, используемый в коммерческих самолетах, а также в двигателях Continental и Lycoming, установленных на легких самолетах. Альтернативно или дополнительно, центробежный грузы могут быть прикреплены непосредственно к гребному винту, как в Яковлев Як-52. Небольшие современные двигатели с CSU, такие как Rotax 912, может использовать либо традиционный гидравлический метод, либо электрический механизм управления шагом. Пилоту требуется дополнительная подготовка и, в большинстве юрисдикций, официальное согласие, прежде чем ему будет разрешено управлять самолетом, оснащенным CSU. CSU не разрешается устанавливать на самолетах, сертифицированных в соответствии с легкий спортивный самолет правила в Соединенных Штатах.

Смотрите также

• Винт изменяемого шага - винт, в котором шаг лопастей выбирается пилотом вручную.

Рекомендации

• http://www.pilotfriend.com/aero_engines/aero_eng_dvmt.htm, Кимбл Д. Маккатчен