Техника

Почему падает эффективность пропеллеров самолетов на скоростях выше 600км/ч.?

Почему падает эффективность пропеллеров самолетов на скоростях выше 600км/ч.?
Юля Бойко
Юля Бойко
460
Рисуйте треугольник скоростей для концевика лопасти. Если на разбеге перед взлётом его скорость начинается с окружной и зависит от оборотов и диаметра пропеллера, то при достижении определенной скорости это сечение уже будет работать на числах М, которые приводят к волновому кризису сначала на линии четверти хорд, а потом и на передней кромке...
К этому моменту полная аэродинамическая сила серьёзно меняет своё направление ввиду роста составляющей сопротивления и общая эффективность падает. На это накладывается ещё и поворот лопасти для обеспечения правильного шага на высокой скорости, который тоже уменьшает нормальную к плоскости вращения составляющую сил, приложенных к движителю (((
И реальные проблемы начинаются уже на скоростях полёта достигающих всего-то 0,4М или чуть больше. Реальная работа винтовых движителей на Махе больше 0,6 имеет смысл только для решения боевых задач...
Грубо, для реальных температур на эшелоне это будет где-то 650-700 км/ч.
Применение соосный винтов никак не влияет на принципиальную аэродинамику, просто даёт возможность уменьшить отметаемую площадь за счёт повышения удельной нагрузки и срабатывать мощность турбины на меньшем диаметре винта.
Вся прелесть винтомоторных конструкций в том, что можно обдувать крыло, добиваться высоких взлетно-посадочных характеристик простыми решениями и иметь высокую надежность в эксплуатации без всяких предкрылков и сдувов пограничного слоя...
Ещё винтами здорово тормозить. Шутки шутками, а четыре «прутика», которые крутятся, описывая диск некоторого диаметра, создают при правильном подходе к вопросу сопротивление много большее, чем лист фанеры этого же диаметра)))
И никакие спойлеры не нужны, что ещё и систему управления упрощает и делает надежнее!
Примерно так...
АН
Арман Намбо Уан
83 019
Лучший ответ
Воздушный винт имеет некоторые ограничения.
«Эффект запирания». Этот эффект возникает либо при увеличении диаметра воздушного винта, либо при увеличении скорости вращения, и выражается в отсутствии роста тяги с увеличением мощности, передаваемой на винт. Эффект связан с появлением на лопастях винта участков с околозвуковым и сверхзвуковым течением воздуха (т. н. волновой кризис).
Это явление накладывает существенные ограничения на технические характеристики самолётов с винтомоторной силовой установкой. В частности, современные самолёты с воздушными винтами, как правило, не могут развить скорость более 650—700 км/ч. Самый быстрый винтовой самолёт — бомбардировщик Ту-95 — имеет максимальную скорость 920 км/ч, где проблема эффекта запирания была решена применением двух соосных винтов с допустимыми размерами лопастей, вращающихся в противоположных направлениях.
Инна Сыщенко
Инна Сыщенко
83 747
Звуковой барьер
Потому что, сам диск винта становится препятствием на пути набегающего потока воздуха.