Pitanje:
Kako radi propeler sa stalnom brzinom?
Canuk
2014-01-28 11:04:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Moje objašnjenje rada propelera s konstantnom brzinom uvijek je bilo pomalo klimavo. Znam za "brzinsku oprugu", "protutege" i kako koristi tlak ulja u motoru, ali volio bih znati jednostavan i lako razumljiv dijagram i objašnjenje koje mogu koristiti za stvarno razumijevanje to, a zatim naučiti druge?

Da bi bilo jednostavno, propeler s konstantnom brzinom ima kontrolu kojom pilot koristi "traženje" određenog broja okretaja u minuti. Ako je stvarni broj okretaja veći, kontrolni sustav će povećati visinu tona. To čini propeler da uzima više snage od motora za stvaranje potiska. Kako je motor podešen na neku postavku snage kroz RPM, smanjit će se. Radi na isti način obrnuto ako je RPM niži od traženog.
Jedan odgovor:
#1
+36
StallSpin
2014-01-28 13:11:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

The pilot valve is resting directly on the flyweights.

enter image description here

Prije nego što započnemo, trebao bih spomenuti da su najosnovniji propeleri s konstantnom brzinom pokretani uravnoteženjem tlaka zraka i centrifugalne sile. Oštrice su oblikovane na takav način ili su opremljene protutežom zbog koje bi se oštrica suštinski pomaknula na plitki nagib. Međutim, kad bi se zrak pomicao preko oštrice, on bi počeo nadjačavati protuuteg i gurnuti oštricu na viši nagib. Prilično je genijalan dizajn koji je značio da će oslonac automatski biti na visokom broju okretaja u minuti kada se avion polako kreće (uzlijetanje, slijetanje, usponi) i automatski će se pomicati na viši teren kad se avion ubrzao za krstarenje. Postoji čak i jednokraki propeler koji je vrlo učinkovito iskoristio ovaj dizajn za lagane zrakoplove. Problem je što ova vrsta propelera nije podesiva pilotom, a pretpostavljam da se pitate o podesivim podupiračima, pa ćemo o tome razgovarati od sada.

Na prvoj slici promatrajte da se pilot ventil oslanja izravno na leteće utege (odvojene ležajem). Druga slika bolje prikazuje sustav ventila. Tako vidimo da se opruga brzine gura prema dolje na vrh osovine upravljačkog ventila, koji je zauzvrat oslonjen na leteće utege.

Prvo, muharske utege okreće radilica, pa svaka promjena u Odmah se reagira na broj okretaja u minuti motora.

Postoji nekoliko načina na koje je propeler pričvršćen na klip, a zupčasti sustav zupčanika i zupčanika uobičajen je i lako ga je zamisliti. Nosač je pričvršćen na klip tako da se pri njegovom pomicanju zupčanik zupčanika oslonačke osovine okreće i tako se oštrica okreće. Drugi uobičajeni tip koristi klin koji je odmaknut od središta kružne baze oštrice. Kad se klip pomiče, on gura ili povlači klin, a budući da je klin odmaknut, uzrokuje uvrtanje lopatice.

Prekomjerna brzina: kada vam se brzina zraka poveća.

Kad se okretaji povećaju, centrifugalna sila uzrokuje da se muhari žele raširiti kako bi se sačuvao zamah. Budući da su u obliku slova L i imaju šarku u kutu, to uzrokuje podizanje donjeg dijela, povlačenjem upravljačkog ventila i stiskanjem opruge brzine. Kad se pilot ventil podigne, ulje pod tlakom iz pumpe pušta se da teče u glavčinu potpore kroz cijev koja prolazi kroz središte klipa glavčine. Ulje ispunjava šupljinu ispred klipa, gurajući ga unatrag. Nož oslonca rotiran je na viši korak (bliže pero) što usporava okretaje motora. Kada se smanji broj okretaja u minuti, utezi muha bit će pod manjom centrifugalnom silom, a opruga brzine vratit će ih natrag u ravnotežu (na brzini), gurajući pilot ventil natrag prema dolje kako bi blokirao cijev za ulje glavčine da ne dobije ili izgubi ulje. / p>

Niska brzina: Kada vam se brzina zraka smanji.

Kada se RPM-ovi smanje, na letačke utege djeluje manje centrifugalne sile. Zbog svog oblika kao što je ranije opisano, više nisu u stanju podizati oprugu brzine istom snagom kao prije, pa će se stlačena opruga početi širiti. To dovodi vrh muhara i njihovo dno dolje. Kad se njihova dna pomaknu prema dolje, pilot ventil se također pomiče prema dolje i odblokira cijev za ulje glavčine. Pozitivan pritisak ulja u glavčini i ugrađena tendencija lopatica da se žele prebaciti na mali nagib potiskuju ulje iz glavčine i vraćaju se u sustav ulja. Klip se pomiče prema naprijed, a lopatice se okreću u stanje malog koraka. Muhari se ne moraju nužno vratiti u ravnotežu, pogotovo ako rukom podesite oprugu na maksimalnu kompresiju: ​​želite da oslonac ostane na minimalnom koraku bez obzira na sve.

