Действие на лопасть винта собственных центробежных сил

При рассмотрении действия на лопасть воздушного винта собственных центробежных сил выделим в поперечном сечении элемента лопасти два небольших объема, расположенных в передней и задней частях сечения (Рис. 16).

Во время вращения воздушного винта на массы, заключенные в этих объемах, действуют центробежные силы Р_ц1 и Р_ц2, приложенные к их центрам тяжести и направленные по радиусам вращения r₁ и г₂.

Раскладывая эти центробежные силы на составляющие, направленные параллельно и перпендикулярно оси поворота лопасти, проанализируем их взаимодействие.

Рис. 15 Характер действия на лопасть воздушного винта собственных центробежных сил

Продольная сила X, направленная параллельно оси поворота лопасти, стремится вырвать лопасть из лопастного стакана, вызывая растяжение лопасти. Поперечная сила Т, направленная перпендикулярно оси поворота лопасти, стремится повернуть лопасть в сторону уменьшения угла установки j (Поперечные силы T₁ и Т₂ создают моменты М_л1 и М_л2 лопасти, которые зависят от их массы, числа оборотов воздушного винта и установочного угла лопасти j, а также от расстояния объемов от оси поворота лопасти h₁ и h_2. Максимальное значение его соответствует 0 или 90°.

Рассмотрим действие на лопасть винта центробежных сил противовеса (Рис. 15).

Центробежные силы противовесов лопастей Р_пр приложены в центре тяжести противовесов и направлены по радиусам их вращения.

При анализе действия центробежной силы противовеса Р_пр раскладываем ее на две составляющие: силу К, направленную параллельно оси лопасть, которая стремится изогнуть кронштейн противовеса, и силу N, направленную перпендикулярно оси поворота лопасти, которая стремится повернуть лопасть в сторону увеличения ее угла установки j

Момент противовеса M_ПР=N_h(Kгc) зависит от величины массы противовеса, радиуса его вращения, числа оборотов воздушного винта, угла установки лопасти и угла установки противовеса j_пр.

Рис. 16 а - характер действия на лопасть воздушного винта центробежных сил лопасти, б - аэродинамические силы, действующие на винт

Аэродинамическая сила R (Рис. 16, б), приложенная в центре давления профиля, создает момент, поворачивающий лопасть в сторону увеличения шага.

При увеличении угла установки лопасти j увеличивается и момент аэродинамической силы, но его абсолютное значение в диапазоне рабочих углов поворота рабочих лопастей небольшое по сравнению с величинами аэродинамических центробежных моментов лопастей и противовесов.

Автоматические воздушные винты с гидравлическим управлением работают по прямой, обратной или двусторонней схеме.

Лопасти винтов, работающих по прямой схеме, на малый шаг переводятся действием давления масла и центробежных сил лопастей, на большой шаг - центробежными силами противовесов лопастей и аэродинамическими силами лопастей.

Воздушные винты, работающие по двусторонней схеме, переводятся на малый шаг давлением масла, центробежными силами лопастей, на большой шаг - давлением масла, центробежными силами противовесов и аэродинамическими силами лопастей.