Руководство пилота по аэронавтике » Глава 6. Системы самолета » Силовая установка » Воздушный винт » Винт с фиксированным шагом

Винт с фиксированным шагом

Fixed-Pitch Propeller

Винт у которого угол наклона лопасти (шаг винта) невозможно изменить называется винтом с фиксированным шагом (ВФШ). Шаг такого винта устанавливается изотовителем и его невозможно изменить. Винт фиксированного шага достигает максимальной эффективности только при определенной комбинации скорости полёта и частоты вращения двигателя, и она не идеальна ни для полета в крейсерском режиме, ни для набора высоты. Винт с фиксированным шагом используется, когда необходимо добиться мылого веса конструкции, простоты и низкой цены.

Есть два типа ВФШ: для взлета и крейсерский. Выбор типа определяется целью использования. У ВФШ подъема угол установки небольшой, следовательно и сопротивление воздуха, создаваемое лопастью меньше. Снижение сопротивление увеличивает КПД двигателя, что улучшает взлетные характеристики самолета, но ухудшает рабочие характеристики во время крейсерского полета.

У крейсерского ВФШ угол установки больше, поэтому сопротивление воздуха на лопасти выше. Увеличенное сопротивление приводит к уменьшению частоты вращения двигателя, что ухудшает КПД двигателя при взлете и наборе высоты, но увеличивает эффективность во время крейсерского полета.

Винт обычно устанавливается на вале, который может быть непосредственным продолжением коленвала двигателя. В этом случае частота оборотов двигателя будет совпадат с частотой вращения винта. На некоторых самолетах вал винта свзян с коленвалом двигател через передаточный механизм. В этом случае частота вращения коленвала двигателя отличается от частоты вращения винта .

В случае винта с фиксированным шагом тахометр отражает непосредственную частоту вращения вала двигателя. [Рисунок 6-8] Обычно, тахометр откалиброван в сотнях оборотов в минуту и показывает частоту вращения винта и двигателя. Тахометр имеет цветную маркировку, зеленая дуга обозначает нормальный диапазон для длительной работы двигателя. У некоторых тахометров есть дополнительные маркировки, отражающие ограничения работы винта и/или двигателя. Вы должны обратиться к руководтству производителя, для уточнения всех нюансов цветной маркировки тахометра.

Рисунок 6-8. Обозначение частоты вращения на тахометре.

Частота вращения двигателя регулируется дросселем, который управляет количеством смеси топлива и воздуха, которое попадет в двигатель. При постоянной высоте, чем больше показания тахометра, тем выше выходная мощность двигателя.

Когда высота полета увеличивается, тахометр может показывать неправильную выходную мощность двигателя. Например при, 2,300 оборотов в минуту на высоте 5,000 футов двигатель производит меньше мощности, чем при тех же 2,300 оборотов в минуту но на высоте уровня моря, потому что выходная мощность зависит от плотности окружающего воздуха. С ростом высоты, плотность воздуха уменьшается, что влечет снижение выходной мощности двигателя. При изменении высоты для поддержания постоянной частоты вращения двигателя необходимо изменить положение дросселя. При увеличении высоты необходимо сильнее открыть заслонку дросселя, чтобы обеспечить постоянство оборотов двигателя.

A propeller with fixed blade angles is a fixed-pitch propeller. The pitch of this propeller is set by the manufacturer and cannot be changed. Since a fixed-pitch propeller achieves the best efficiency only at a given combination of airspeed and rpm, the pitch setting is ideal for neither cruise nor climb. Thus, the aircraft suffers a bit in each performance category. The fixed-pitch propeller is used when low weight, simplicity, and low cost are needed.

There are two types of fixed-pitch propellers: climb and cruise. Whether the airplane has a climb or cruise propeller installed depends upon its intended use. The climb propeller has a lower pitch, therefore less drag. Less drag results in higher rpm and more horsepower capability, which increases performance during takeoffs and climbs, but decreases performance during cruising flight.

The cruise propeller has a higher pitch, therefore more drag. More drag results in lower rpm and less horsepower capability, which decreases performance during takeoffs and climbs, but increases efficiency during cruising flight.

The propeller is usually mounted on a shaft, which may be an extension of the engine crankshaft. In this case, the rpm of the propeller would be the same as the crankshaft rpm. On some engines, the propeller is mounted on a shaft geared to the engine crankshaft. In this type, the rpm of the propeller is different than that of the engine.

In a fixed-pitch propeller, the tachometer is the indicator of engine power. [Figure 6-8] A tachometer is calibrated in hundreds of rpm and gives a direct indication of the engine and propeller rpm. The instrument is color coded, with a green arc denoting the maximum continuous operating rpm. Some tachometers have additional markings to reflect engine and/or propeller limitations. The manufacturer’s recommendations should be used as a reference to clarify any misunderstanding of tachometer markings.

Figure 6-8. Engine rpm is indicated on the tachometer.

The rpm is regulated by the throttle, which controls the fuel/air flow to the engine. At a given altitude, the higher the tachometer reading, the higher the power output of the engine.

When operating altitude increases, the tachometer may not show correct power output of the engine. For example, 2,300 rpm at 5,000 feet produces less horsepower than 2,300 rpm at sea level because power output depends on air density. Air density decreases as altitude increases and a decrease in air density (higher density altitude) decreases the power output of the engine. As altitude changes, the position of the throttle must be changed to maintain the same rpm. As altitude is increased, the throttle must be opened further to indicate the same rpm as at a lower altitude.


Система Orphus