Gubitak tlaka ulja:

Tlak ulja stalno pritiska dno pilotskog ventila, pokušavajući ga prisiliti prema gore. Opruga brzine se opire, i dok su muhovi na brzini, cijeli je sustav u ravnoteži s ventilom koji blokira cijev glavčine. Kada izgubite tlak ulja, taj tlak više ne drži ventil gore, a opruga brzine će pobijediti, pritiskajući ventil prema dolje i dopuštajući ulju da istječe iz glavčine. Ovo resetira oslonac na postavku uspona niskog tona, dajući nam maksimalnu snagu, jer je to korisnije od maksimalne brzine u izvanrednoj situaciji koja će se vjerojatno dogoditi.

Pa zašto to radimo?

Svi propeleri postavljeni su na nagib. Teoretski, propeler se može kretati prema naprijed na određenu udaljenost pri svakom okretu, baš poput vijka koji se kreće kroz drvo. No, za razliku od drveta, zrak je fluidan i teško ga je prihvatiti. Ako zamislite da vijak zavrnete u ploču, jedini način da ga brže uđete je brže okretanje. To je zato što je korak vijka fiksiran. Kad biste mogli razmaknuti prečke na vijku (povećati korak), vijak bi se brže kretao kroz drvo, ali postalo bi puno teže okretati se.

Propeler aviona djeluje približno na isti način. Kad prvi put poletimo, moramo u zrak unijeti maksimalnu snagu i nije važno ako za svaku revoluciju ne napredujemo jako daleko, jer ionako ne idemo baš brzo. Samo želimo pomaknuti što više zraka. Ali doći ćemo do određene točke gdje je jedini način ubrzanja povećati broj okretaja podupirača, a to je kod naših motora nepraktično. Jedina alternativa je promjena koraka oštrice. Mijenjamo ga u visinu tona koja nam omogućuje da se sa svakom revolucijom pomaknemo na veću udaljenost, u zamjenu za to što se u svaku zraku u zrak prenosi manje snage. Srećom, ne trebamo ispumpati toliko energije, tek toliko da nas ne uspori.

Ako volite brojeve, zamislite da imamo motor i propeler koji se teoretski (sa savršenom učinkovitošću) pomiče naprijed za 1 stopalo za svaki okretaj i može napraviti 1 okretanje u sekundi, dajući maksimalnu brzinu naprijed od 1 stope u sekundi. To je sasvim u redu kad poletimo: možda se krećemo naprijed brzinom od 0,5 fps, a zrak se puše unatrag za 0,5 fps. Kad se izravnamo na krstarenju, zaglavimo na 1 fps. No, želimo prijeći 3 fps i znamo da se naša konstrukcija može nositi s tim. Najlakša je opcija okrenuti motor tri puta brže, ali nažalost to bi izbacilo neke klipove iz kapule. Dakle, moramo promijeniti oslonac oslonca na onaj koji se za svaku revoluciju pomiče naprijed za 3 metra, na taj se način i dalje okreće istom brzinom, ali pomaknut će nas tri puta prema naprijed. Ili vjerojatnije da i dalje idemo 1 fps, ali samo 1/3 RPM i trošimo 1/3 goriva! Ovdje možete vidjeti problem: ako sagorijevamo 1/3 goriva, samo 1/3 energije unosimo u zrak kroz podupirač i nema šanse da se možemo brzo popeti ili ubrzati (ako je sve) pri toj postavci.

Konačni način razmišljanja je poput zupčanika na automobilu. Prijenos vam omogućuje da pri 1500 o / min prijeđete 10 mph ili 60 mph ili bilo koju brzinu između. Problem je u tome što će vam, ako pokušate ubrzati sa 10 na 60 kilometara na sat zadržavajući 1500 o / min, trebati mnogo više vremena nego da ga povećavate do 2500 o / min. Visoki stupnjevi prijenosa izvrsni su za krstarenje i održavanje brzine, ali nisu sjajni za ubrzavanje. Omogućuju vam da zadržite nizak broj okretaja u minuti, okretni moment i gorivo nisko, jer vam nije potrebna dodatna energija. Veliki nagib podupirača potpuno je isti.

