На что влияет количество лопастей винта
На что влияет количество лопастей винта
Не существует универсального лодочного винта, подходящего под все типы корпусов лодок, но есть способ, нахождения что вам нужно. Как правило, правильно подобранный винт позволяет достичь вашему лодочному мотору максимальное количество оборотов при полностью открытой заслонке дросселя, без недобора и превышения их. Например, если ваш подвесной двигатель имеет максимальные обороты 5000-6000 об./мин., вам нужен винт, который попадет в диапазон между 5700 и 6000 об/мин. при средней нагрузки в судне.
Обязательно учитывайте такие переменные, как запас топлива, число пассажиров и вес всего оборудования с учетом якоря, цепи, аккумулятора и так далее.
Как изменяются обороты от шага винта
Правильный подобранный винт позволить вашему двигателю достичь максимальных оборотов заданных производителем мотора. Каждый дюйм шага равен приблизительно 150 +/- 50 об/мин.
Диаметр
Диаметр лодочного винта
Количество лопастей
Кол-во лопастей лодочного винта
Трех-лопастные винты наиболее распространенные и популярные, так как имеют наивысшую скорость и слаженную работу. Четырех-лопастные имеют более быстрое ускорение, лучшую тягу, плавную работу, но меньшую максимальную скорость, по сравнению с 3-х лопастным, также на 4-х лопастном можно достичь экономии топлива в крейсерском режиме.
Площадь межлопастной поверхности
Межлопастная поверхность в гребно лодочном винте
Площадь межлопастной поверхности относится к общей поверхности лопасти винта. Чем больше данной площади, тем лучше упор, ускорение. Но также может создать избыточное сопротивление на двигатель и ограничить его обороты. Недостаточная межлопастная поверхность грозит кавитацией и недостаточной тягой.
Геометрия лопастей
Геометрия лопастей в лодочном винте
Загиб кромки лопасти
Загиб кромки в лодочном винте
Угол увода лопастей
Угол увода лопасти гребного винта
Угол увода лопасти – это угол поворота кромки лопасти относительно основания. Угол увода позволяет изменять ход и подъем вашего катера, а также обеспечивать отличную устойчивость при волнении и при высокой установке мотора. Угол увода выражается в градусах. Высокий угол лучше подходит для скоростного применения, особенно при высокой установке двигателя, где есть риск проскальзывания и кавитации. Помогает поднять нос судна и уменьшить смачиваемую поверхность. Однако, для некоторых легких и быстрых катеров слишком большой увод лопасти может способствовать их меньшей стабильности на воде, в этом случае лучше выбрать гребной винт с меньшим уводом лопасти. Низкий угол вызывает меньшую нагрузку на двигатель. Помогает удержать нос лодки в низу. Является более распространенном и универсальным.
Передаточное число
Передаточное число в лодочно моторе
Вентиляция
Увод воздуха или выхлопных газов в гребном винте
Кавитация
Кавитация в гребном винте
Кавитацию гребного винта обычно рассматривают как явление вскипания воды в потоке, вызванном винтом, при снижении местных давлений до давления насыщенных паров. Давление понижается настолько, что вода, обтекающая лопасть, вскипает, выделяя пузырьки пара. Пузырьки, лопаясь, создают огромное местное давление, отчего поверхность лопастей выкрашивается и повреждается. Кавитацию винта можно обнаружить по тому, что скорость лодки перестает расти, несмотря на дальнейшее повышение числа оборотов; гребной винт при этом издает специфический шум, на корпус передается вибрация, лодка движется скачками. Кавитацию часто путают с вентиляцией.
Проскальзывание
«Проскальзывания» в гребно лодочном винте
Быстрый старт
Быстрое старт, когда лодка из «состояния покоя» (стоит на месте или медленно передвигаться) за короткое время резко ускоряется и достигает режима глиссирования с максимальной рассчитанной для лодки скорости.
Это достигается когда винт подобран правильно по отношению к лодке и к мотору и они оба работают вместе.
ВНИМАНИЕ. Обновите свой браузер! Наш сайт некорректно работает с IE 8 и более старыми версиями.
Щас вот так модно: жми здесь
P.S. Кстати, вопрос топика и мне интересен.
