Vliegtuigskroef: naam, klassifikasie en kenmerke

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Die basis van lugbeweging op die beginsels van aerodinamika is die teenwoordigheid van 'n krag wat lugweerstand in vlug en swaartekrag teëwerk. Alle moderne vliegtuie, met die uitsondering van sweeftuie, het 'n enjin waarvan die krag in hierdie krag omgeskakel word. Die meganisme wat die rotasie van die as van die kragsentrale in stuwing omskakel, is die vliegtuig se skroef.

Skroefbeskrywing

Vliegtuigskroef is 'n meganiese toestel met lemme wat deur 'n enjinas gedraai word en stoot skep vir die beweging van die vliegtuig in die lug. Deur die lemme te kantel, gooi die skroef lug terug, wat 'n gebied van lae druk voor dit skep en hoë druk daaragter. Byna alle mense op aarde het ten minste een keer in hul lewens die geleentheid gehad om hierdie toestel te sien, so talle wetenskaplike definisies word nie vereis nie. Die skroef bestaan uit lemme, 'n naaf wat deur 'n spesiale flens aan die enjin gekoppel is, balanserende gewigte wat op die naaf geplaas is, 'n meganisme om die spoed van die skroef te verander en 'n kuip wat die naaf bedek.

Ander name

Wat is 'n ander naam vir 'n vliegtuigpropeller? Histories was daar twee hoofname: die werklike skroef en die skroef. Later het egter ander name verskyn, wat óf ontwerpkenmerke óf bykomende funksies wat aan hierdie eenheid toegeken is, beklemtoon. Spesifiek:

• Fenestron. 'n Skroef wat in 'n spesiale kanaal in die stert van 'n helikopter geplaas is.
• Waaier. 'n Skroef wat in 'n spesiale ring ingesluit is.
• Propfan. Dit is pylvormige, of sabelvormige skroewe in twee rye met 'n verminderde deursnee.
• Windfan. Noodrugsteunkragtoevoerstelsel vanaf die aankomende lugvloei.
• Rotor. Dit word soms die hoofrotor van 'n helikopter genoem en sommige ander.

Skroefteorie

In sy kern is enige vliegtuigskroef 'n soort beweegbare vlerke in miniatuur, wat volgens dieselfde wette van aerodinamika as die vlerk leef. Dit wil sê, beweeg in die atmosferiese omgewing, die lemme, as gevolg van hul profiel en helling, skep 'n lugvloei, wat die dryfkrag van die vliegtuig is. Die sterkte van hierdie vloei, benewens die spesifieke profiel, hang af van die deursnee en spoed van die skroef. Terselfdertyd is die afhanklikheid van stukrag op revolusies kwadraties, en van deursnee - selfs tot die 4de graad. Die algemene stukragformule is soos volg: P=αρn²D^4waar:

• α – skroefdrukkoëffisiënt (hang af van die ontwerp en profiel van die lemme);
• ρ - lugdigtheid;
• n - aantal omwentelingeskroewe;
• D is die skroefdeursnee.

Dit is interessant om te vergelyk met die bogenoemde formule, nog een wat van dieselfde skroefteorie afgelei is. Dit is die vereiste drywing om rotasie te verseker: T=Βρn³D^{5, waar Β die berekende drywingsfaktor van die skroef is.}

Deur hierdie twee formules te vergelyk, kan gesien word dat deur die spoed van die vliegtuigskroef te verhoog en die deursnee van die skroef te vergroot, die vereiste enjinkrag eksponensieel groei. As die stootvlak eweredig is aan die kwadraat van die omwentelinge en die 4de mag van die deursnee, dan neem die vereiste enjinkrag reeds toe in verhouding tot die kubus van die omwentelinge en die 5de mag van die skroefdeursnee. Soos enjinkrag toeneem, neem sy gewig ook toe, wat selfs meer stukrag verg. Nog 'n bose kringloop in die vliegtuigbedryf.

Skroefspesifikasies

Enige skroef wat op 'n vliegtuig geïnstalleer is, het die volgende kenmerke:

• Skroefdeursnee.
• Meetkundige skuif (stap). Hierdie term verwys na die afstand wat die skroef sou beweeg en in een omwenteling in 'n teoretiese soliede oppervlak vasval.
• Trap - die werklike afstand wat die skroef in een omwenteling afgelê het. Uiteraard hang hierdie waarde af van die spoed en die frekwensie van rotasie.
• Lemhoek - die hoek tussen die vlak en die werklike spoed van die skroef.
• lemvorm – Meeste moderne lemme is sabelvormig, geboë.
• Lemprofiel - die dwarssnit van elke lem het as 'n reël 'n vlerkvorm.
• Gemiddelde lem-akkoord –geometriese afstand tussen voor- en agterkante.

Terselfdertyd is die hoofkenmerk van 'n vliegtuigskroef sy stootkrag, dit wil sê waarvoor dit nodig is.

Dignity

Vliegtuie wat 'n skroef as 'n skroef gebruik, is baie meer ekonomies as hul turbojet-eweknieë. Die doeltreffendheid bereik 86%, wat 'n onbereikbare waarde vir straalvliegtuie is. Dit is hul grootste voordeel, wat hulle eintlik weer in werking gestel het tydens die oliekrisis van die 70's van die vorige eeu. Op kort afstande is spoed nie krities in vergelyking met ekonomie nie, dus is die meeste streeklugvaartvliegtuie skroefgedrewe.

