Страница:БСЭ-1 Том 11. Вильом - Водемон (1930)-1.pdf/77

Эта страница не была вычитана

шага Н, то такой винт называется винтом с постоянным шагом. В том случае, если это условие не соблюдено, В. в. оказывается с переменным шагом, который измеряется по сечению на семи десятых радиуса (0, 7R), считая от оси вращения.

Конструкция В. в. Как указано выше, наиболее употребительными в наст, время являются деревянные винты. Дерево для них должно быть твердой породы (бук, ясень, дуб, орех и т. п.) и лучшего качества. Сучки, косослой и прочие пороки недопустимы. Болванка для В. в. (заготовка) склеивается из нескольких досок толщиной ок. 20 мм каждая (рис. 4) при помощи столярного (костяного) или казеинового клея и высушивается в зажимах.

Затем ее опиливают по очертанию винта в плане и обстрагивают по шаблонам, придавая лопастям потребную форму. До сих пор обработка винта ведется почти исключительно вручБ ную. После первоначальной обработки В. в. дают обычно нек-рое время выстояться, при чем его часто немного коробит и лопасти меняют шаг. После этого его окончательно наРис. 5 чисто обрабатывают и тут же красят или масляными или <ами. В большинстве случаев лопасти предварительно оклеивают парусиной, по к-рой потом наносят слой шпаклевки и краски, а иногда концы, кроме того, оковывают медными листами (рис. 5) для предохранения винта от повреждения. Вследствие того, что окружная скорость В. в. очень велика (ок. 200 м в сек.), эффект от попадания в них даже небольших предметов оказывается очень сильным, и, напр., камешка величиною с орех обычно бывает достаточно, чтобы сделать выбоину в лопасти. Средняя часть В. в. — его ступица — обыкновенно делается несколько шире, цилиндрической формы, и служит для скрепления винта при помощи болтов Б с металлической втулкой В, к-рая насаживается на конический носок вала мотора. Делаются также и металлические В. в. Одна из первоначальных конструкций показана на рис. 6 А, где к металлическому стержню со ступицей приклепывались лопасти Л из листового металла. Плохая форма (обтекаемость) таких лопастей, а также малая прочность и большой вес заставили совершенно оставить эту конструкцию. На рис.

6 Б изображен пустотелый В. в., штампованный из листового материала, в виде двух половинок, к-рые по линии, отмеченной крестиками, сварены. Эта конструкция не нашла большого распространения вследствие трудностей, возникающих при изготовлении. Все более и более входящей в эксплоатацию в наст, время является конструкция металлических дюралюминиевых винтов америк. инженера Рида (рис. 6 В).

А В В Эти винты делаются из сплошного легкого меРис.

6. талла и имеют хорошую, в аэродинамическом отношении, форму. За счет прочности материала они допускают значительно большие окружные скорости и оказываются в некоторых случаях весьма выгодными. Диаметры винта воздушного бывают от 1, 2 м у авиэток до 3, 5—4 м у больших аэропланов (бомбовозов); у геликоптеров встречались винты воздушные диаметром до 15 м. Кроме винтов с постоянным или переменным шагом, бывают винты воздушные с шагом, могущим быть измененным в полете. Достигается это при помощи особой конструкции.Основы работы В. в. Работа элемента лопасти В. в., вырезанного двумя концентрическими цилиндрическими поверхностями, имеет много общего с работой крыла аэроплана (см. Аэродинамика, крыло). Как при движении крыла по воздуху у него возникает подъемная сила и сила сопротивления, так и у элемента возникает сила тяги и сила сопротивления вращению — силы Р и Q (рис. 7). Однако, в случае В. в., скоростью воздуха относительно лопасти является результат сложения нескольких скоростей, основные из к-рых: 1) окружная скорость вращения В. в. гш, 2) скорость поступательного движения В. в., скорость полета аэроплана V, и 3) скорость подсасывания w, к-рая здесь для простоты на чертеже не указана, но о к-рой будет сказано ниже. Если мы представим себе поверхность цилиндра (рис. 2) разрезанной по линии kk и развернутой на плоскость, то получим рис. 7. Здесь АВ  — длина окружности, а Н  — геометрия, шаг В. в. Положим, что скорость вращения=го> и направлена в плоскости вращения, а скорость полета=У направлена по оси В. в. Тогда, очевидно, окончательная скорость, в к-рой находится элемент лопасти, будет равна геометрической сумме скоростей тш и V (а также w) и направлена, как это изображено вектором W. Тогда углом атаки профиля будет а; и под влиянием скорости W возникает аэродинамическая сила В, к-рую можно разложить на слагающие Р и Q по оси В. в. и по окружности вращения. Для того чтобы осуществить вращение В. в., нужно сообщить ему крутящий момент, равный моменту сопротивления силы Q, что осуществляется мотором. Как известно из теории аэропланного крыла, отношение

сил P:Q зависит от угла айв известных пределах (ок.+ 4°, +7°) достигает максимума. Очевидно, что в этих условиях В. в. будет работать с наибольшей отдачей, т. е. с наибольшим коэффициентом полезного P. V действия, определяемой по формуле: т)= jvT5~’ где Р — тяга винта в кг, V — скорость полета в At/сек. и N — работа в л. с. Однако, как мы видим, угол атаки а зависит как от скорости вращения, так и от скорости полета, т. е. от величин, к-рые при различных режимах полета могут принимать различные значения, и притом меняются непропорционально, так что в эксплоатации на самолете В. в. приходится работать при разных углах атаки. Поэтому, если В. в. построен, скажем, на максимальную скорость самолета и имеет в этом случае коэффициент полезного действия, положим, 75%, то при подъеме самолета на высоту, когда скорость последнего значительно меньше, он уже будет работать с коэффициентом полезного действия значительно меньшим — примерно, ок. 60%. Если же В. в. рассчитан на подъем, т. е. наклон лопастей рассчитан так, что именно в этом случае он работает под наивыгоднейшими углами а, то он здесь будет иметь максимум коэффициента полезного действия, скажем, 70%, зато при максимальной скорости он окажется уже хуже первого. От одного и того же самолета и мотора при первом В. в. мы получим горизонтальную скорость больше, чем при втором, зато при втором тот же самолет быстрее будет набирать высоту.

В. в. первого типа носят название скоростных, а вторые — в ысотных. В большинстве случаев В. в. делаются универсальными, рассчитанными на средний режим самолета; они оказываются достаточно пригодными как при подъеме, так и при горизонтальном полете, но, конечно, дают результаты хуже специальных. Как одно из средств расширения наивыгоднейшей области работы В. в., можно отметить винты с меняющимся шагом. Поступью В. в. называется путь, проходимый аэропланом за у один оборот винта, т. е. —, где п есть число оборотов В. в. в секунду.

Обращая внимание на треугольник скоростей (рис. 7), мы увидим, что при увеличении скорости