если рассуждать в теории то количество лопастей не влияет на тягу а только диаметр винта а те случаи когда при замене 2х на 3х получают большую тягу так это скорее от того что этот винт больше подошел по редукции и углу установки лопасти
шум у многолопостных винтов ниже потому что скорость их вращения должна быть ниже по сравнению с двухлопастными от этого и шум меньше
те тупо менять на параплане 2х лопастной на 3х лопастной, без пересчета редуктора не получится, да и прирост тяги фактически будет слабо заметен(если он будет, может просто по моменту не раскрутить, поотму как вес лопастей тоже сильно влияет на максимальные обороты мотора), при том же диаметре
а вот шумность, как написал Сергей будет заметно меньше, потому как винт дает 70% шума от работы всей винтомоторной установки, дальше тракт впуска, и выхлоп меньше всего (как это не парадоксально, но это лабораторные замеры СибНИА, где я аспиранствовал)
вопрос в том, что затраты будут несоизмеримы с полученным результатом
а все привлекательность мотопараплана в его простоте
А что так мало?
Например после того, как помоешь машину, по ощущениям тяга увеличивается на 25%, шум снижается на 50%, а бензин вообще перестает расходоваться.
А если серьезно, по теории никакой разницы между 2-х лопастным и 3-х лопастным винтом нет при условии, что суммарная площадь лопастей одинакова. Если точнее, то из-за меньших чисел Рейнольдса тяга трехлопастного где-то на 0,5% меньше. А если лопасти одинаковой ширины, то тяга 3-х лопасного при тех же оборотах меньше процента на 3, а шум больше. Если привести обороты в соответствие с увеличением коэффициента заполнения ометаемой площади, то шум существенно снижается, но тяга все равно не увеличивается до тяги двухлопастного винта из-за увеличения потерь на закручивание потока.
Конкретно на практике по расчету лопасти парамотора получаются такими узкими и тонкими, что будут легко ломаться при обращении с парамотором на земле. Поэтому их делают несколько шире расчетных, чуть-чуть теряя в тяге. Если прилепить еще одну широковатую лопасть, то потери в тяге могут достигнуть 5-10% из-за работы лопастей на очень маленьких углах атаки. А трехлопастный оптимизированный винт для парамотора получается с фантастически узкими лопастями и его можно выполнить только из монолитного углепластика, что очень дорого.
Это только упрощённые теории не видят разницу в количестве лопастей (некоторые не видят разницу и в покрытии), да и то не все.
Как получена цифра в 0,5%?
Откуда 3%? Почему шум больше, ведь нагрузка на лопасть уменьшилась?
Скольки лопастной идеальный винт?
Тема создана 12.01.2016
Слышал что наилучшим КПД обладает однолопастной винт, так как меньше создает сам себе турбулентность. У нас чаще двухлопастные, в турбине тягу дают множество лопаток, многие самолеты по четыре лопасти имеют, в чем причина? Максимальные обороты понятно имеют значение, но это критично только для поршневых двигателей, часто и диаметр винта можно увеличить.
Написано 12.01.2016 в 17:08:00
Неравномерная нагрузка на подшипник, т.к. противовес не дает поступательной тяги.
Написано 13.01.2016 в 23:32:58
А ты заметил разницу между 2-х и 3-х лопастным винтом? Может на средних стало лучше тянуть?
У самолета к турбине подключен вентилятор с большим количеством лопаток, это фактически компрессор в виде импеллера в трубе, сужение трубы (сопла) увеличивает скорость выбрасываемого назад воздуха и позволяет разбить бОльшую скорость самолета, вроде как такая схема не очень эффективна и не экономична, гораздо экономичней прикрутить к той же турбине пропеллер (хоть и через редуктор и прочую трансмиссию), но скорости большой нам не развить, потому что пропеллер быстро крутить нельзя, да и диаметр увеличивать нельзя так как концы лопастей начнут вращаться на сверхзвуке и винт теряет эффективность, сверхзвуковых винтов ещё не придумали.
Судя по всему, в авиации увеличивают число лопастей, когда исчерпаны все возможности передать ещё мощности на движитель. Однако, один из самых быстрых винтовых самолетов (Ту-95) имеет 8 лопастей на каждом двигателе (соосно), а ЭйрБбас А-400 тоже имеет 8 лопастей, но на одном винте и его винт один из самых больших в мире (5 с чем-то метров).
