ВИНТ
Поступательная скорость самолета обеспечивается тягой винта. Именно эта тяга преодолевает лобовое сопротивление (сопротивление воздуха), действующее в направлении, обратном пути полета. Винт имеет две или три лопасти, в зависимости от типа мотора и самолета, на которых он должен работать. Профиль каждой лопасти винта подобен профилю крыла самолета; таким образом винт представляет собой крыло, которому мотор сообщает вращательное движение. Лопасти винта расположены под углом, образуемым лопастями и воображаемой плоскостью, перпендикулярной к валу мотора. Этот угол больше всего около втулки винта и постепенно уменьшается по направлению к концу лопасти (рис.-128). Угол при сечении 1 больше, чем угол при сечении 2, Угол при сечении 2 больше, чем угол при сечении 3.
Когда воздушный винт вращается мотором, он врезается в воздух и действует точно так же, как винт, ввинчиваемый в более плотную среду. При каждом обороте винта его наклонные лопасти рассекают воздух, развивая силу, которую мы называем тягой; результатом ее является поступательное движение на определенное расстояние, зависящее от угла установки лопастей и от диаметра винта. Если винт вращается в плотной среде, как, например, винт, ввинчиваемый в дерево, то он действует без скольжения, и расстояние, пройденное за один оборот винта, будет равно теоретическому шагу винта. Но поскольку винт вращается в воздухе, имеется некоторое
скольжение, а потому действительно пройденное расстояние меньше теоретического шага винта. Как видно из рис. 128, если бы не было скольжения, винт за «дин оборот мог бы пройти от точки А до точки С, но так как исключить скольжение нельзя, то истинный шаг винта, называемый поступью, будет от точки А до точки В. За два оборота пинт пройдет расстояние А-D Это скольжение является теоретическим скольжением, т. е. имеет место, когда винт работает наилучшим образом: лопасти рассекают воздух под таким небольшим углом, что при минимальном лобовом сопротивлении получается максимальный шаг. Чем меньше теоретическое скольжение, тем выше коэффициент полезного действия винта. В современной практике во время полета самолета величина скольжения во многих случаях будет зависеть от того, насколько вы сможете предвидеть, что будет причиной большого скольжения. Как вы увидите далее, если самолет направлен вверх иод чрезмерно большим углом, то создается очень большое скольжение винта с соответствующей потерей мощности и нежелательным уменьшением скорости самолета.
Чтобы понять работу винта, что интересно само по себе, я попрошу вас представить себе следующее.
Теоретическое расстояние, которое винт проходит за один оборот, называется теоретическим шагом. На рис. 129 вы можете видеть, что теоретический шаг изменяется в зависимости от угла и диаметра лопастей, как сказано выше. Винт, имеющий диаметр 3 м,
с лопастями, поставленными под углом 20°, пройдет за один оборот около 198 см (А-В), при других же углах - расстояния А - С и А~D.
Рис. 130. На рисунке самолет заторможен в положении /, ни предполагается, что мотор работает на полном газе. Винт увлекает большое количество воздуха, отбрасывая его назад. Частицы воздуха, облекая лопасти винта, стремится двигаться в направлении, указанном на рис. 130. Когда самолет стоит на месте, его вращающийся пинт встречается с воздухом под максимальным углом атаки, который резко отличается от самого выгодного угла. Когда самолет набирает скорость на земле до взлета (II) и его лопасти врезаются в воздух, отбрасывание воздуха назад уменьшается, и угол, под которым лопасти встречаются с воздухом,тоже уменьшается. Во время подъема (III) поступательная скорость самолета больше, чем скорость до взлета (II). Поэтому лопасти винта встречаются с воздухом под еще меньшим углом атаки, и если затем самолет летит на большой скорости, то этот угол доходит до минимума и приближается к наиболее выгодному углу атаки винта, причем частицы воздуха обтекают лопасти винта в направлении, показанном под цифрой /V. Теория винта весьма сложна, и наглядный рисунок может оказаться весьма полезным для ее уяснения.
Рис. 131. Винтом с постоянным шагом называется винт, лопасти которого закреплены под определенным углом; винтом именно этою типа мы и будем пользоваться на данном этапе вашей подготовки. Работа, выполняемая винтом за секунду полета, измеряется умножением его тяги на число метров, пройденных самолетом в секунду. Таким образом, если самолет двигается со скоростью 60 м/сек (что составляет около 251 км/час) и тяга винта на этой скорости равна 400 кг, работа винта в килограммометрах будет равна 24 000. Если мы разделим 24 000 на 75, то получим полезную мощность винта в лошадиных силах.
В приведенном случае эта мощность равняется примерно 320 л. с. Ввиду того что нормальный коэффициент полезного действия винта равен приблизительно 80%, мотор должен передавать на винт около 400 л. с.
Нормальное скольжение винта, которое мы условно приняли за 20%, остается неизменным только при определенной скорости полета. На рисунке самолет в положении А при полете на крейсерской скорости имеет нормальное скольжение винта. На пологом подъеме, который показа» на рисунке иод буквой В, скольжение останется нормальным, если мы слегка увеличим мощность мотора. В положении С приходится для сохранения нормального скольжения винта снова увеличить мощность мотора. С другой стороны, если самолету придется совершать подъем под более крутым углом, как это показано под буквой D), и в этот момент дроссель мотора будет открыт до-отказа (а это означает, что дальнейшее увеличение мощности мотора невозможно), то скорость подъема будет меньшей, чем в случае, показанном под буквой С, так как в положении I) скольжение винта увеличится до 30%. Под буквой Е показан самолет, летящий под чрезвычайно большим углом, но уже не углом подъема, а углом относительно земли, так как в атом положении самолет прекратил подъем и на мгновение теряет всю свою поступательную скорость и устойчивость.
