Loading AI tools
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Пові́тряний гвинт, пропе́лер (англ. propeller, від лат. propello — «підганяю», «штовхаю вперед») — лопатева машина (лопатевий агрегат), що приводиться в обертовий рух двигуном і призначена для перетворення потужності (крутного моменту) двигуна в тягу.
Повітряний гвинт | |
Повітряний гвинт у Вікісховищі |
Пропелер застосовується як рушій для літаків, автожирів, цикложирів (циклокоптерів) і вертольотів з поршневими і турбогвинтовими двигунами, а також у тій же якості — для екранопланів, аеросаней, аероглісерів та суден на повітряній подушці. У автожирів і вертольотів повітряний гвинт використовується як тримальний гвинт, а у вертольотів ще і як кермовий гвинт.
Лопаті гвинта, обертаючись захоплюють повітря й відкидають його в напрямку, який протилежний до руху. Перед гвинтом утворюється зона пониженого тиску, за гвинтом — підвищеного. Обертання лопатей повітряного гвинта приводить до того, що маси повітря, які ним відкидаються, набувають одночасно руху в коловому й радіальному напрямах, на що й використовується основна енергія, яка підводиться до гвинта.
Ідею повітряного гвинта ще в 1483 році запропонував Леонардо да Вінчі, а вперше застосував на практиці М. В. Ломоносов. У 1754 році він побудував модель приладу з повітряним гвинтом для метеодосліджень прототип гелікоптера з двома гвинтами для вертикального злету[1]. Вихрову теорію повітряного (гребного) гвинта розробив у 1912—18 роках М. Є. Жуковський.
Перші повітряні гвинти виготовляли з дерева. В 20-х роках вони стали металевими (із дюралюмінію). З появою реактивних літаків пропелери відійшли на задній план. Основними аеродинамічними варіантами літаків в період з 1905 по 1908 р. були: біплан з коробчастим крилом, переднім кермом висоти і штовхальним пропелером; біплан (поліплан) без перегородок на крилі з тягнучим гвинтом; моноплан «нормальної» схеми з тягнучим гвинтом; моноплан з самобалансуючим крилом без стабілізуючого хвостового оперення.
Наступним кроком у розвитку повітряного гвинта була поява можливості зміни кроку як на землі, так і в польоті. Останні конструкції набули поширення в кінці 1930-х років
З подорожчанням палива, конструктори знову згадали про економічніші у порівнянні з реактивною тягою повітряні гвинти, створили так звані гвинтовентилятори — пропелери з 8-12 тонкими лопатями. Порівняно із звичайними гвинтами вони мають менший діаметр і масу, набагато менше шумлять, а, головне, економлять майже третину палива.
Повітряні гвинти поділяються:
Визначальними технічними параметрами є діаметр гвинта, ширина і товщина лопаті, а також крок гвинта.
Діаметром гвинта D називається діаметр кола, яке описують кінці його лопатей під час обертання.
Ширина лопаті b- це хорда перетину на заданому радіусі. У розрахунках зазвичай використовують відносну ширину лопаті.
Товщиною лопаті c на радіусі називається найбільша товщина перерізу на цьому радіусі.
Товщина змінюється вздовж радіуса лопаті, зменшуючись від центру гвинта до його кінця. Під відносною товщиною розуміють відношення абсолютної товщини до ширини лопаті на тому ж радіусі:
Кутом установки перерізу φ лопаті називається кут, утворений хордою даного перетину з площиною обертання гвинта.
Кроком перетину лопаті H називається відстань, яку пройде цей перетин в осьовому напрямку при повороті гвинта на один оберт навколо своєї осі, загвинчуючись в повітря як в тіло, що не стискується.
Крок і кут установки перерізу пов'язані очевидним співвідношенням:
Реальні повітряні гвинти мають крок, що змінюється вздовж радіуса за певним законом. За характерний кут встановлення лопаті приймається, зазвичай, кут встановлення перерізу, розташованого на 0,75 R від осі обертання гвинта, що позначається як φ0,75.
Круткою лопаті називається зміна по радіусу кутів між хордою перетину на даному радіусі та хордою на радіусі 0,75 R, тобто φ-φ0,75.
Для зручності користування всі перераховані геометричні характеристики часто відображають графічно у функції від поточного радіуса гвинта.
ККД сучасних повітряних гвинтів досягає 82…86 %, що робить їх досить привабливими для авіаконструкторів. Літаки з турбогвинтовими рушіями є значно економічнішими порівняно з літаками з реактивними двигунами. Однак повітряний гвинт має і деякі обмеження, як конструктивного, так і експлуатаційного характеру. Деякі з цих обмежень наведено нижче.
Авіаконструктори постійно шукають нові технічні рішення, що покращити характеристики гвинтових рушіїв.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.