Короче, как-то всё не просто, нужен специалист
Вот я тоже рассуждая запутался, здесь похоже не мало тонкостей и одна лопасть идеальна не всегда. Про передачу мощности хорошая мысль, только чем лопатки принципиально отличаются от лопасти? У некоторых турбин для авиамоделей например, если посчитать, концы лопаток в три-четыре раза превышают скорость звука и ничего, работают.
С подшипником, как говорит Денис, думаю вряд ли связано. Если это было бы большой проблемой, то ее не разменивали бы на банальную компактность, как у некоторых планеров с одной лопастью.
Кстати, рабочая область наших винтов сантиметров 30 на каждой лопасти от центра.
Написано 14.01.2016 в 14:35:55
Наткнулся вот на такую весёлую штуку:
РЕАКТИВНЫЙ ТУРБО-ПРОПЕЛЛЕР В. Н. ЮРЬЕВА.
Уже неоднократно были предложения передавать энергию на винт с помощью реактивного (отталкивающего) действия струй воздуха, выходящей через отверстия в заднем краю лопасти винта. Воздух внутрь лопасти предполагалось подавать посредством компрессора (см. рис. 1). Подобное устройство нецелесообразно, так как здесь вес передачи получается слишком большим и, кроме того производительность не очень велика, вследствие больших потерь энергии в компрессоре, трубопроводе и в самой реактивной турбине.
Б. Н. Юрьевым предложена новая оригинальная конструкция реактивного пропеллера, в котором эти недостатки устранены, и который отличается тем, что не требует совершенно мотора. Устройство его довольно просто.
Рис. 2. А — отверстие для воздуха, Б — трубка, подающая горючее, В — форсунки, Г — запальные трубки, Д — выпускное отверстие.
Изготовляется полый пропеллер с небольшим центральным отверстием А (см. рис. 2), через которое, самой же лопастью, действующей здесь, как центробежный насос, всасывается воздух. Из центра воздух центробежной силой отбрасывается к концу лопасти. К концу же лопасти, по трубопроводу Б, подается жидкое горючее, которое разбрызгивается помощью форсунок В. Распыленное топливо смешивается с воздухом и, зажигаясь запальными металлическими или фарфоровыми трубками Г, сгорает. Образующиеся раскаленные газы вырываются через отверстия в запальных трубках и подогревают имеющийся в конце лопасти воздух. Давление его сильно повышается, после чего происходит то же, что и в винте, работающем сжатым воздухом. Необходимый для работы форсунок напор создается насосом, подающим к ним жидкое топливо.
По вычислениям Юрьева, нагревание воздуха, а следовательно и работа винта, требуют совершенно незначительного количества горючего. Для увеличения коэффициента полезного действия этого пропеллера, можно применить легкое предварительное сжатие поступающего в полость его воздуха. Это легко достигается укреплением на втулке „турбо-пропеллера“ центробежного компрессора, приводимого в движенце самим же винтом посредством специальных зубчаток, увеличив число оборотов компрессора до желаемого. Этот же компрессор может быть использован и для улучшения работы „турбо-пропеллера“ на больших высотах, как это делается в высотах бензиновых моторов.
Изобретение автором запатентовано.
Воздушный винт.
Привет, друзья!
Современный воздушный винт.
Итак, что такое воздушный винт? Как я уже говорил, это отдельная самостоятельная единица, а точнее целый лопастной агрегат. Он является движителем для аппарата, на котором установлен, то есть превращает мощность двигателя в тягу и, в конечном счете, в движение.
Человек уже давно проявлял внимание к винту. Первые теоретические свидетельства этого имеются еще в рукописях и рисунках Леонардо да Винчи. А практически его впервые применил (для метеорологических приборов) М. В. Ломоносов. Воздушный винт вначале устанавливался на дирижаблях, в последствии и по сегодняшнее время на самолетах и вертолетах при использовании поршневых и турбовинтовых двигателей. Применяется он также и на наземных аппаратах. Это так называемые суда на воздушной подушке, а также аэросани и глиссеры. То есть история его (как и история всей авиации :-)) длинна и увлекательна и еще, похоже, далеко не закончена.
Что касается теории и принципа действия… Хотел начать рисовать векторные диаграммы, а потом передумал :-). Во-первых не тот сайт, а, во-вторых, все это я уже описал здесь, здесь и даже здесь :-). Скажу лишь, что лопасти воздушного винта имеют аэродинамический профиль, и при его вращении в воздушной среде возникает та же картина, как и при движении крыла.
