- •Учебное пособие по аэродинамике
- •Классификация летательных аппаратов
- •Атмосфера земли
- •Физические свойства воздуха
- •Параметры воздуха
- •Стандартная атмосфера
- •Тема 1.2. Основные законы движения газов Понятие воздушного потока
- •Пограничный слой
- •Основные законы аэродинамики
- •Закон Бернулли.
- •Тема 1.3. Аэродинамические силы Основные части самолета
- •Геометрические характеристики крыла
- •Форма крыла в плане
- •Геометрические характеристики крыла в плане
- •Обтекание тел воздушным потоком
- •Полная аэродинамическая сила
- •Подъемная сила крыла
- •Лобовое сопротивление крыла
- •Аэродинамическое качество крыла
- •Поляра крыла
- •Аэродинамические силы летательного аппарата
- •Механизация крыла
- •Закрылки.
- •А) поворотные; б) щелевые поворотные; в) выдвижные; г) двухщелевые; д) двухзвеньевые.
- •Предкрылки.
- •Тема 1.4. Силовая установка самолета Общая характеристика воздушных винтов
- •Геометрические характеристики винта
- •Скорости движения элементов лопасти
- •Угол атаки элементов лопасти
- •Аэродинамические силы лопасти и винта
- •Аэродинамические силы винта
- •И крутящий момент двигателя
- •Соответствие винта двигателю
- •Режимы работы винта
- •Характеристики силовой установки
- •В зависимости от скорости полета
- •Винты изменяемого шага
- •Тема 1.5. Основы аэродинамики больших скоростей Понятие звука
- •Особенности движения сжимаемого газа
- •Волновое сопротивление
- •Зависимость аэродинамических коэффициентов от числа Маха
- •Аэродинамические формы скоростного самолета
- •Раздел II динамика полета
- •Тема 2.1. Режимы горизонтального полета
- •В горизонтальном полете
- •Характеристики горизонтального полета
- •Влияние высоты на горизонтальный полет.
- •Влияние угла атаки на горизонтальный полет.
- •Кривые Жуковского
- •Первые и вторые режимы горизонтального полета
- •Наивыгоднейшие режимы полета
- •Тема 2.2. Равновесие и балансировка ла Понятия и условия равновесия
- •Центр тяжести самолета
- •Центровка самолета
- •Средняя аэродинамическая хорда крыла
- •Продольное равновесие и балансировка самолета
- •Поперечная балансировка
- •Путевая балансировка
- •Тема 2.3. Устойчивость самолета Понятие устойчивости
- •Продольная устойчивость самолета
- •Поперечная устойчивость самолета
- •Поперечная устойчивость на больших углах атаки
- •Путевая устойчивость самолета
- •Тема 2.4. Управляемость самолета Понятие управляемости
- •Продольная управляемость
- •Поперечная управляемость
- •Путевая управляемость
- •Боковая устойчивость и управляемость самолета
- •Аэродинамическая компенсация
- •Компенсации
- •Тема 2.5. Режим подъема самолета
- •Характеристики самолета при подъеме
- •Угол и вертикальная скорость подъема
- •Барограмма подъема и потолок самолета
- •Поляра скоростей подъема самолета
- •Тема 2.6. Режим планирования самолета
- •Характеристики планирования
- •Поляра скоростей планирования
- •Влияние ветра на планирование
- •Тема 2.7. Виражи и развороты самолета Аэродинамические перегрузки
- •Понятие виража самолета
- •Правильный вираж
- •Перегрузки на вираже
- •Скорость, потребная для виража
- •Тяга и мощность, потребные для виража
- •Радиус и время виража
- •Управление самолетом на правильном вираже
- •Спираль
- •Тема 2.8. Режим взлета самолета
- •Элементы взлета
- •Взлетные характеристики самолета
- •Влияние эксплуатационных факторов
- •Тема 2.9. Режим посадки самолета
- •Элементы посадки
- •Посадочные характеристики самолета
- •Влияние эксплуатационных факторов
Геометрические характеристики винта
Лопасти при вращении создают такие же аэродинамические силы, что и крыло самолета. На аэродинамику винта влияют его геометрические характеристики.
Форма лопасти в плане: наиболее распространенная – симметричная и саблевидная (Рисунок 4.2).
Рисунок 4.2 Формы воздушного винта: а - профиль лопасти,
б - формы лопастей в плане
Диаметр винта D- это диаметр окружности, описываемой концами лопастей при вращении винта (Рисунок4.3). На тяжелых самолетах диаметр винта может достигать 5 – 6 м.
Число лопастей. В зависимости от передаваемой мощности число лопастей винта может быть от 2 до 4. При большем числе лопастей эффективность винта снижается вследствие вредной интерференции между лопастями. При числе лопастей более 4-х лопасти придается особая форма.
Профиль лопасти. Сечения рабочей части лопасти имеют крыльевые профили. Профиль лопасти характеризуется хордой, относительной толщиной и относительной кривизной.
Для большей прочности применяют лопасти с переменной толщиной – с постепенным утолщением к корню. Хорды сечений лежат не в одной плоскости, так как лопасть выполнена закрученной.
Ребро лопасти, рассекающее воздух, называется передней кромкой, а заднее – задней кромкой.
Плоскость, перпендикулярная оси вращения винта, называется плоскостью вращения винта (Рисунок 4.2).
Геометрический шаг винта - это расстояние, которое движущийся поступательно винт должен пройти за один свой полный оборот, если бы он двигался в воздухе как в твердой среде (Рисунок4.3,а).
Рисунок 4.3,а Диаметр, радиус, геометрический шаг воздушного винта
Угол установки лопасти винта - это угол наклона сечения лопасти к плоскости вращения винта (Рисунок 4.2 ).
Для определения шага винта представим, что винт движется в цилиндре, радиус R которого равен расстоянию от центра вращения винта до точки Б на лопасти винта (см. Рисунок4.3.а). Тогда сечение винта в этой точке опишет на поверхности цилиндра винтовую линию.
Развернем отрезок цилиндра, равный шагу винтаН по линии «БВ». Получится прямоугольник, в котором винтовая линия превратилась в диагональ этого прямоугольника «ЦБ» (Рисунок4.3,б).
Рисунок 4.3,б Развертка винтовой линии
Рисунок4.3,б Развертка винтовой линии
Эта диагональ наклонена к плоскости вращения винта «БЦ» под углом . Из прямоугольного треугольника «ЦВБ» находим, чему равен шаг винта:
H =2 π r tgφ.
Шаг винта будет тем больше, чем больше угол установки лопасти .
Винты подразделяются на винты с постоянным шагом вдоль лопасти (все сечения имеют одинаковый шаг) и с переменным шагом (сечения имеют разный шаг).
Шагом винта считается шаг сечения, находящегося на расстоянии от центра вращения, равном 0,75R, где R – радиус винта. Этот шаг называется номинальным.
Поступь воздушного винта – это действительное расстояние, на которое движущийся поступательно винт продвигается в воздухе вместе с самолетом за один свой полный оборот (Рисунок4.3,а).
Если скорость самолета V, а число оборотов винта в секунду n , то поступь винта На можно найти по формуле:
Ha =.
Поступь винта несколько меньше геометрического шага винта. Это объясняется тем, что винт как бы проскальзывает в воздухе при вращении ввиду низкого значения его плотности.
Разность между значением геометрического шага и поступью воздушного винта называется скольжением винта и определяется по формуле:
S=H-Ha.