Flaws

Skroefvliegtuie het ook nadele. Eerstens is dit suiwer "kinetiese" nadele. Tydens rotasie het die skroef van die vliegtuig, wat sy eie massa het, 'n effek op die liggaam van die vliegtuig. As die lemme byvoorbeeld kloksgewys draai, is die behuising geneig om onderskeidelik antikloksgewys te draai. Die turbulensies wat deur die skroef geskep word, werk aktief in wisselwerking met die vlerke en empennage van die vliegtuig, wat verskillende vloeie na regs en links skep, en sodoende die vlugbaan destabiliseer.

Laastens, die roterende skroef is 'n soort giroskoop, dit wil sê, dit is geneig om sy posisie te behou, wat dit moeilik maak om die vlugbaan vir lug te veranderhof. Hierdie tekortkominge van die vliegtuigskroef is al lank bekend, en ontwerpers het geleer om dit te hanteer deur 'n sekere asimmetrie in die ontwerp van die skepe self of hul beheeroppervlaktes (roere, bederf, ens.) in te voer. In regverdigheid moet daarop gelet word dat straalenjins ook soortgelyke "kinetiese" tekortkominge het, maar in 'n ietwat mindere mate.

Die sogenaamde sluiteffek kan ook toegeskryf word aan die nadele, wanneer 'n toename in die deursnee en rotasiespoed van die vliegtuigskroef tot sekere grense ophou om 'n effek in die vorm van 'n toename in stukrag te produseer. Hierdie effek word geassosieer met die voorkoms in sekere dele van die lemme van lugvloei van naby- of supersoniese spoed, wat 'n golfkrisis skep, dit wil sê die vorming van lugskokke. Trouens, hulle oorkom die klankgrens. In hierdie verband oorskry die maksimum spoed van vliegtuie met 'n skroef nie 650-700 km/h nie.

Miskien was die enigste uitsondering die Tu-95-bomwerper, wat spoed van tot 950 km/h bereik, dit wil sê amper soniese spoed. Elkeen van sy enjins is toegerus met twee koaksiale skroewe wat in teenoorgestelde rigtings draai. Wel, die laaste probleem van skroefaangedrewe vliegtuie is hul geraas, waarvoor die vereistes voortdurend deur die lugvaartowerhede verskerp word.

Klassifikasie

Daar is baie maniere om vliegtuigpropellers te klassifiseer. Hulle word in groepe verdeel, afhangende van die materiaal waaruit hulle gemaak is, die vorm van die lemme, hul deursnee, hoeveelheid, sowel as 'n aantal ander.eienskappe. Die belangrikste is egter hul klassifikasie volgens twee kriteria:

• Eerste - daar is skroewe met veranderlike en vaste spoed.
• Tweede - daar is trek- en drukskroewe.

Die eerste is in die voorkant van die vliegtuig geïnstalleer, en die tweede, onderskeidelik, agter.’n Vliegtuig met’n stootskroef het vroeër opgestaan, maar toe was dit vir’n geruime tyd vergete en het eers relatief onlangs weer in die lug verskyn. Nou word hierdie uitleg wyd op klein vliegtuie gebruik. Daar is selfs nogal eksotiese opsies, toegerus met beide trek- en stootlemme op dieselfde tyd.’n Vliegtuig met’n agterskroef het’n aantal voordele, waarvan die belangrikste sy hoër lig-tot-sleep-verhouding is. Weens die gebrek aan bykomende lugvloei vanaf die skroef, het die vlerk egter die swakste opstyg- en landingseienskappe.

Veranderlike toonhoogte-skroewe

Skroef met veranderlike toonhoogte word op byna alle moderne medium en groot vliegtuie geïnstalleer. Met 'n groot lemsteek word baie stukrag verkry, maar as die enjinspoed redelik laag is, sal die versnelling uiters stadig wees. Dit is baie soortgelyk aan die situasie met 'n motor wanneer hy in hoër ratte probeer wegspring.

Hoë spoed en klein skroefhoogte skep die gevaar om te stop en stootkrag tot nul te laat val. Daarom, tydens die vlug, verander die toonhoogte voortdurend. Nou word dit deur outomatisering gedoen, maar voorheen moes die vlieënier self dit voortdurend met die hand monitor.verstel die hoek. Die meganisme om die spoed van die skroef te verander is 'n spesiale bus met 'n dryfmeganisme wat die lemme relatief tot die rotasie-as met die vereiste graad roteer.

Moderne ontwikkeling in Rusland

Werk aan die verbetering van toestelle het nog nooit opgehou nie. Tans word toetse van 'n nuwe skroef van die AB-112-vliegtuig uitgevoer. Dit sal op die Il-112V ligte militêre vervoervliegtuie gebruik word. Dit is 'n 6-lem skroef met 'n doeltreffendheid van 87%, 'n deursnee van 3,9 meter en 'n rotasiespoed van 1200 rpm en 'n veranderlike spoed skroef. 'n Nuwe lemprofiel is ontwikkel en sy ontwerp is verlig.