Helika e avionit: emri, klasifikimi dhe karakteristikat

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Baza e lëvizjes së ajrit në parimet e aerodinamikës është prania e një force që kundërshton rezistencën e ajrit në fluturim dhe gravitetin. Të gjithë avionët modernë, me përjashtim të gliderëve, kanë një motor, fuqia e të cilit shndërrohet në këtë forcë. Mekanizmi që konverton rrotullimin e boshtit të termocentralit në shtytje është helika e avionit.

Përshkrimi i helikës

Helika e avionit është një pajisje mekanike me tehe që rrotullohet nga një bosht motori dhe krijon shtytje për lëvizjen e avionit në ajër. Duke anuar tehet, helika hedh ajrin prapa, duke krijuar një zonë me presion të ulët përpara dhe presion të lartë pas saj. Pothuajse të gjithë njerëzit në tokë të paktën një herë në jetën e tyre patën mundësinë ta shihnin këtë pajisje, kështu që nuk kërkohen përkufizime të shumta shkencore. Helika përbëhet nga tehe, një shpërndarës i lidhur me motorin përmes një fllanxha të posaçme, pesha balancuese të vendosura në shpërndarës, një mekanizëm për ndryshimin e hapit të helikës dhe një mbulesë që mbulon shpërndarësin.

Emra të tjerë

Cili është emri tjetër për një helikë aeroplani? Historikisht, kishte dy emra kryesorë: helika aktuale dhe helika. Megjithatë, më vonë u shfaqën emra të tjerë, duke theksuar ose veçoritë e projektimit ose funksionet shtesë të caktuara për këtë njësi. Konkretisht:

• Fenestron. Një vidë e futur në një kanal të veçantë në bishtin e një helikopteri.
• Hytës. Një vidë e mbyllur në një unazë të veçantë.
• Propfan. Këto janë vida në formë shigjete ose në formë saber në dy rreshta me një diametër të reduktuar.
• Ventilator. Sistemi rezervë i furnizimit me energji urgjente nga rryma e ajrit që po afrohet.
• Rotor. Ky quhet ndonjëherë rotori kryesor i një helikopteri dhe disa të tjerë.

Teoria e helikës

Në thelbin e tij, çdo helikë avioni është një lloj krahësh të lëvizshëm në miniaturë, që jetojnë sipas të njëjtave ligje të aerodinamikës si krahu. Domethënë, duke lëvizur në mjedisin atmosferik, tehet për shkak të profilit dhe prirjes së tyre krijojnë një fluks ajri, i cili është forca lëvizëse e avionit. Forca e kësaj rrjedhe, përveç profilit specifik, varet nga diametri dhe shpejtësia e helikës. Në të njëjtën kohë, varësia e shtytjes nga revolucionet është kuadratike, dhe nga diametri - madje deri në shkallën e 4-të. Formula e përgjithshme e shtytjes është si më poshtë: P=αρn²D^4ku:

• α - koeficienti i shtytjes së helikës (varet nga dizajni dhe profili i tehut);
• ρ - dendësia e ajrit;
• n - numri i rrotullimevevida;
• D është diametri i vidës.

Është interesante të krahasohet me formulën e mësipërme, një tjetër që rrjedh nga e njëjta teori e vidhave. Kjo është fuqia e nevojshme për të siguruar rrotullimin: T=Βρn³D^{5, ku Β është faktori i llogaritur i fuqisë së helikës.}

Duke krahasuar këto dy formula, mund të shihet se duke rritur shpejtësinë e helikës së avionit dhe duke rritur diametrin e helikës, fuqia e kërkuar e motorit rritet në mënyrë eksponenciale. Nëse niveli i shtytjes është proporcional me katrorin e rrotullimeve dhe fuqinë e 4-të të diametrit, atëherë fuqia e kërkuar e motorit rritet tashmë në proporcion me kubin e rrotullimeve dhe fuqinë e 5-të të diametrit të helikës. Ndërsa fuqia e motorit rritet, rritet edhe pesha e tij, e cila kërkon edhe më shumë shtytje. Një tjetër rreth vicioz në industrinë e avionëve.

Specifikimet e helikës

Çdo helikë e instaluar në një avion ka karakteristikat e mëposhtme:

• Diametri i vidës.
• Lëvizje gjeometrike (hap). Ky term i referohet distancës që do të kalonte vidhosja, duke u përplasur në një sipërfaqe teorike të ngurtë në një rrotullim.
• Tread - distanca aktuale e përshkuar nga helika në një rrotullim. Natyrisht, kjo vlerë varet nga shpejtësia dhe nga frekuenca e rrotullimit.
• Këndi i tehut - këndi midis planit dhe hapit aktual të helikës.
• Forma e tehut – Shumica e teheve moderne janë në formë saberi, të lakuar.
• Profili i tehut - seksioni kryq i secilës teh ka, si rregull, një formë krahu.
• Akordi mesatar i tehut -distanca gjeometrike midis skajeve kryesore dhe pasuese.

Në të njëjtën kohë, karakteristika kryesore e një helike avioni është shtytja e tij, domethënë ajo për të cilën nevojitet.

Dinjiteti

Aeroplanët që përdorin një helikë si helikë janë shumë më ekonomikë se sa homologët e tyre turbojet. Efikasiteti arrin në 86%, që është një vlerë e paarritshme për avionët reaktivë. Ky është avantazhi i tyre kryesor, i cili në fakt i vuri sërish në funksion gjatë krizës së naftës të viteve 70 të shekullit të kaluar. Në distanca të shkurtra, shpejtësia nuk është kritike në krahasim me ekonominë, kështu që shumica e avionëve të aviacionit rajonal drejtohen me helikë.