Аэродинамическая сила (картинка из предыдущей статьи :-))
Все те же аэродинамические силы, тот же скос потока, только теперь уже подъемная сила становится тягой винта, заставляющей самолет двигаться вперед.
Есть, конечно, и свои особенности. Ведь воздушный винт (точнее его лопасти) по сравнению с крылом совершает более сложное движение: вращательное плюс поступательное движение вперед. И на самом деле теория воздушного винта достаточно сложна. Однако для принципиального понимания вопроса всего сказанного вполне достаточно. Остановлюсь только на некоторых особенностях.Замечу, кстати, что винты бывают не только тянущие, но и толкающие (такие, между прочим, стояли на самолете братьев Райт).
Пропеллер немецкого дирижабля SL1 (1911) диаметром 4,4 м.
Воздушный винт для траспортного самолета А400М.
Транспортный самолет А400М.
Транспортник Кролевских ВВС Hercules C-4 на стоянке с винтами во флюгерном режиме.
Диаметр винта и его шаг – это основные технические параметры воздушного винта. Существует еще такое понятие, как крутка. То есть каждая лопасть по всей длинне слегка закручена. Это делается опять же для того, чтобы при одной и той же мощности лопасть создавала наибольшую тягу.
Американский экспериментальный самолет Bell X-22 с импеллерами 1966 г.
Французский экспериментальный самолет с импеллерами NORD 500 CADET. 1967 г.
1932 г. Италия. Экспериментальный самолет с импеллером «Летающая бочка»
Стратегический бомбардировщик ТУ-95.
К сожалению, воздушный винт, особенно в сочетании с поршневым двигателем, имеет все-таки ограниченную область применения. Конечно, там, где так необходимы ближнемагистральные самолеты и так называемая авиация общего назначения он себя еще покажет. Но тем не менее соревнование высота-скорость-дальность он вместе со своим спутником поршнеым мотором уже проиграл турбореактивному двигателю. Но об этом в другой статье…
Технические параметры и устройство винта самолета
Винт самолета (пропеллер) представляет собой агрегат, приводимый в действие двигателем. За счет вращения возникает тяговая сила, заставляющая летательный аппарат двигаться. Винтовые самолеты обладают как преимуществами, так и недостатками. Они гораздо экономичнее реактивных аналогов, однако при этом у них имеется ряд конструктивных ограничений.
Зачем самолету винт?
Самолетный винт ответственен за преобразование крутящего момента двигателя в тяговую силу. Сочетание двигателя с пропеллером именуется винтомоторной установкой. Винт состоит из лопастей, которые при вращении захватывают воздух и отбрасывают его назад.
Воздушные винты подразделяются на тянущие и толкающие. При создании самолетов толкающие пропеллеры применяются крайне редко. Винтовые изделия применяются также для создания вертолетов, винтокрылов, винтопланов и автожиров. Для их поднятия в воздух используются несущие и рулевые изделия.
Отдельно стоит выделить винтопланы, которые сочетают в себе характеристики самолета и вертолета за счет поворотных двигателей. Лопасти несущих винтов винтоплана могут преобразовывать крутящий момент как в тянущую, так и в подъемную силу.
Технические параметры и устройство винта самолета
Пропеллер состоит из ступицы и лопастей. Количество лопастей может быть от 2 до 8. Изделие создается из высокопрочного материала. Как правило, используется термообработанный алюминиевый сплав. Скорость вращения воздушного пропеллера может составлять 1200 оборотов в минуту, поэтому для создания применяются максимально прочные материалы.
Среди основных технических характеристик изделия выделяют:
Работа пропеллера приводит к появлению разворачивающего эффекта. Среди причин появления данного эффекта выделяют реактивный и гироскопический момент винта, а также закручивание струи воздуха. Для того чтобы противостоять разворачивающему эффекту, винтовые самолеты делаются асимметричными.
Тяга воздушных винтов варьируется за счет изменения оборотов двигателя или шага винта. Изменение шага позволяет изменять тягу, не меняя оборотов двигателя. Стоит отметить, что увеличение оборотов, и как следствие, ускорение вращения пропеллера, считается наиболее быстрым способом увеличить тягу.
