Техническа информация # 8 Автоматична електрическа променлива стъпка; Aéroclub de la Côte d; Лазурен
лети безопасно
Общ принцип
Обща информация за стъпката на витлото
В най-простия случай самолетът има двигател с дървено или метално витло, прикрепено към него. Тогава това витло има фиксирана стъпка, също е изрязано или отлято. Витлото в крайна сметка е крило, което се завърта по посока на часовниковата стрелка (изглед на пилотската кабина) и има удар. Тази честота и нейната скорост на въртене определят "повдигането" на всяко острие, като това "повдигане" е насочено главно напред, т.е. в крайна сметка те генерират сила на теглене. Тази стъпка определя производителността на самолета.
Наклонът на витлото е по някакъв начин способността му да се "завива" във въздуха.
По-строго, стъпката представлява разстоянието, с което витлото или винтът напредват, когато е направено да прави завой.
Пример: APM30: максимална скорост на двигателя = 5500 оборота/минута и максимална скорост = 123 KT
(малка разлика в сравнение с DR400, има редуктор, т.е. предавка, която позволява да се премине от 5500 RPM на изхода на двигателя до 5500/2,43 = 2263 RPM). Изчисляване на ефективния наклон на APM30: 123 * 1852/3600 * 60/2263 = 1,7 m. При бърза крейсерска скорост, всеки път, когато витлото се завърти, самолетът се придвижва напред с 1,70 m.
винт за дърво (голяма стъпка) метален винт (малка стъпка)
Ако самолетът е оборудван с витло с малък ход, той ще се представи много добре при излитане (съкратено разстояние), ще позволи да се изкачи със стръмен наклон. Ето как са оборудвани самолети, които оперират от къси терени, влекачи на планери, самолети, с които летим в планината ...
Ако самолетът е оборудван с витло с висок наклон, той ще бъде бърз в круиз, но ще се нуждае от много по-голямо разстояние за излитане.
Ако APM30 бяха оборудвани с витло с висок наклон, може би щеше да се движи по-бързо, но би излетяло на много по-голямо разстояние и щеше да бъде много ограничено за терени като Fayence или Barcelonnette ... Колкото по-бърз е самолетът, толкова по-малко се съпротивлява въздух въртенето на витлото (съпротивлението намалява с честотата, т.е. ъгълът, под който лопатката атакува относителния вятър), и следователно колкото по-бързо ще се завърти витлото (и двигателят). Когато нивелирате, самолетът все още осигурява същата мощност, ще отнеме около 1 или две минути, за да достигне крейсерска скорост (където съпротивлението е толкова голямо, че балансира силата на теглене и скоростта се стабилизира).
Понякога е възможно да оборудвате самолет с малко или голямо витло, в зависимост от това дали ходите на училище или пътувате например или дали използвате предимно къси терени или големи писти.
витло с променлив ход
Идеалното би било да се възползвате от възможността за регулиране на стъпката на витлото му, в съответствие с използваната от него употреба. Някои самолети (предимно ULM) са оборудвани с DUC витло, чийто наклон се регулира на земята:
Е, това не е по силите на първия калайджия и още по-малко на пилота, който не знае много за механиката.
Следователно винтът е изобретен, което ви позволява да промените времето, докато двигателят работи. Това се нарича витло с променлива стъпка (понякога ще използвам променлива стъпка неправилно).
Идеята е да можете да се възползвате от малка стъпка във фазите на излитане, изкачване, обиколка и голяма стъпка във фазите на круиз и спускане. Но защо е така? Съвсем просто по въпроса за производителността на витлото и двигателя.
Всъщност двигателят осигурява максималната мощност около 2500 оборота в минута (в действителност малко повече, но по-късно ще видим защо това ограничение). А витлото, независимо дали е малко или голямо, ще бъде проектирано да има най-добрата си производителност (съотношение сцепление към плъзгане) около 2500 оборота в минута.
Забележка 1: най-доброто съотношение сцепление/плъзгане, най-добрата ефективност. Това напомня ли ви за нещо? Ако заменим думата "сцепление" с "повдигане", имаме същото изречение, за да изразим най-доброто представяне на крилото, т.е. максималния финес. А максималната скорост на финост е фиксирана стойност. На въртящо се крило, т.е. витло, тази максимална фина скорост директно предполага дадена скорост на въртене, т.е. скорост на двигателя.
Забележка 2: Когато говорим за скорост на въздуха в даден профил, ние говорим за скоростта, с която въздушните молекули удрят предния ръб. Тъй като витлото се върти, тази скорост е по-голяма на върха на лопатката, отколкото близо до конуса.
Въпреки това, за да се поддържа постоянен лифт (за да се запази нивото), когато скоростта намалява, ъгълът на атака трябва да се увеличи (когато забавите, дърпате пръчката). В случая с витлото е същото. Колкото повече намалява скоростта на удара на въздуха (колкото по-близо се приближавате до корена на острието), толкова повече трябва да увеличите честотата на острието. Това позволява постоянно повдигане (сцепление) по цялата дължина. Ето защо витлата са усукани, за разлика от самолетните крила.
Ако излитате със самолет, оборудван с витло с голям ход, двигателят ще форсира много при излитане с малка ефективност, необходимият въртящ момент ще бъде твърде висок. Това е еквивалентно на велосипедист, който при стартиране вече е на голямата верижна верига и най-малкото зъбно колело. Той щеше да напредне с 10 метра за един завой на педалите, когато това, което иска, е обратното, да се движи възможно най-малко при всеки завой, така че бедрата му да осигуряват усилията, съответстващи на най-доброто им представяне.
Можем да използваме и аналогията на автомобил, стартиращ на 5-та предавка. Много е вероятно колелата да изискват такава сила (такъв въртящ момент), за да завършат един оборот, така че двигателят да не може да го осигури и в крайна сметка да спре. Затова ще сменим предавката, за да имаме колело, което извършва по-малко обороти за всеки оборот на двигателя. Или педалите на велосипедиста, които ще правят повече завои за всеки завой на колелото.
По този начин двигателят на самолета, колата или бедрата на велосипедиста винаги ще работи там, където те могат да осигурят необходимата мощност.
За да се активира това, на автомобилите има ръчна или автоматична скоростна кутия. Но аналогията свършва дотук.
В самолетите има витло с променлив ход, което адаптира силата, необходима на витлото, където въздухът се съпротивлява, към силата, която двигателят може да осигури, която ще остане в оптималния си работен обхват (между 2300 и 2500 оборота в минута).