Автоматический воздушный винт (Як-18У ) - в чём прелесть ?

[Alex_520]

"пр-р-р-р-авильно думаешь!" - говорил дяде Фёдору кот Матроскин

 

[George]

Просто рекомендую вспомнить ещё раз уравнение баланса моментов (потребного и располагаемого), которое в любом УТЦ пилоты "виномоторной" авиации годами разбирают:

                             Мкр потр = М кр расп

что там от чего зависит и во что выливается в итоге при несоблюдении этого равенства.

Тогда и в голове порядок будет.
И выводы будут немножко иные.

Удачи! 

Похоже Вы слишком долго летаете на "свистках" и уже путаете шаг с поступью и углом атаки. 🙂

:-D

 

[George]

  Чисто интуитивно - большой шаг авторотирующего пропеллера создаёт как раз меньшее сопротивление ВСТРЕЧНОМУ ПОТОКУ ( НЕ КОЛЕНВАЛУ ) чем малый шаг .  И если бы винт Як -18у вставал при отказе двигателя на большой шаг (как Вы говорите) , то это было бы очень даже хорошо, ибо большой шаг - это  лопасти почти по потоку и раскрутка свободновращаегося пропеллера(то бишь сопротивление потоку) с большим шагом соответственно минимальная. У Чкалова при отказе мотора винт мог встать как раз на меньший шаг - например из-за замерзания гидравлики ( дело было в лютый мороз ,как мы помним ) .  сдаётся мне, что товарищ лётчик всё же прав  😉   И если ,как Вы говорите, воздушный поток хочет всё время повернуть лопасти на большой шаг, то в чём проблема "автофлюгирования" тогда ? - убрал упоры большого шага тарелкой типа как в муфте сцепления - и нате вам - аэродинамические силы сами поворачивают винт во флюгер. Красота ! 

Проблема в том, что на больших углах установки лопастей центробежные грузы начинают действовать в обратную сторону и поворачивают винт обратно на малый шаг. Аэромеханический винт НИКОГДА не сможет встать во флюгер сам. Кроме того винт на малом шаге не авторотирует, поскольку поток не может провернуть вал двигателя, а вот на большом - крутится за милую душу и тормозит так, что не дай бог.   

Товарища летчика просто не учили устройству и принципу действия аэромеханических автоматов по той простой причине, что в СССР эти винты применялись на аэросанях, а не на самолетах, и, соответственно, в летных училищах не изучались. Як-18У - единственное исключение, однако те, кто на нем учился давно распрощались с небом по возрасту.

А вот от некоторых товарищей авиаконструкторов требовалось делать винты не только для самолетов, но и для аэросаней, попутно усваивая терию винтов товарищей Юрьева и Александрова и изучая опыт предшественников. 🙂 Кстати, имейте в виду на будущее, что на винт В-501 для Як-18У является "неглубокой модификацией" винта от аэросаней фирмы "Ту".  И заодно подумайте почему аэроматики не прижились на самолетах, зато прекрасно работали на санях и глиссерах.

 

[George]

И потом -про "аэродинамические силы" , которые поворачивают лопасти - этот "поворачивающий " момент должен зависеть от расположенияОСИ вращения лопасти по хорде лопасти 

Как раз по теме- винт В-501

http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabbA/YaBB.pl?num=1256055466/2
На фото прекрасно видно, что ось вращения лопасти смещена на некоторый угол, что и обеспечивает наличие момента от аэродинамической равнодействующей.

Совет на будущее - прежде чем скалить зубы - хотя бы на этом форуме поищите информацию по предмету.

Удачи в изучении матчасти 🙂

 

[Alex_520]

Похоже Вы слишком долго летаете на "свистках" и уже путаете шаг с поступью и углом атаки.

:🙂

Наверное так....

Только почти двадцать лет подряд отлетал на виномоторных "антонах" и каждый год как минимум дважды эту "премудрость" разбирали на зачётах. И уравнение баланса моментов и работу автоматики как таблицу умножения за эти годы "вдолбили" в голову преподы с УТЦ, института ГА и региональных управлений :-[ :-[ :-[

Плохо видимо учили :STUPID :craZy 

 

[uuuuu]

Ого , товарищ лётчик , мы видать нарвались на самого конструктора этого винта .. ;D      Действительно, на фото Як-18у винт на стоянке завёрнут на максим шаг, что говорит о том , что Георгий  прав  по этой части - что при остановке винт идёт на макс шаг . 
но я не понимаю - в чём всё-же  его недостаток - разве он создаёт большее сопротивление при авторотации нежели обычный винт фиксированного шага ? 

