Практическая аэродинамика дельтаплана (Азарьев И.А., Горшенин Д.С., Силков В.И., 1992 - Практическая аэродинамика дельтаплана), страница 17

В табл. 5.! приведены относительные координаты наиболее часто применяемых профилей КЛАРК-У, КЛг-6 и ВС-2. Пересчет профиля с одной относительной толщины иа другую производится по формулам йьвчх ~ + а~/ + хнаех ( ьс/ Уь— 2 хьаск / а~/+ хнисх ( + З":~ Уя— 2 где й. = с/Ь; Ь = с/Ь. чччучу.то$4Ыа.зрЬ.ги — Самолет своими руками?.' Таблица 5! кларк-т вс-а ее «арам узть рать реть и!ь О,!28Ь 0,12Ь О,озь га О,ОБЬ 0.079ЗЬ ге ап Важными параметрами сечения лопасти являются: радиус носка г, максимальная вогнутость 7 средней линии, которые показаны иа рис.

5.2. Величина хорды также изменяется вдоль лопасти. Обычно заиболыпая хорда расположена на середние длины лопасти. 1Цнрину лопасти измеряют в долях диаметра в виде отиосительтой хорды (рис. б.З): Б =- Ь/О. Угол между хордой сечения и плоскостью вращения винта называется углом установки данного сечения (ер„,). Угол уста- Рис. 5.2. Параметры сечения лопасти винта 7 И. А. Ааарьее о 2 2,5 Б !о 20 зо 40 БО БО то 8О 90 95 !оо 0,2992 0,549 0,6625 0,8ОББ 0,957 1,'0 0 983 0,928 0,829 О,6835 0,52! О.ЗЗ75 о О. 2992 0,128! 0,08!! О 0584 0.0085 0 о о о о о о о 0 0,41 0,592 0,786 0.961 1,'0 0,99! 0,961 о,зтз 0,747 0,572 О,З69 о О о о о о о О 0 о о о о о о 0.076 О,!89 0,304 0,462 0,652 0,726 о,тзт 0,706 О,БЗЗ 0,528 О 406 0,242 0,154 О,! 2! О,! 67 0,219 0,259 0.259 0,235 0,208 О,!8! О,'!54 0,127 о.!о О.'086 о титтти.то$4Ь-!а.арЬ.ги — Самолет своими руками? .' Я7О 5.2.2.

Кинематические параметры винта Параметры, определяющие поступательное и вращательное движение винта, называются кинематическимп параметраъш. При работе воздушного винта на месте элемент лопасти движется в плоскости врнщспня по окружности н угол установки ение Оз О,5 О4 О5 Да О,7 Од Ду 7О Рис. 5.4. Схема винта ЦАГИ СДВИ а=А повии изменяется по длине лопасти. Са- мый большой угол у комля (рпс. 5.45 О 7~ Важной характеристикой винта является форма лопасти. Форма лопасти выбирается из условий получения мз— ксимальиой эффективности, прочности, чОа вибростойкости, а также с учетом особенностей эксплуатации винта.

Коэффициент полезного действия д винта мало зависит от формы лопасти. Так, различные формы лопасти отли шиш а и хорда лопасти винта ются значениями КПД в пределах 3 ба. вдове радиуса Однако узкие лопасти имеют меньшу о тягу на малых скоростях. Для малых скоростей наиболее эффективно применять лопасти, у которы с максимальная хорда расположена на (0,5 ... 0,55) 7с н остает.я достаточно большой к концам.

Прочность винта су7цествсппо зависит от формы лопасти. При некоторых формах лопасти в ней развиваются значительные напряжения изгиба и кручения, вследствие чего лопасть закручивается и изменяются ее аэродинамические характеристики, При этом может нарушаться симметрия аэродинамической нагрузки и возникают вибрации. У современных винтов, как правило, лвния центров тяжести сечений перпендикулярна осп вр;- щения винта или наклонена под небольшим углом вперед по направлению полста. чтчтчт.то$4Ь-!а.зрЬ.ги — Самолет своими руками?.' Ьл'г ЬЬ (5Д) Рас.

о.о. К ввамагпчсскпе параметры в элементарные силн в сечении лопасти влага лопасти ~р является фактическим углом атаки (без учета нндуцнрованной винтом скорости, которая сравнительно невелика). ЬР Прн поступательном движении вращающегося винта каждое его сечение описывает в пространстве винтовую линию, которая обра- к и зуется совмещением поступательного движении а со скоростью У и вращательного с окружной Р скоростью и (рис.

5.5). Результирующая ско- ч рость элемента лопасти относительно воздуха в этих условиях представляет геометрическую сумму векторов У и й, которую обозначают через (У. Угол между вектором (У и хордой профиля называют углом атаки элемента а. Окружная скорость элемента лопасти и = 2пглс, где г — радиус элемента лопасти; и, — число оборотов в секунду.

Чем далщпе сечение лопасти от оси винта, тем больше окружная скорость и, Если при этом угол ~р неизменен, то угол атаки будет увеличиваться к концу лопасти. Для того чтобы все сечения лопасти имели одинаковые углы атаки, необходимо уменьшать угол ~р к концу лопасти. На каждый элемент лопасти действует аэродинамическая сила сэтс', которую можно разложить на две составляющие— силу тяги йР (по осн винта) и тормозящую силу ЛХ„лежащую в плоскости вращения винта. Силы йР и ЛХ, являются фактически нормальными и тангенцнальнымн силами профиля и зависят от угла атаки. Прн заданном распределении ~р угол атаки определяется соотношением скоростей У и щ чем больше У, тем меньше и (см.

