Технічна інформація # 8 Автоматичний електричний змінний крок; Aéroclub de la Côte d; Лазурний
літати безпечно
Загальний принцип
Загальна інформація про крок гвинта
У найпростішому випадку літак має двигун, до якого прикріплений цілісний дерев'яний або металевий гвинт. Далі цей гвинт має фіксований крок, його також вирізали або відливали. Зрештою, гвинт - крило, яке повертається за годинниковою стрілкою (вид на кабіну пілота) і справляє удар. Цей падіння та його швидкість обертання визначають "підйом" кожного леза, при цьому "підйом" спрямований переважно вперед, тобто вони в кінцевому підсумку генерують тягнучу силу. Цей крок визначає експлуатаційні характеристики літака.
Крок гребного гвинта є певним чином його здатністю "вкручуватись" у повітрі.
Точніше, крок представляє відстань, на яку просувається гвинт або гвинт, коли він зроблений, щоб зробити поворот.
Приклад: APM30: максимальна частота обертання двигуна = 5500 об/хв і максимальна швидкість = 123 KT
(невелика різниця порівняно з DR400, є редуктор, тобто передача, яка дозволяє перейти від 5500 об/хв на виході двигуна до 5500/2,43 = 2263 об/хв). Розрахунок ефективного кроку APM30: 123 * 1852/3600 * 60/2263 = 1,7 м. На швидкій крейсерській швидкості при кожному повороті гвинта літак рухається вперед на 1,70 м.
гвинт для дерева (великий крок) металевий гвинт (малий крок)
Якщо літак оснащений гребним гвинтом з низьким кроком, він буде дуже добре працювати на зльоті (скорочена відстань), це дозволить підніматися з крутим схилом. Ось так оснащуються літаки, що діють із короткої місцевості, буксири планера, літаки, якими ми летимо в горах ...
Якщо літак оснащений гвинтом з високим кроком, він буде швидким у круїзі, але потребуватиме значно більшої злітної відстані.
Якби APM30 був обладнаний високим кроком, він міг би рухатися швидше, але злітав би на значно більшу відстань і був би дуже обмеженим на місцевостях, таких як Fayence або Barcelonnette ... Чим швидше літак, тим менше опору повітря обертання гребного гвинта (опір зменшується із падінням, тобто кутом, під яким лопать атакує відносний вітер), а отже, чим швидше обертається гвинт (і двигун). Коли ви вирівнюєте, літак все ще забезпечує однакову потужність, для досягнення крейсерської швидкості знадобиться приблизно 1 або дві хвилини (де опору настільки велике, що воно врівноважує силу тяги, а швидкість стабілізується).
Іноді можна обладнати літак малим або великим гвинтом, залежно від того, навчаєтесь ви в школі чи подорожуєте, наприклад, чи використовуєте переважно короткі місцевості або великі злітно-посадкові смуги.
гвинт із змінним кроком
Ідеальним було б скористатися можливістю регулювання кроку гвинта відповідно до його використання. Деякі літаки (переважно ULM) оснащені гвинтом DUC, крок якого регулюється на землі:
Ну, це не в межах досяжності першого балаканина, а тим більше пілота, який мало знає механіки.
Тому був винайдений гвинт, який дозволяє змінювати синхронізацію під час роботи двигуна. Це називається гвинтом зі змінним кроком (іноді я буду використовувати неправильний крок неправильно).
Ідея полягає в тому, щоб мати можливість скористатися невеликим кроком на етапі зльоту, підйому, обходу та великим кроком на етапах круїзу та спуску. Але чому це? Досить просто для питання про гвинт та продуктивність двигуна.
Дійсно, двигун забезпечує максимум своєї потужності близько 2500 об/хв (насправді трохи більше, але пізніше ми побачимо, чому це обмеження). А гвинт, малий чи великий, був розроблений з найкращою продуктивністю (відношення тяги до опору) близько 2500 об/хв.