 

[Alex_520]

Кроме того винт на малом шаге не авторотирует, поскольку поток не может провернуть вал двигателя, а вот на большом - крутится за милую душу и тормозит так, что не дай бог.

Ой-вэй!!!!

Сдаётся мне что я всю свою жизнь учил НЕ ТУ аэродинамику воздушного винта!

На турбовинтовых "антонах" автоматика винта немного другая (там шаг и в ту и в другую сторону "гоняет" регулятор оборотов гидравликой).

Однако же для того, чтобы избежать броска отрицательной тяги при отказе движка (когда регулятор оборотов автоматически загоняет винт на малый шаг) там предусмотрена куча куча защит - от центробежного фиксатора шага при раскрутке винта и промежуточного упора (который не даёт в полёте винту устанавливаться на минимальный возможный шаг) до трёх - четырёх систем флюгирования (дублирующих друг-друга): по отрицательной тяге, по раскрутке оборотов винта выше рекомендованных, гидрофлюгер, по падению давления масла в ИКМ (индикаторе крутящего момента). по падению давления топлива и пр.

И пилотов "виномоторных" самолётов с одновальными ТВД первого поколения "дрючат" на знание автоматики винта и принципов её работы "мама не горюй!". Абы они случайно не выскочили на режим авторотации при отказе движка и не словили тот самый бросок отрицательной тяги.

И то самое уравнение крутящих моментов (потребного и располагаемого) учат назубок, разбирая "когда и что" происходит при отказе движка.

George прав лишь в том ИМХО, что на поршневых двигателях сопротивление вращению вала остановленного движка во много раз выше этого сопротивления на ТВД и отказавший поршневой движок набегающим потоком раскрутить до равновесных оборотов весьма сложно (практически невозможно). И процесс роста отрицательной тяги у них растянут по времени.

Поэтому на винтовых самолётах с поршневыми движками проблему броска отрицательной тяги не рассматривали так дотошно, как чуть позже - после перехода на турбины. И поэтому на поршневых движках автоматики флюгирования не было - там всё выполнялось вручную, вытягиванием рукоятки крана флюгирования (или нажатием кнопки флюгирования).

На турбовинтовых движках первого поколения (одновальных) бросок тяги развивается очень быстро - в доли секунды. И если пилот будет "хлопать ушами" при отказе, а автоматика флюгирования не сработает, то "полный рот земли" ему гарантирован - куча катастроф самолётов с ТВД тому подтверждением. На то и ставят на ТВД сразу по куче систем флюгирования, выводящих винты во флюгер по самым разным параметрам, независимо друг от друга.

Только вот проблемка  George тут в том, что он не совсем верно трактует что винт на большом шаге выдаёт на вал движка крутящий момент от набегающего воздушного потока существенно больше, чем винт, установленный на малый шаг. :IMHO

Элементарная логика - возьмите фанерную лопату для уборки снега и помашите ею довольно быстро при двух различных углах установки (поперёк потока плоскостью лопаты и вдоль потока). И прочувствуйте разницу в сопротивлении воздуха.

А уж потом делайте выводы, что, как и почему!

Удачи! :craZy

   

 

[bez_bashni]

Решил поднять старую тему...

Искал бюджетное и технологичное решение винта изменяемого шага на автоконверсию на сил 200-350.
Наткнулся на aeromatic.
Потом на родном форуме выяснил, что отечественная промышленность когда то выпускала  В-501.


Первая возникшая  идея- выточнить втулку под свой фланец на 3 лопасти от В-501-го.

Где можно раздобыть чертеж или руководство по ремонту втулки В-501?

Вторая идея - использовать современные композитные лопасти отечественного производства от винтов переставного шага -и запроектировать под них втулку а-ля аэроматик .. И стаканы с подшипником под корни лопастей.  В перспектив,сделав семейство втулок, различающихся кол-вом лопастей можно охватить все ротаксы ,бмв и субары - благо лопасти есть.

И еще вопрос - правильно ли я понимаю, что чтобы подобный винт работал, лопасти должны быть завалены по ходу вращения на несколько градусов - этакая стреловидность, которую можно уменьшить , если преминить саблевидные лопасти.


Вроде простая конструкция...

 

[Firkat.]

