Как работает пропеллер постоянной скорости?

Прежде чем мы начнем, я должен упомянуть, что самые основные пропеллеры с постоянной скоростью приводились в движение уравновешиванием давления воздуха и центробежной силы. Лезвия были сформированы таким образом, или оснащены противовесом, который заставил бы лезвие внутренне двигаться к мелкому шагу. Однако, когда воздух перемещался над лезвием, он начинал осилить противовес и подталкивать лезвие к более высокому шагу. Это довольно изобретательный дизайн, который означал, что опора автоматически будет на высоких оборотах, когда самолет двигался медленно (взлет, посадка, подъемы), и автоматически переместится на более высокий шаг, когда самолет ускорился для круиза. Существует даже однолопастный пропеллер, который использовал эту конструкцию очень эффективно для легких самолетов. Проблема в том, что этот тип пропеллера не регулируется пилотом, и я предполагаю, что вы задаетесь вопросом о регулируемых опорах, так вот о чем мы поговорим здесь.

На первом рисунке обратите внимание на то, что пилотный клапан опирается непосредственно на грузики (разделенные подшипником). На втором рисунке лучше изображена клапанная система. Таким образом, мы видим, что пружина спидера нажимает сверху на вал пилотного клапана, который, в свою очередь, опирается на маховики.

Во-первых, flyweights повернуты кривошином, поэтому любое изменение в RPM двигателя немедленно прореагировано к. п. н.

Есть несколько способов, что пропеллер крепится к поршню, и зубчатая система типа стойки и pinon является общим и легко представить. Зубчатая рейка закреплена на поршне таким образом, что при ее перемещении шестерня опорного лезвия вращается и, таким образом, лезвие вращается. Другой распространенный тип использует колышек, который смещен от центра круглого основания лезвия. Когда поршень двигает, он нажимает или вытягивает на шпеньке и потому что шпень смещен он причиняет лезвие закрутить.

Превышение скорости: когда скорость увеличивается.

Когда обороты увеличиваются, центробежная сила заставляет грузики хотеть распространиться друг от друга, чтобы сохранить импульс. Потому что они в L форме и имеют шарнир в угле, это причиняет нижнюю часть поднять вверх, вытягивающ пилотный клапан вверх и обжимающ весну спидера. Когда пилотный клапан поднят, масло под давлением из насоса может поступать в ступицу опоры через трубу,которая проходит через центр поршня ступицы. Масло заполняет полость перед поршнем, толкая его назад. Лопасть винта вращается на более высокий шаг (ближе к перу), что замедляет обороты двигателя. Когда RPM уменьшен, flyweights будет под меньше маховой силой, и весна speeder нажмет их назад к уравновешению (на-скорости), нажимая пилотный клапан назад вниз для того чтобы преградить пробку масла эпицентра деятельности от приобретать или терять масло.

Пониженная скорость: когда ваша скорость уменьшается.

При уменьшении оборотов уменьшается центробежная сила, действующая на грузики. Из-за их формы, как описано ранее, они больше не могут нажимать на пружину спидера с той же силой, что и раньше, поэтому сжатая пружина начнет расширяться. Это приносит верхнюю часть flyweights внутри, и их дн вниз. Когда их основания двигают вниз, пилотный клапан двигает вниз также и открывает пробку масла эпицентра деятельности. Положительное давление масла в эпицентре деятельности и тенденции лезвий встроенной хотеть двинуть к низкому тангажу нажимает масло из эпицентра деятельности и назад в масляную систему. Поршень двигает вперед и лезвия вращают к состоянию низк-тангажа. Грузики не обязательно возвращаются к равновесию, особенно если вы вручную устанавливаете пружину на максимальное сжатие с помощью рычага опоры: вы хотите, чтобы опора оставалась на минимальном шаге независимо от того, что.

Потеря давления масла:

Давление масла постоянно давит на нижнюю часть пилотного клапана, пытаясь поднять его вверх. Весна speeder сопротивляет, и пока flyweights на-скорость, вся система в уравновешении при клапан преграждая пробку эпицентра деятельности. Когда вы теряете давление масла, то это давление больше не держит клапан вверх и весна speeder выиграет, нажимая клапан вниз и позволяя маслу пропустить из эпицентра деятельности. Это сбрасывает опору на настройку подъема с низким шагом, давая нам максимальную мощность, потому что это более полезно, чем максимальная скорость в чрезвычайной ситуации, которая, вероятно, произойдет.

Так зачем мы это делаем?

Все пропеллеры установлены на тангаже. Теоретически, пропеллер наклоняется, чтобы двигаться вперед на определенное расстояние каждый оборот, как винт, движущийся по дереву. Но в отличие от дерева, воздух текучий и трудно поддается захвату. Если вы представляете себе завинчивание винта в доску, то единственный способ заставить его двигаться быстрее-это повернуть его быстрее. Это потому, что шаг винта фиксирован. Если бы вы могли разместить ступеньки на винте (увеличить шаг), винт двигался бы по дереву быстрее, но его было бы намного сложнее повернуть.

