1k
9 лет назад · 7 фото · 13222 просмотров · 17 комментариев
Однолопастный винт (7 фото)
Имеет некоторое преимущество перед традиционными винтами за счет отсутствия встречных (пересекающихся) вихрей. Каждая лопасть создаёт вихрь, и чем их больше, тем больше пересечений этих самых вихрей.
Потенциал винта раскрывается исключительно на высоких оборотах, на моделях - это порядка 25.000-30.000 об/мин. Соответственно и скорость летательного аппарата не маленькая - 200-250 км/ч.
Балансировка, конечно же, должна быть идеальной.
Bölkow Bo 103
Как ни странно, однолопастные винты устанавливали и на вертолёты, получившие название - монокоптер. Дальше экспериментов дело не пошло
400-килограммовая машина успешно поднялась в воздух 14 сентября 1961 года и показала весьма приличную стабильность: пилот-испытатель в том числе демонстрировал на ней полет «без рук». В принципе, основной задачей Bo-103 было испытание стеклопластиковой лопасти — легкой и прочной. Для серийного производства монокоптер не предназначался. Прототип дошел до наших дней и хранится в авиационном музее города Бюкебурга, Германия.
400-килограммовая машина успешно поднялась в воздух 14 сентября 1961 года и показала весьма приличную стабильность: пилот-испытатель в том числе демонстрировал на ней полет «без рук». В принципе, основной задачей Bo-103 было испытание стеклопластиковой лопасти — легкой и прочной. Для серийного производства монокоптер не предназначался. Прототип дошел до наших дней и хранится в авиационном музее города Бюкебурга, Германия.
А не будет ли большей вибрация оси винта из-за перекоса? Не из-за баланса (это-то само собой), а из-за того, что по сути винт - это рычаг, который по-любому будет пытаться согнуть ось. Компенсировать это сложно, так как эта сила будет зависеть от скорости вращение, которая переменая. А на вертолёте это будет ещё сложней.
Маленький нюанс - вихри мешают многолопастным винтам на МАЛЕНЬКИХ скоростях. При скорости полета хотя бы в треть от угловой скорости среднего радиуса винта - вихри не мешают и каждая лопасть работает в "не возмущенном" набегающем потоке.
Так что, для моделей и ветрогенераторов приемлемо а для серьезных самолетов уже нет.
... ну, не знаю, я бы попробовал :) Теоретически площадь отметаемой поверхности имеет наибольший КПД :)
Многолопастные винты появились из-за избыточной мощности моторов. Давайте на пальцах представим максимально упрощенную "формулу", или вернее сказать упрощенный расчёт КПД винта (да простят меня инженеры МАИ)))))
предположим что все наши разные винты имеют одинаковые по геометрии лопасти, тогда для вращения однолопастного винта нам потребуется мощность мотора допустим 100л.с. и получаем тягу с одной лопасти предположим 100кг.
Тогда для вращения двухлопастного винта с такими же, но двумя лопостями нужно уже мотор 200л.с. а тягу имеем не 100 100=200 кг. а из-за понижающегося КПД каждой лопасти получаем 95 95=190кг.
3-х лопастной винт потребует 300л.с. мотор, а КПД каждой лопасти будет ещё ниже, 90 90 90=270кг.
4-х лопастной винт потребует 400л.с. а выдаст ещё меньший КПД тяги каждой лопасти 85 85 85 85=340кг.
5-ти лопастной 500л.с. и 80 80 80 80 80=400кг.тяги. и так далее. поэтому многолопасные винты имею смысл только на двигателях очень большой мощности. И все готовы терпеть повышенный расход топлива из-за понижающегося КПД винта, главное для таких винтов это тяга.
Те-же Ту-95 прекрасно летают с 4-х лопастными винтами, так для чего городить огород тем более что есть отработанные ТРДД?
Вся ваша описанная теория - для классических прямых винтов, а у винто-вентиляторных - специальная саблеобразная форма именно для повышения КПД установки на современных крейсерских скоростях.
Так что "распальцовывайте" перед теми то ничего не соображает в аэродинамике.
И ещё маленький ньюансик: для повышения КПД однолопастного винта (тем более при малых мощностях) его надо делать большего диаметра (с соответсвующими конструктивными проблемами) чем тот же 2-х лопастной. Ведь при ограничении диаметра (то-есть длины лопасти) КПД несущей поверхности падает. Так что все ваши вышеприведенные расчеты - сферический конь в вакууме. Расчеты надо делать для всей винтомоторной группы.
блин, да я и не спорил не о чем таком, я просто пояснил назначение этого самого однолопастного винта. и его если так можно сказать "плюсы", его же почему-то придумали и применяли? мы же с вами и так видим, что это архаизм, и давно не применяется в современной авиации. так зачем же тогда тыкать пальцем и надувать щеки ?
А давайте то же самое с другой стороны, может, понятнее будет:
то, что чем крыло длиннее, тем оно эффективнее, наверно, общеизвестно. Потому у планеров такие большие по размаху крылья. Идеал - длинное узкое крыло.
Лопасть винта - то же самое крыло, её тоже лучше делать узкой и длинной. Когда мощность велика - лопасть получается слишком длинной. Это и вопрос прочности, и околозвуковые скорости на конце могут получиться, и дисбаланс тяги будет слишком сильно разбивать подшипники.
А вот для маломощных применений, вроде моделек - почему нет?
Заметьте, что, поскольку в центре винта скорость - ноль, две лопасти длиной по метру совсем не равноценны одной двухметровой.
Отдельно про пример узких длинных лопастей - вертолёт. Очень уж у него плохие экономические показатели относительно самолёта, приходится идти на траты ради повышения эффективности винта - и лопасти там предельно длинные.
совершенно верно .
Преимущества однополостного винта на вертолёте сводится на нет,из за того ,что лопасть идущая вперёд по ходу движения, на концах лопасти развивает околозвуковую скорость.Поэтому чем меньше лопастей,тем больше надо обороты НВ,соответственно и быстрее лопасть будет выходить на сверхзвук.В принципе из за этого вертолёты и летают относительно медленно.
Ни когда не занимались расчетом автомата перекоса для ротора?
Задачка при одной лопасти будет пожалуй еще интереснее.
не вдаваясь в высокие материи можно сказать так, чем больше площадь вращаемого винта тем труднее двигателю, независимо от количества лопостей. либо один длинный либо большее количество малых.
Честно говоря, принципиальной разницы не вижу, физические принципы должны по любому остаться те же, хоть и возможны нюансы. По идее точно так же лопасть проходя заднюю часть пути над хвостом и меняя свой угол, будет увеличивать вертикальную тягу над хвостом, а мгновением позже она же проходя теперь уже передний путь над кабиной, и обратно меняя угол уменьшит вертикальную тягу над кабиной, эта разница в итоге и даст точно такой же эффект изменения положения в пространстве, как и при двухлопастной схеме. Но если я всё-таки где то заблуждаюсь, очень буду рад выслушать более грамотного в этой области специалиста.
Ну если очень грубо говоря, можно сказать, что да. Двигателю да, ему будет одинаково тяжело вращать, но КПД будет разное, многолопастной винт будет проигрывать в тяге при всех прочих равных условиях.