Примітка 1: найкращий коефіцієнт тяги до тяги, найкраща ефективність. Чи нагадує вам це що-небудь? Якщо ми замінимо слово "тяга" на "підйом", у нас буде одне й те саме речення, щоб виразити найкращі показники крила, тобто максимальну витонченість. А максимальна швидкість тонкості - це фіксована величина. На обертовому крилі, тобто на гвинті, ця максимальна витончена швидкість безпосередньо означає задану швидкість обертання, тобто швидкість обертання двигуна.
Примітка 2: Коли ми говоримо про швидкість повітря на профілі, ми говоримо про швидкість, з якою молекули повітря потрапляють у передній край. Оскільки гвинт обертається, ця швидкість більша на кінчику лопаті, ніж біля конуса.
Однак для підтримання постійного підйому (щоб залишатися рівним), коли швидкість зменшується, кут атаки повинен бути збільшений (коли ти гальмуєш, ти тягнеш за палицю). У випадку з гвинтом це те саме. Чим більше швидкість удару повітря зменшується (чим ближче ви наближаєтесь до кореня клинка), тим більше вам доведеться збільшувати частоту леза. Це забезпечує постійний підйом (тягу) по всій довжині. Ось чому гвинти скручені, на відміну від крил літака.
Якщо ви злітаєте з літаком, обладнаним великим кроком гвинта, двигун буде сильно змушувати при зльоті з невеликою ефективністю, необхідний крутний момент буде занадто високим. Це еквівалентно велосипедисту, який при запуску вже знаходиться на великій ланцюговій колесі та найменшій зірочці. Він просувався на 10 метрів за один поворот педалей, коли те, що він хоче, було протилежним, рухався якомога менше на кожному повороті, щоб його стегна забезпечували зусилля, що відповідає їх найкращим показникам.
Ми також можемо скористатися аналогією автомобіля, що починає з 5-ї передачі. Дуже ймовірно, що колеса вимагатимуть такої сили (такого крутного моменту), щоб здійснити один оборот, що двигун не зможе його забезпечити і врешті-решт зупиниться. Тому ми змінимо передачу, щоб мати колесо, яке виконує менше обертів за кожний оберт двигуна. Або педалі велосипедиста, які будуть робити більше поворотів за кожен поворот колеса.
Таким чином, двигун літака, автомобіля або стегон велосипедиста завжди працюватиме там, де вони зможуть забезпечити необхідну потужність.
Для цього на автомобілях встановлена механічна або автоматична коробка передач. Але на цьому аналогія закінчується.
У літаках є гвинт із змінним кроком, що дозволяє адаптувати зусилля, яке вимагає гвинт, де повітря чинить опір, до сили, яку може забезпечити двигун, яка залишатиметься в оптимальному робочому діапазоні. (Між 2300 і 2500 об/хв).
Різні змінні клини
Загальний випадок гвинта зі змінним кроком
Найчастіше ми знаходимо літаки з гвинтом, хронометраж яких можна регулювати в польоті завдяки гідравлічному керуванню. Положення додаткового синього важеля (змінна синхронізація) дає можливість досягти малого кроку (важіль вперед) або великого кроку (важіль назад), а також усіх проміжних положень.
Оскільки таке регулювання може бути нудним, іноді існує пристрій (на основі відцентрової сили обертового предмета), який підтримує постійну швидкість обертання, автоматично регулюючи крок лопатей гвинта.
Корпус гвинта MT-Propeller PA28
Наш PA28-180 Cherokee, зареєстрований як F-HBCH, оснащений гвинтом із змінним кроком марки MT Propeller. Електродвигун, прихований у конусі гвинта, регулює крок лопаті за допомогою черв'яка та шестерні.
Магнітний датчик вимірює швидкість обертання двигуна і надсилає цю інформацію у вікно, розташоване у верхній частині приладової панелі. Ілюстрація нижче є схематичною для запам'ятовування роботи системи, яка, очевидно, робиться інакше.
малий крок до великого кроку (REISE) - гвинт повертається вправо за годинниковою стрілкою, як це бачить пілот
Його робота - АВТОМАТИЧНА або РУЧНА.