Napomena o višomotornim zrakoplovima:

Oni su upravo suprotnost samcima. Tamo gdje samcima treba pozitivan tlak ulja za povećanje koraka oštrice, multisuitetima je potreban pozitivan tlak da bi se smanjio. To je zato što u multi sustavu želite da se propeler automatski prevrne ako izgubite tlak ulja (zbog kvara motora). To uklanja značajnu količinu otpora s te strane zrakoplova.

Opremljeni su ili oprugom ili nabojem dušika u glavčini koja je pod pritiskom, što gura klip glavčine natrag u perasti položaj. Regulator potpore djeluje na isti način, ali pilot ventil usmjerava ulje da potiskuje stražnji dio klipa, pomičući ga naprijed i komprimirajući oprugu / dušik, pomičući oslonac na niži nagib.

Neki su također opremljen akumulatorom za odvajanje perja. Ovo je boca s klipom na vrhu (također napunjena dušikom) koja se puni uljem dok motor radi. Kada izvučete oslonac iz visokog broja okretaja, boca je zatvorena od ostatka sustava. Ako izgubite tlak ulja, podupirač će se periti kao što je trebao, ali u akumulatoru će i dalje biti ulja pod tlakom. Na taj način, ako uspijete riješiti probleme s motorom, polugu oslonca možete gurnuti do kraja, otvoriti ventil do akumulatora i dušik pod tlakom prisilit će ulje iz boce da cijeli sustav stavi pod pozitivan pritisak nekoliko sekundi. Ovaj pozitivni tlak pomiče klip glavčine prema naprijed i odvezuje oslonac.

Sad biste mogli pomisliti "Ako se multis pere kad izgube tlak ulja, zašto svi oni blizanci izlaze na rampu i sjede tamo s niskim podupiračima?" Pa, oni imaju centrifugalne klinove za zaključavanje koji nestaju kad je broj okretaja motora dovoljno visok. Ako se spusti, oni će se spustiti natrag u utor oko klipa glavčine ili njegovog vratila i zaključati u stanje niskog koraka. Međutim, ovo nije sustav bez gluposti, jer se znalo da se zatik drži, a poznato je i da ljudi isključuju motor s ručicom podupirača manjom od pune naprijed. U tom slučaju ili trebate izvući neke jake momke da ručno zavrnu podupirač natrag, ili morate izgubiti dio dragocjenog života vašeg startera okrećući motor da biste stvorili pritisak ulja da biste odvezali oslonac. Većina motora ne može se pokrenuti u pernatom stanju zbog velikog otpora lopatica koji je okomit na njihov smjer vrtnje.

Na turbopropelerima:

Iako to može varirati od motora do motora, turbopropelerski sustavi koriste slične sustave kao zrakoplovi s više motora, ali pri mnogo većim tlakovima i s mogućnošću ulaska u beta način (obrnuti nagib). To dovodi do problema uglavnom u tome što će motor vrlo brzo prebrzati s korakom oštrice 0, a oslonac ne stvara potisak / opterećenje. Neću to pokušavati objasniti, jer nikada zapravo nisam radio s njim. Čini se da ovaj momak dobro radi svoj posao.

"Kada izgubite tlak ulja, taj tlak više ne drži ventil gore, a opruga brzine će pobijediti, pritiskajući ventil prema dolje i dopuštajući ulju da istječe iz glavčine. To resetira oslonac na postavku uspona s malim korakom, "- Ako se ne varam, to vrijedi samo za samce - podupirači s više motora obično se peru pri gubitku tlaka ulja kako ne bi izazvali pretjerani otpor.
Upravo sam to tražila! Hvala! Posebno mi je pomogla analogija s vijkom koji prolazi kroz drvo. @roe,, moja namjera da postavim pitanje bila je za avion s jednim motorom, ali cijenim znanje da je to drugačije za postavke s više motora.
@roe - Da, u pravu si, zaboravio sam na multis, dodat ću to u.
Gdje ste bili kad sam vas pitao o ovome? :-)
@Lnafziger Nisam znao da ovo mjesto postoji dok netko nije objavio na Redditu ranije ovog mjeseca, inače bih bio ovdje prije! Ali ponekad postavljate neka teška pitanja.
Ne uzimajte zdravo za gotovo da lagani blizanac kojim letite ima akumulator za odmatanje. Nije potrebno biti tamo i nisu svi rekviziti tako opremljeni. To posebno imajte na umu ako namjeravate vježbati rad motora koji uključuje potpuno isključivanje i pero (s akumulatorom gurnete podupirač prema naprijed i motor će se ponovo pokrenuti, bez potrebe za korištenjem startera za ponovno pokretanje).
@casey - Nikad ga nisam vidio, promijenio sam post u "Neki jesu."
@StallSpin nema problema. Neki od starijih (1979/1980) seminola koje sam prije podučavao nisu ih imali.


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...