КПД воздушных винтов составляет примерно 85%. КПД называется отношение полезной мощности к мощности двигателя. Несмотря на высокий КПД, у них имеются недостатки, среди которых выделяют повышенный уровень шума и так называемый эффект запирания (тяга винта после определенных оборотов двигателя перестает увеличиваться, несмотря на возрастание мощности).
Виды самолетных винтов
Для создания винтовых самолетов практически всегда применяются только тянущие варианты. В более редких случаях можно встретить самолеты с толкающими пропеллерами. Толкающие винтовые изделия располагаются в задней части самолета. Стоит отметить, что КПД тянущего винта больше, чем у толкающего.
Несущий вид не встречается на самолетах. Исключением является гибрид, который именуется винтопланом. Лопасти несущих винтов конвертоплана обладают большей длиной. Их примерный размер сопоставим с лопастями вертолета.
Винты с разным количеством лопастей
Лопастной винт самолета должен обладать высокой прочностью и надежностью. Для создания безопасных воздушных суден применяются винтовые изделия с регулируемым шагом, который позволяет изменять положение лопастей. При необходимости это позволяет осуществить флюгирование, чтобы уменьшить лобовое сопротивление при отказе двигателя.
На современном самолете может быть до 4 винтомоторных установок. Средняя скорость винтовых самолетов составляет 500 километров в час. Быстрейшим турбовинтовым самолетом считается Ту-95.
Преимущества и недостатки
Среди главных преимуществ выделяют высокий коэффициент полезного действия и низкий расход топлива у винтовых самолетов. Среди недостатков использования винтомоторных установок выделяют:
Из-за низких скоростей винтовых самолетов их применяют только для ограниченного ряда задач. Турбовинтовые самолеты практически не применяются в пассажирской авиации. В большинстве случаев их используют для транспортировки грузов.
Как пулемет стреляет через винт самолета?
Первые военные истребители были винтовыми. Авиационные инженеры столкнулись с проблемой вращающегося пропеллера. Покрывать огнем цели, находящиеся во фронтальной области, было невозможно. Первое решение проблемы — металлические уголки на лопастях. Если пуля попадала в лопасти, то она рикошетила, при этом не нанося вреда винтовому изделию и экипажу самолета.
Более продвинутое решение изобретено нидерландским авиаконструктором. Для решения поставленной задачи стал использоваться синхронизатор стрельбы. Посредством этой разработки полностью решалась проблема. Стрельба велась только в нужный момент, когда лопасти винтового изделия не мешали выстрелу. Специализированный синхронизатор определял момент вылета пули. Синхронизатор стрельбы уменьшал скорострельность, но при этом позволял вести огонь прямо через лопасти винта несущегося самолета.
На современных истребителях используются реактивные двигатели, поэтому потребности в применении синхронизаторов нет. Винтовые гражданские и военные самолеты не несут на себе пулеметов, поэтому эта проблема их тоже не касается.
Отличия винта от пропеллера
Воздушные винты и пропеллеры являются равнозначными понятиями в авиации, однако винтовые изделия используются во многих других сферах. Лопастные изделия используются при создании:
Пропеллером называются только винтовые изделия, которые применяются для создания самолетов. Например, лопасть несущего винта вертолета нельзя назвать пропеллером. Зная об основных отличиях, можно будет легко классифицировать изделие.
Перспективные разработки
Авиаконструкторы стараются избавиться от недостатков винтовых самолетов. Среди наиболее перспективных разработок выделяют:
Разработка турбовентиляторного двигателя — реализованный проект, который позволил получить высококачественные двигатели. Многие турбовентиляторные двигатели сейчас используются на пассажирских авиалайнерах. Эти двигатели отличает повышенная экономичность, что является существенным фактором в пассажироперевозках.
Для решения проблемы эффекта запирания крутящий момент двигателя разделяется между двумя соосными винтовыми изделиями. Таким образом достигается более высокая скорость при полете. Наиболее успешным самолетом, который использует данный метод, считается Ту-95. Стоит отметить, что для решения проблемы реактивных моментов на вертолете также используются соосные лопасти несущих винтов.
Создание усовершенствованных винтомоторных установок ведется до сих пор, однако составить конкуренцию турбовентиляторным или реактивным вариантам они не могут. Несмотря на это, винтовые судна обладают некоторыми особенностями, которые позволяют использовать их для решения узкоспециализированных задач.