рис. 5.5). Отношение У/и можно выразить формулой У Р и 2пглс ' где У/и, — путь, пройденный винтом в направлении движения за одни оборот винта. Ои называется поступью винта. Обычно используется понятие относительной поступи Р (5 2) Поступь, при которой св = О, называется геометрическим шагом Н сечения винта. Геометрический шаг соответствует расстоянию, которое прошло бы это сечение по оси вращения за один оборот, ввинчиваясь в воздух как в твердую среду. Его можно определить по формуле Н = 2пга„(К <р„,.

(5.3) 4а 99 тт«ттт.то$«Ыа.зрЬ.ги — Самолет своими руками?.' Обычно пользУютсЯ относительным шагом о = — = арф«р. = Р По относительному шагу можно определить угол наклона сечения л «р = агсйд —. Если вел««чина л постоянна для всех сечений лопасти, то такой винт назь«вается винтом радиально-постоянного шага, если переменная — Радиально-переменного шага.

На практике пользуются номинальным шагом, за который прииима«от шаг сечения на г = 0.75. Для этого сечения «р = агс$д „, = агс(д0,424««. Л (5.5) 5.2.З. Тяговая мощность и КПД винта КПД анита зависит от его геометРических хаРактеРнстик, Угла установки н существенно изменяется по скорости полета.

Как следует ««з формул (5.6) и (5.7), когда ЛА стоит на месте, КПД винта равен нулю. С увеличением скорости до определенной величинь«я, возрастает за счет увеличения относительной поступи, а затем снова уменьшается за счет увеличения потерь. ()снорными характеристиками, определяющими КПД винта, являк«тсз относительная поступь ««, коэффициент мощности и коэфф«щнент тяги а, которые определяются по следующим фор мулам. ~рв () в з з э ряс Р о = —. 2Р« О (5.9) Мо«цнрсть с вала двигателя передается на воздушный винт.

Основная ее часть преобразуется в тягу, которая затрачивается на перемещение ЛА. Меньшая часть расходуется на закручивание стру««, на преодоление вредного сопротивления движущихся в воздуха лопастей винта, т. е. составляет безвозвратные потери. Мощности расходуемую на перемещение ЛА в воздухе, называют тяговой (А«,). Она определяется по формуле Фр = Р7, (5.6) где Р тяга винта; У вЂ” скорость полета. Отноз«ение тяговой мощности к общей мощности, снимаемой с вала дригателя (с вала редуктора при наличии редуктора) А«„ называется коэффициентом полезного действия винта (КПД): Л«р ««в— Л'в (5.7) вввввв.то$сЬ-!а.зрЬ.ги — Самолет своими руками?! сяхяг д с)г юв да' ра ха )г д Рис.

5.О. Хврс лтериствли серий деревянных винтов ЦЛГ11 Сяхв-! Если найти из этих формул Л'„Р и подставить в (5.7), то можно выразить КПД винта через коэффициенты й н рс Ир Вя М (5.10) Коэффициенты а н р определяют путем обработки результатов испытании воздушных внитов на специальном стенде в аэродинамической трубе. При этом строят линии равных значений КПД в координатах р и Х при различных углах установки лопасти ср (нлн оп!сеятельных шагах Ы. Пример такой зависимости приведен на рис.

5.6, Подбирая винт к ЛА, стремятся получить максимальный КПД иа расчетных режимах нли максимальную тягу на взлете. Однако совместить эти требования довольно трудно, так как винт, подобранный из условия получения Р, лв на взлете, ие обладает максимальным КПД иа расчетной скорости. Прн одинаковых условиях работы винта его тяга будет тем большей, чем больше коэффициент тяги а. Для его анализа перепишем формулу (5.10) в виде а = т),~ —.

При неизменной частоте врашеиия винта с увеличением скорости полета Х увеличивается гораздо быстрее, чем КПД, поэтому тяга 101 ъчччтч.чо -1а.зрЬ.гм — Самолет своими руками?.' винта наиболыпая при работе винта иа месте и с увеличением скорости уменьшается При определенном сочетании Р и Х КПД винта максимальный. Этот режим характеризуется иаименьшими относительными вредными потерями, 5.2.4.

Осиовиые режимы работы винта На рис. 5.7 показано изменение осиовиых характеристик и, Ц, т1, винта при изменении относительной поступи Х. Рассмотрим характерные режимы работы винта. При Х = — О (У =- 0) винт работает на месте (точка 1). В этом случае коэффициенты тяги и мощности оказываются наибольшими, однако КПД равен нулю (см. формулы (5.7) ... (5.!О)). При увеличении скорости полета относительная поступь увеличивается и коэффициенты й и Р уменьшаются, КПД при этом возрастает и при некотором значении скорости достигает максимума (в точке 2), затем падает. Эта точка (см.

рнс. 5.7), соответствующая максимуму КПД при данном значении ~р (или Ь), характеризует оптимальный режим винта для данного угла установки. 'На графике можно выделить еще две характерные точки 3 и 4 В точке 3 б = О, что соответствует режиму нулевой тяги. В этом случае вся мощность двигателя используется на преодоление внутренних потерь и КПД равен нулю.