Propela ya ndege: jina, uainishaji na sifa

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Msingi wa mwendo wa hewa kwa kanuni za aerodynamics ni kuwepo kwa nguvu inayopinga upinzani wa hewa katika kuruka na mvuto. Ndege zote za kisasa, isipokuwa glider, zina injini ambayo nguvu yake inabadilishwa kuwa nguvu hii. Utaratibu unaobadilisha mzunguko wa shimoni la mtambo wa umeme kuwa msukumo ni propela ya ndege.

Maelezo ya kipanga

Propela ya ndege ni kifaa cha kimakenika chenye blade ambazo huzungushwa na shimo la injini na kuleta msukumo wa kusogea kwa ndege angani. Kwa kuinua vile vile, propeller hutupa hewa nyuma, na kujenga eneo la shinikizo la chini mbele yake na shinikizo la juu nyuma yake. Karibu watu wote duniani angalau mara moja katika maisha yao walipata fursa ya kuona kifaa hiki, kwa hivyo ufafanuzi mwingi wa kisayansi hauhitajiki. Propela ina vile vile, kitovu kilichounganishwa na injini kupitia flange maalum, uzito wa kusawazisha uliowekwa kwenye kitovu, utaratibu wa kubadilisha sauti ya propela na uwazi unaofunika kitovu.

Majina mengine

Jina lingine la propela ya ndege ni lipi? Kihistoria, kulikuwa na majina mawili kuu: propela halisi na propela. Hata hivyo, baadaye majina mengine yalionekana, yakisisitiza vipengele vya kubuni au kazi za ziada zilizopewa kitengo hiki. Hasa:

• Fenestron. Screw iliyoingizwa kwenye chaneli maalum kwenye mkia wa helikopta.
• Kisukuma. skrubu iliyofungwa kwa pete maalum.
• Propfan. Hizi ni skrubu zenye umbo la mshale au umbo la saber katika safu mlalo mbili zenye kipenyo kilichopunguzwa.
• Kipeperushi. Mfumo wa kuhifadhi nakala ya dharura ya nishati kutoka kwa mtiririko wa hewa unaokuja.
• Rota. Hii wakati mwingine huitwa rota kuu ya helikopta na zingine.

Nadharia ya propeller

Kiini chake, propela yoyote ya ndege ni aina ya mbawa zinazoweza kusogezwa kwa sura ndogo, zinazoishi kulingana na sheria sawa za aerodynamics kama bawa. Hiyo ni, kusonga katika mazingira ya anga, vile, kwa sababu ya wasifu na mwelekeo wao, huunda mtiririko wa hewa, ambayo ni nguvu ya kuendesha ndege. Nguvu ya mtiririko huu, pamoja na wasifu maalum, inategemea kipenyo na kasi ya propeller. Wakati huo huo, utegemezi wa msukumo juu ya mapinduzi ni quadratic, na kwa kipenyo - hata hadi digrii 4. Fomula ya msukumo wa jumla ni kama ifuatavyo: P=αρn²D^4ambapo:

• α - mgawo wa msukumo wa propela (inategemea muundo na wasifu wa vile);
• ρ - msongamano wa hewa;
• n - idadi ya mapinduziskrubu;
• D ni kipenyo cha skrubu.

Inavutia kulinganisha na fomula iliyo hapo juu, nyingine inayotokana na nadharia ya skrubu sawa. Hii ndiyo nguvu inayohitajika ili kuhakikisha mzunguko: T=Βρn³D^{5, ambapo Β ni kigezo cha nguvu kilichokokotolewa cha propela..}

Ikilinganisha fomula hizi mbili, inaweza kuonekana kuwa kwa kuongeza kasi ya propela ya ndege na kuongeza kipenyo cha propela, nguvu ya injini inayohitajika inakua kwa kasi. Ikiwa kiwango cha msukumo ni sawa na mraba wa mapinduzi na nguvu ya 4 ya kipenyo, basi nguvu ya injini inayohitajika huongezeka tayari kwa uwiano wa mchemraba wa mapinduzi na nguvu ya 5 ya kipenyo cha propeller. Nguvu ya injini inapoongezeka, ndivyo uzito wake unavyoongezeka, ambao unahitaji msukumo zaidi. Mduara mwingine mbaya katika tasnia ya ndege.

Vipimo vya kipanga

Propela yoyote iliyosakinishwa kwenye ndege ina sifa zifuatazo:

• Kipenyo cha screw.
• Hoja ya kijiometri (hatua). Neno hili linarejelea umbali ambao skrubu ingesafiri, ikianguka kwenye uso thabiti wa kinadharia katika mgeuko mmoja.
• Tread - umbali halisi unaosafirishwa na propela katika mapinduzi moja. Ni wazi, thamani hii inategemea kasi na marudio ya mzunguko.
• Pembe ya blade - pembe kati ya ndege na lami halisi ya propela.
• Umbo la Ubao - Pembe nyingi za kisasa zina umbo la saber, zilizopinda.
• Wasifu wa blade - sehemu ya msalaba ya kila blade ina, kama sheria, umbo la bawa.
• Msuko wa maana wa blade -umbali wa kijiometri kati ya kingo za kuongoza na zinazofuata.

Wakati huo huo, sifa kuu ya propela ya ndege ni msukumo wake, yaani, kile kinachohitajika kufanya.

Hadhi

Ndege zinazotumia propela kama propela ni za kiuchumi zaidi kuliko za turbojeti. Ufanisi unafikia 86%, ambayo ni thamani isiyoweza kupatikana kwa ndege za ndege. Hii ndiyo faida yao kuu, ambayo kwa kweli iliwaweka tena katika kazi wakati wa mgogoro wa mafuta wa miaka ya 70 ya karne iliyopita. Kwa umbali mfupi, kasi si muhimu ikilinganishwa na uchumi, kwa hivyo ndege nyingi za anga za mikoani huendeshwa kwa pangaji.