Difekte

Aeroplanët me helikë kanë gjithashtu disavantazhe. Para së gjithash, këto janë të këqija thjesht "kinetike". Gjatë rrotullimit, helika e avionit, duke pasur masën e vet, ndikon në trupin e avionit. Nëse tehet, për shembull, rrotullohen në drejtim të akrepave të orës, atëherë strehimi tenton të rrotullohet, përkatësisht, në drejtim të kundërt. Turbulencat e krijuara nga helika ndërveprojnë në mënyrë aktive me krahët dhe hapjen e avionit, duke krijuar rrjedha të ndryshme djathtas dhe majtas, duke destabilizuar kështu rrugën e fluturimit.

Më në fund, helika rrotulluese është një lloj xhiroskopi, domethënë tenton të ruajë pozicionin e tij, gjë që e bën të vështirë ndryshimin e rrugës së fluturimit për ajrin.gjykata. Këto mangësi të helikës së avionit janë të njohura prej kohësh dhe projektuesit kanë mësuar t'i trajtojnë ato duke futur një asimetri të caktuar në projektimin e vetë anijeve ose në sipërfaqet e tyre të kontrollit (timonat, spoilerët, etj.). Me drejtësi, duhet theksuar se edhe motorët reaktiv kanë të meta të ngjashme "kinetike", por në një masë disi më të vogël.

I ashtuquajturi efekt mbylljeje mund t'i atribuohet gjithashtu minuseve, kur një rritje në diametrin dhe shpejtësinë e rrotullimit të helikës së avionit në kufij të caktuar pushon së prodhuari një efekt në formën e një rritje të shtytjes. Ky efekt shoqërohet me shfaqjen në seksione të caktuara të teheve të rrjedhave të ajrit me shpejtësi afër ose supersonike, gjë që krijon një krizë valore, domethënë formimin e goditjeve ajrore. Në fakt, ata e kapërcejnë kufirin e shëndoshë. Në këtë drejtim, shpejtësia maksimale e avionëve me helikë nuk i kalon 650-700 km/h.

Ndoshta përjashtimi i vetëm ishte bombarduesi Tu-95, i cili arrin shpejtësi deri në 950 km/h, domethënë shpejtësi pothuajse zanore. Secili prej motorëve të tij është i pajisur me dy helika koaksiale që rrotullohen në drejtime të kundërta. Epo, problemi i fundit i avionëve me helikë është zhurma e tyre, kërkesat për të cilat forcohen vazhdimisht nga autoritetet e aviacionit.

Klasifikimi

Ka shumë mënyra për të klasifikuar helikat e avionëve. Ato ndahen në grupe në varësi të materialit nga i cili janë bërë, nga forma e teheve, diametri i tyre, sasia, si dhe një sërë të tjerash.karakteristikat. Megjithatë, më i rëndësishmi është klasifikimi i tyre sipas dy kritereve:

• Së pari - ka helikë me hap të ndryshueshëm dhe me hap fiks.
• E dyta - ka vida tërheqëse dhe shtytëse.

E para është instaluar në pjesën e përparme të avionit, dhe e dyta, përkatësisht, në pjesën e pasme. Një avion me një helikë shtytës u ngrit më herët, por më pas u harrua për ca kohë dhe vetëm relativisht kohët e fundit u rishfaq në qiell. Tani ky plan urbanistik përdoret gjerësisht në avionë të vegjël. Ka edhe opsione mjaft ekzotike, të pajisura me tehe tërheqëse dhe shtytëse në të njëjtën kohë. Një aeroplan me një helikë të pasme ka një sërë avantazhesh, ndër të cilat kryesore është raporti i tij më i lartë ngritje-zvarritje. Megjithatë, për shkak të mungesës së fluksit shtesë të ajrit nga helika, krahu ka karakteristikat më të këqija të ngritjes dhe uljes.

Vida me hapje të ndryshueshme

Helikat me hap të ndryshueshëm janë instaluar pothuajse në të gjithë avionët modernë të mesëm dhe të mëdhenj. Me një hap të madh teh, arrihet shumë shtytje, por nëse shpejtësia e motorit është mjaft e ulët, nxitimi do të jetë jashtëzakonisht i ngad altë. Kjo është shumë e ngjashme me situatën me një makinë kur me marsha më të larta përpiqet të niset.

Shpejtësia e lartë dhe hapi i vogël i helikës krijon rrezikun e bllokimit dhe rënies së shtytjes në zero. Prandaj, gjatë fluturimit, hapi po ndryshon vazhdimisht. Tani kjo bëhet me automatizim, por më parë vetë piloti duhej ta monitoronte vazhdimisht këtë me dorë.rregulloni këndin. Mekanizmi për ndryshimin e hapit të helikës është një tufë speciale me një mekanizëm lëvizës që rrotullon tehet në lidhje me boshtin e rrotullimit me shkallën e kërkuar.

Zhvillimi modern në Rusi

Puna për përmirësimin e pajisjeve nuk ka ndalur kurrë. Aktualisht, po kryhen teste të një helike të re të avionit AB-112. Ai do të përdoret në aeroplanët e lehtë të transportit ushtarak Il-112V. Ky është një helikë me 6 tehe me efikasitet 87%, një diametër prej 3.9 metrash dhe një shpejtësi rrotullimi prej 1200 rpm dhe një helikë me hap të ndryshueshëm. Është zhvilluar një profil i ri tehu dhe dizajni i tij është lehtësuar.