Пропеллер самолета работает примерно так же. Когда мы впервые взлетаем, нам нужно передать максимальную мощность в воздух, и не имеет значения, если мы не продвинемся очень далеко для каждой революции, потому что мы все равно не очень быстро. Мы просто хотим переместить как можно больше воздуха. Но мы достигнем определенной точки, где единственный способ увеличить скорость-это увеличить число оборотов винта, а это непрактично с нашими двигателями. Единственной альтернативой является изменение шага лезвия. Мы меняем его на шаг, который позволяет нам двигаться вперед на большее расстояние с каждым оборотом, в обмен на меньшую мощность, передаваемую в воздух при каждом обороте. К счастью, нам не нужно откачивать столько энергии, чтобы не сбавлять темп.

Если вам нравятся цифры, представьте, что у нас есть двигатель и пропеллер, который теоретически (с идеальной эффективностью) движется вперед на 1 фут за каждый оборот, и он может сделать 1 оборот в секунду, давая максимальную скорость вперед 1 фут в секунду. Это прекрасно, когда мы взлетаем: мы можем двигаться вперед на 0.5 fps, и у нас есть воздух, который сдувается назад на 0.5 fps. Когда мы выравниваемся в cruise, мы застреваем на 1 fps. Но мы хотим идти 3 fps, и мы знаем, что наш планер может справиться с этим. Самый простой вариант-включить двигатель в три раза быстрее, но, к сожалению, это приведет к тому, что некоторые поршни вылетят из капота. Таким образом, мы должны изменить шаг опоры на тот, который движется вперед на 3 фута для каждого оборота, таким образом, он все еще вращается с той же скоростью, но он будет двигаться вперед в три раза дальше. Или, скорее всего, мы все еще идем 1 fps, но только 1/3 RPM и сжигаем 1/3 топлива! Именно здесь вы можете увидеть проблему: если мы сжигаем 1/3 топлива, мы только передаем 1/3 энергии в воздух через опору, и мы не можем быстро подняться или ускориться (если вообще) на этой настройке.

Последний способ думать об этом так же, как шестерни на автомобиле. Ваша передача позволяет, на 1500RPM, пойти 10mph или 60mph или любой скорости между ними. Проблема в том, что если вы пытаетесь ускорить с 10 миль в час до 60 миль в час при сохранении 1500RPM, это займет гораздо больше времени, чем если бы Вы были поднять его до 2500RPM. Высокие передачи отлично подходят для крейсерской и поддержания скорости, но не отлично подходят для ускорения. Они позволяют вам поддерживать низкие обороты, низкий крутящий момент и низкий расход топлива, потому что вам не нужна дополнительная энергия. Высокий шаг опоры точно такой же.

Примечание о многомоторных самолетах:

Они прямо противоположны синглам. Где одиночные требуют, что положительное давление масла увеличивает тангаж лезвия, multis требуют, что положительное давление уменьшает его. Это потому, что в мульти, вы хотите пропеллер перо автоматически, если вы потеряете давление масла (из-за отказа двигателя). Это устраняет значительное сопротивление с этой стороны самолета.

Они оборудованы или с весной или с обязанностью азота в эпицентре деятельности которая надута, нажимая поршень эпицентра деятельности назад к оперенному положению. Регулятор опоры работает так же, но пилотный клапан направляет масло, чтобы нажать на заднюю часть поршня, перемещая его вперед и сжимая пружину/азот, перемещая опору на более низкий шаг.

Некоторые из них также оснащены аккумулятором. Это бутылка с питоном в верхней части (также заряжается азотом), который заполняется маслом, когда двигатель работает. Когда вы приносите опору из высоких оборотов, бутылка запечатывается от остальной части системы. Если вы потеряете давление масла, опора будет перышко, как и должно быть, но в аккумуляторе все равно будет масло под давлением. Таким образом, если вам удастся решить проблемы с двигателем, вы можете нажать рычаг опоры полностью вперед, открыть клапан аккумулятора, а сжатый азот заставит масло из бутылки поставить всю систему под положительным давлением в течение нескольких секунд. Это положительное давление перемещает поршень ступицы вперед и разогревает опору.

Теперь вы можете подумать: «если мультис перо, когда они теряют давление масла, почему все эти близнецы на рампе сидят там с низкими реквизитами?- Ну, у них есть центробежные стопорные штифты, которые исчезают, когда обороты двигателя достаточно высоки. Если оно получает низким, то они упадут назад в паз вокруг поршеня эпицентра деятельности или своего вала и зафиксируют его в положение низк-тангажа. Однако это не надежная система, потому что штифты, как известно, прилипают, и люди, как известно, отключают двигатель с помощью рычага опоры меньше, чем полный вперед. В этом случае вам либо нужно заставить некоторых сильных парней вручную крутить опору назад, либо вам нужно потратить кусок драгоценной жизни вашего стартера, переворачивая двигатель, чтобы создать давление масла, чтобы снять пену с опоры. Большинство двигателей не могут запускаться в оперенном состоянии из-за огромного сопротивления от лопастей, перпендикулярных их направлению вращения.

На турбовинтовых двигателях:

Хотя он может варьироваться от двигателя к двигателю, турбовинтовые двигатели используют аналогичные системы для многомоторных самолетов, но при гораздо более высоких давлениях и с возможностью входа в бета-режим (обратный шаг). Это создает проблемы главным образом в том, что двигатель будет очень быстро разгоняться с шагом лопасти 0, а опора не создает тяги/нагрузки. Я не собираюсь пытаться объяснить это, потому что я никогда не работал с ним. Этот парень, кажется, делает хорошую работу.