Dosari

Ndege za propeller pia zina hasara. Kwanza kabisa, hizi ni hasara za "kinetic". Wakati wa kuzunguka, propeller ya ndege, yenye wingi wake, ina athari kwenye mwili wa ndege. Ikiwa vile, kwa mfano, huzunguka saa, basi nyumba huwa na mzunguko, kwa mtiririko huo, kinyume chake. Misukosuko inayoundwa na propela huingiliana kikamilifu na mbawa na empennage ya ndege, na kuunda mitiririko tofauti kwenda kulia na kushoto, na hivyo kuharibu njia ya ndege.

Mwishowe, propela inayozunguka ni aina ya gyroscope, yaani, inaelekea kudumisha msimamo wake, ambayo inafanya kuwa vigumu kubadilisha njia ya ndege kwa hewa.mahakama. Mapungufu haya ya propeller ya ndege yamejulikana kwa muda mrefu, na wabunifu wamejifunza kukabiliana nao kwa kuanzisha asymmetry fulani katika kubuni ya meli wenyewe au nyuso zao za udhibiti (rudders, spoilers, nk). Kwa haki, inapaswa kuzingatiwa kuwa injini za ndege pia zina mapungufu sawa ya "kinetic", lakini kwa kiwango kidogo.

Kinachojulikana athari ya kufunga pia inaweza kuhusishwa na minuses, wakati ongezeko la kipenyo na kasi ya mzunguko wa propela ya ndege kwa mipaka fulani hukoma kutoa athari kwa namna ya kuongezeka kwa msukumo. Athari hii inahusishwa na kuonekana katika sehemu fulani za vile vile vya mtiririko wa hewa wa kasi ya karibu au supersonic, ambayo hujenga mgogoro wa wimbi, yaani, malezi ya mshtuko wa hewa. Kwa kweli, wanashinda mpaka wa sauti. Katika suala hili, kasi ya juu ya ndege yenye propela haizidi 650-700 km/h.

Pengine ubaguzi pekee ulikuwa ni mshambuliaji wa Tu-95, ambayo hufikia kasi ya hadi 950 km/h, yaani, karibu kasi ya sonic. Kila moja ya injini zake ina panga mbili za coaxial zinazozunguka pande tofauti. Naam, tatizo la mwisho la ndege zinazoendeshwa na propela ni kelele zao, ambazo mahitaji yake yanaimarishwa kila mara na mamlaka ya anga.

Ainisho

Kuna njia nyingi za kuainisha propela za ndege. Wao hugawanywa katika vikundi kulingana na nyenzo ambazo zinafanywa, kwa sura ya vile, kipenyo chao, wingi, pamoja na idadi ya wengine.sifa. Walakini, muhimu zaidi ni uainishaji wao kulingana na vigezo viwili:

• Kwanza - kuna vichocheo vya lami-tofauti na vitoa sauti visivyobadilika.
• Pili - kuna skrubu za kuvuta na kusukuma.

Ya kwanza imewekwa mbele ya ndege, na ya pili, mtawalia, nyuma. Ndege iliyo na kisukuma iliibuka mapema, lakini ikasahaulika kwa muda na ilionekana hivi karibuni angani. Sasa mpangilio huu unatumiwa sana kwenye ndege ndogo. Kuna hata chaguzi za kigeni kabisa, zilizo na vile vile vya kuvuta na kusukuma kwa wakati mmoja. Ndege yenye propela ya nyuma ina faida kadhaa, kuu kati ya hizo ni uwiano wake wa juu wa kuinua-kwa-buruta. Hata hivyo, kutokana na ukosefu wa mtiririko wa ziada wa hewa kutoka kwa propela, bawa lina sifa mbaya zaidi za kupaa na kutua.

Screw Lamu Zinazobadilika

Propela za lami zinazobadilika huwekwa kwenye takriban ndege zote za kisasa za kati na kubwa. Kwa lami kubwa ya blade, msukumo mwingi hupatikana, lakini ikiwa kasi ya injini ni ya chini kabisa, kuongeza kasi itakuwa polepole sana. Hii ni sawa na hali ya gari likiwa kwenye gia za juu zaidi linapojaribu kuwasha.

Mwendo wa kasi wa juu na kichochoro kidogo huleta hatari ya kukwama na kushuka kwa kasi hadi sifuri. Kwa hiyo, wakati wa kukimbia, lami inabadilika mara kwa mara. Sasa hii inafanywa na otomatiki, lakini kabla ya majaribio mwenyewe alilazimika kufuatilia kila wakati hii kwa mikono.kurekebisha angle. Utaratibu wa kubadilisha lami ya propela ni bushing maalum yenye utaratibu wa kiendeshi ambao huzungusha vile vile vinavyohusiana na mhimili wa mzunguko kwa kiwango kinachohitajika.

Maendeleo ya kisasa nchini Urusi

Kazi ya kuboresha vifaa haijasimama. Kwa sasa, majaribio ya propeller mpya ya ndege ya AB-112 yanafanywa. Itatumika kwenye ndege nyepesi ya usafirishaji ya kijeshi ya Il-112V. Hii ni propeller yenye bladed 6 yenye ufanisi wa 87%, kipenyo cha mita 3.9 na kasi ya mzunguko wa 1200 rpm na propeller ya lami ya kutofautiana. Wasifu mpya wa blade umetengenezwa na muundo wake umepunguzwa.