воздушный винт

Формула изобретения

1. Воздушный винт, содержащий профиль лопасти в виде аэродинамического профиля крыла и имеющий кручение винта, отличающийся тем, что для повышения тяги и снижения шумов передняя и задняя кромки лопасти винта образуются двумя параболами: Y₁ =К₁Х^1/2; Y ₂=2R₀+К₂Х ^1/2, касающимися окружности радиусом R 2R₀, центр которой находится на расстоянии l 2/3L, где L - проекция длины лопасти винта на координату X; изначально задают следующие величины:

угла атаки >7°;

величины L и l<2/3L;

радиусы R и R₀;

коэффициенты K ₁ и K₂ рассчитываются по формулам:

где точки А и В - точки касания параболами Y ₁ и Y₂ окружности радиусом R; точка А находится пересечением линии угла атаки 7° с восстановленным перпендикуляром из точки l<2/3L; точка В - конец перпендикуляра, отложенного от точки А окружности радиусом R; профиль нижней и верхней лопасти винта образуется пересечением двух парабол: Y₃=К ₃Х^1/2; Y₄=2R ₀+К₄Х^1/2, где К₃ 1; К₄=/0,4÷0,8/К ₃, при этом плоскости пересекаются под острым углом на передней кромке, которая закруглена радиусом R R₀; задняя кромка имеет стабилизирующую плоскость величиной M R₀ в конце винта и уменьшающейся до нуля на 1/3 длины от начала, служащую для уменьшения шумов; конец воздушного винта загнут на угол 45° для направления центробежного потока для увеличения тяги.

2. Воздушный винт по п.1, отличающийся тем, что для уменьшения свободных колебаний концы воздушного винта через плоскую пружину механически связаны кольцом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области авиации. Целью изобретения является повышение тяги, уменьшение шумов, которая достигается применением двух парабол при конструировании воздушного винта и его профиля.

Известен воздушный винт [1], имеющий профиль аэродинамического крыла и имеющий кручение. Недостатком данной конструкции является относительно малая тяга при больших шумах, большое лобовое сопротивление.

Известна лопасть воздушного винта, парабола в аэродинамике [2], где передняя и задняя кромки плоскости образуются, в частности, двумя параболами, касающимися окружности, профиль образуется пересечением двух парабол под острым углом, в частности, на передней кромке. Недостатком данной конструкции является малая прочность и надежность, требующиеся для воздушного винта.

Раскрытие изобретения

Для увеличения тяги, повышения прочности и надежности воздушного винта передняя и задняя кромки образуются двумя параболами: У ₁=К₁Х^1/2; У ₂=2R₀+К₁Х ^1/2, касающиеся окружности радиусом R 2R₀ /Фиг.1/, центр которой находится на расстоянии l 2/3L, где L - проекция длины винта на координату Х. Изначально задают следующие величины:

- угол атаки 7°;

- величины L и l 2/3L;

- радиусы R и R₀. Коэффициенты К₁ и К₂ рассчитываются по формулам: ; , где точки А и В - точки касания параболами У ₁ и У₂ окружности радиусом R. Точка А находится пересечением линии угла атаки 7 с перпендикуляром, восстановленным из точки l 2/3L; точка В - конец диаметра, отложенного из точки А окружности радиусом R.

Профиль нижней и верхней лопасти воздушного винта образуются пересечением двух парабол: У ₃=К₃Х^1/2; У ₄=2R₀+К₄Х ^1/2, где К₃ 1; К₄=/0,4÷0,8/К ₃, при этом плоскости пересекаются под острым углом на передней кромки, которая закруглена окружностью радиусом R R₀; для улучшения обтекаемости и увеличения прочности; задняя кромка имеет стабилизирующую плоскость /Фиг.1-3/ величиной M R₀ в конце винта уменьшающаяся до нуля на 1/3 длины от начала координат, служащая для уменьшения свободных колебаний при уходе винта. Конец воздушного винта загнут на угол 45°, служащий для направления центробежного потока для увеличения тяги /Фиг.1-2/.

На Фиг.1 изображен профиль лопасти воздушного винта - 1, имеющий загиб конца лопасти - 2, стабилизирующую плоскость - 3. На Фиг.2 изображен воздушный винт в сборе, где концы лопасти механически связаны кольцом, имеющим профилированные отверстия - 4, 5 под штыри на концах лопасти, служащие для уменьшения свободных колебаний /шума/.

Работа воздушного винта

Вращаясь от двигателя, легко преодолевая лобовое сопротивление, воздушный винт создает тягу, которая возрастает с увеличением его радиуса и площади лопасти. Изменяя угол атаки лопасти на оси вращения, можно менять силу тяги. Механическое кольцо при этом можно соединить с концом лопасти плоской пружиной, которая обеспечит поворот лопасти на угол более 45° и повысит прочность соединения (не показано). Для увеличения прочности самого винта радиус R₀ должен меняться незначительно от начала воздушного винта к его концу не более 2/3 R₀. Загиб конца лопасти на угол 45° служит для направления центробежного потока в сторону повышения тяги. Стабилизирующая плоскость уменьшает шумы после ухода винта его лопасти.

Проведенные сравнительные испытания на изготовленных макетах показали увеличение тяги более 20% и уменьшение шумов более 30% по сравнению с [1].

Источники информации

1. Большая Советская Энциклопедия, изд. Энциклопедия, г.Москва, 1957 г.

2. Патент №2278058 от 20 июня 2006 г.