George-я так понял ,у нас использовались два принципа- прямой , обратной или двухсторонней схеме.
1.прямая схема ,переводился на малый шаг ,действием давления масла и центробежных сил лопастей, на большой шаг -центробежными силами противовесов лопастей и аэродинамическими силами лопастей.
2. обратная схема ,на малый шаг переводился центробежными силами лопастей ,на большой шаг-давлением масла и аэродинамическими силами лопастей.
на Як18т и Як52 с винтом  в-530 д35 винт работает по прямой схеме ,т.е на малый шаг винт переводиться давлением масла ,на большой центробежными силами противовесов и аэродинамическими силами лопастей ,правильно?
А у Як18У  ,что была прямая схема? :-?

 

[bez_bashni]

В-501 как и aeromatic работает без какой-либо гидравлики - центробежные силы и грузики.

 

[iae]

этакая стреловидность, которую можно уменьшить , если преминить саблевидные лопасти.

Это не стреловидность. Лопасти, если точно помню, на 6 градусов смещены от оси вращения. Чтобы увеличить центробежные силы. У Александрова про такие винты немного написано.

 

[bez_bashni]

Корневая часть лопасти ввинчивается в поток раньше кончиков. По моему, полный аналог самолетного крыла, стреловидного по передней и задней кромке .

 

[bez_bashni]

У Александрова про такие винты немного написано.

Александрова прочитал  - начиная со 156 стр у него написано про аэромеханические винты - только хорошее -кстати..
Возникла масса вопросов - в книжке написано

В обычных нормальных винтах, конструкцию которых мы рассматривали в данной части курса, ось вращения лопасти обычно совпадает с осью лопасти и поэтому момент относительно оси вращения лопасти, возникающий на лопастях от аэродинамических снл, как увидим в § 3 гл. XVI, обычно бывает-невелик по сравнению с другими моментами, действующими на лопасть. Если же ось лопасти сместить относительно оси вращения лопасти так, чтобы относительно оси вращения лопасти возникал сравнительно большой момент от аэродинамических сил, то используя указанные свойства упомянутых моментов, можно сделать винт, который будет поддерживать постоянное число оборотов двигателя при постоянной мощности двигателя и разных скоростях полета. Для того чтобы винт правильно работал, следует так смещать лопасти по отношению к осн их поворота, чтобы при увеличении скорости полета углы установки лопасти увеличивались. В третьей части настоящего курса мы увидим, что при увеличении скорости аэродинамические силы на лопасти при одном и том же угле установки уменьшаются, следовательно, для того чтобы получить на лопастях момент от аэродинамических снл, увеличивающий угол установки лопастей при увеличении скорости полета, необходимо лопасти откидывать назад по их движению по отношению к оси их поворота

Меня гложет вопрос - зачем смещать ось "симметричной" лопасти , а не впихнуть саблевидную лопасть, у которой все по умолчанию смещено?

 

[mz]

Корневая часть лопасти ввинчивается в поток раньше кончиков.

Вся лопасть одновременно гребёт  - каждым сечением профиля .

Меня гложет вопрос - зачем смещать ось "симметричной" лопасти , а не впихнуть саблевидную лопасть, у которой все по умолчанию смещено?

Саблевидная в производстве посложнее , а рассчитать это вааще отдельная тема . Какой +  КПД у сабли для  СЛА  - тоже вопрос .

 

[bez_bashni]

Копанием интернета удалось разгадать, почему автоматические воздушные винты:
-делали из дерева
-применяли на "маломощных" моторах.

Как сказано выше в книге для того, чтобы такой винт работал должен быть момет, крутящий лопасть вокруг своей оси. Т.е. на лопасть помимо сотни килограммов тяги еще действует и вращающий момент. Из за этого иногда происходит следующее

Саблевидные лопасти тут пригодятся тем, что они изначально рассчитаны на вращающие моменты, которые создаются внутри лопасти.

 

[mz]

Механические и электрические механизмы изменения шага обладают большой инерционностью и поэтому практически не используются. Наиболее распространены В. в. с гидравлическим приводом. У В. в. с гидравлическим приводом прямой схемы лопасти устанавливаются на малый шаг с помощью усилий, создаваемых давлением масла, а на большой шаг — центробежными силами противовесов. Такие В. в. применяются при мощностях двигателя до 2000 кВт. При мощностях свыше 2000 кВт значительно возрастает масса противовесов, поэтому используются В. в. обратной схемы, у которых лопасти устанавливаются на большой шаг с помощью усилий, создаваемых давлением масла, а на малый шаг — центробежными силами самих лопастей.

http://avia.academic.ru/390/%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B2%D0%B8%D0%BD%D1%82