Шаг винта

[Wad]

Для любителей графиков:

На рисунке представлена аэродинамическая характеристика винта 61-П, который применялся совместно с мотором ВК-105ПФ на всех Яках, ЛАГГах и Пе-2.

С помощью данной характеристики можно с достаточной степенью точности оценить КПД винта при работе на различных режимах.

Делается это следующим образом:

1. Для интересующего режима полета расчитывается коэффициент располагаемой мощности мотора по формуле: β = 75*N/(ρ*n^3*D^5), где:

β - коэффициент мощности,
N - мощность мотора на данном режиме (л/с)
ρ - плотность воздуха ((кг*сек^2)/м^4)
n - обороты винта (1/сек)
D - диаметр винта (м)

Например, для начала определим скорость, соответствующую наивыгоднейшему КПД винта при полете над землей с номинальной мощностью. В этом случае:

N = 1210 (л/с)
ρ = 0,125 (кг*сек^2)/м^4)
n = 30 (об/сек)
D = 3,0 (м)

Подставляем эти значения в формулу (1) и получаем:

β = 0,11

2. Далее смотрим в аэродинамическую характеристику и на основании равенства располагаемой и потребной мощности проводим горизонталь на уровне коэффициента потребной мощности винта: β = 0,11.

3. Выбираем расчетную точку так, чтобы она лежала на горизонтали β = 0,11 и находилась как можно ближе к точке максимального КПД (η = 0,872). Допустим, эта точка будет лежать на координатах β = 0,11 λ = 1,5

4. По кривой β - λ, проходящей через расчетную точку, определяем установочный угол лопасти: φ = 35°.

5. Из формулы: λ = (16,65*V)/n*D, где:

V - скорость полета (км/ч),
n - обороты винта (об/мин),
D - диаметр винта (м),

находим V:

V = (λ*n*D)/16,65 ≈ 487 км/ч

Таким образом, для того, чтобы 61-П работал у земли с максимальным КПД требуется лететь со скоростью 487 км/ч.

Если скорость отклоняется в большую или меньшую сторону от этой цифры, винт работает с пониженным КПД.
Например, если лететь с набором высоты на номинальном режиме и поддерживать скорость 200 км/ч:

λ = 0,61

Расчетная точка этого режима находится на пересечении координат β = 0,11 и λ = 0,61. Мысленно проводим через эту точку кривую β(λ)параллельно имеющейся на диаграмме и видим, что установочный угол φ для данного режима будет приблизительно равен 24°. Линия КПД, проходящая через расчетную точку соответствует значению 0,7.