Очевидно, що за замовчуванням ми використовуємо режим AUTO.
Ця автоматична система дозволяє встановити задане значення, наприклад, 2400 об/хв (положення 24 на поворотній кнопці, написання двох нулів мало б занадто багато чорнила ...).
Датчик вимірює швидкість обертання гвинта і:
- якби з тієї чи іншої причини (наприклад, при спуску) швидкість обертання гвинта збільшилася (2410,2420, ...) електронний ящик мав би завдання змінювати крок лопатей за рахунок збільшення кута падіння лопатей, так що швидкість обертання гвинта повертається до заданого значення (2420, 2410, 2400).
- якщо швидкість обертання гребного гвинта зменшується (піднімаючись вгору - відбувається зменшення швидкості, а кут падіння повітря на лопаті збільшується), автоматична система зменшить крок гвинта до того, що швидкість зросте, так як відповідати інструкціям, даним пілотом.
Обмежень цієї системи не так багато, однак лопаті гвинта мають визначений діапазон руху. Вони можуть приймати положення від 12,5 ° до 22,5 ° .
малий крок:
12,5 ° відповідає алкогольній міцності хорошого Бордо, ідеальній температурі, при якій його п'ють, а також малому кроку гребного гвинта MT Propeller PA28. Коли лопаті встановлені в це положення, на блоці управління є датчик, який загоряється зеленим світлодіодом.
Якщо в цьому випадку ми натягнемо кермо, щоб набрати висоту, і швидкість обов’язково зменшиться, швидкість обертання гвинта буде мати тенденцію до зменшення (оскільки падіння на лопаті збільшується, а отже і опір), але Система регулювання більше не зможе зменшити кут нахилу лопатей, щоб зменшити силу на них. І тому швидкість обертання зменшиться нижче заданого значення.
великий крок:
22,5 ° - це крайнє положення, яке можуть прийняти лопаті гвинта, великий крок. Якщо при блоці управління, встановленому на 2400 об/хв, літак розміщується у все більш вираженому спуску (дедалі швидше), крок лопатей буде поступово йти до цього граничного значення 22,5 °, щоб дотримуватися вказівок, поданих на 2400 об/хв. При досягненні 22,5 ° сигналу тривоги не буде, але електродвигун більше не зможе змінювати крок лопатей. Отже, якщо швидкість знову зростає, тому що ми знову натискаємо на маховик, частота обертання двигуна почне збільшуватися, як якщо б у нас був гвинт із фіксованим кроком (що має місце, оскільки він встановлений на 22, 5 ° - титрування фальсифікований віскі).
Фактичне використання:
Налаштування, що використовується в Каннах, часто вирівнюючи 1000 або 2000 футів, становить 24 дюйма (23,5, якщо ви дуже суворі) при вхідному тиску та 2400 об/хв. Значення 24 ″/2400 об/хв легше запам’ятати, але значення вхідного тиску, зазначене в посібнику, становить 23,5 дюйма, що повинно дотримуватися, щоб мати показники продуктивності - витрати - відповідно до польового посібника. Ці значення відповідають польоту при 75% потужності в низьких шарах.
Якщо ви піднімаєтеся на висоту, або якщо ви вирішили використати меншу потужність (і, отже, менший витрата), ви повинні звернутися до таблиці в посібнику про гвинт, який також є у відсіку для зберігання.
Процедури (контрольний список)
У точці зупинки ми перевіримо правильність роботи гвинта в двох режимах, MANU та AUTO.
Світло-блакитним у контрольному списку - режим MANU. Мета операції - перевірити, щоб зупинки гвинта (максимальні кути) були в межах встановлених значень, тобто 12,5 ° для повного низького кроку та 22,5 ° для високого кроку. Якщо одна з цих зупинок неправильна, рейс слід скасувати і перевірити ПС, оскільки може постраждати двигун, а також продуктивність, а потім пілот та його пасажири.
1000 об/хв до 1200 об/хв, початкове значення, і загориться зелене світло. Якщо ми опинимось на швидкості, відмінній від 1200 об/хв, це, звичайно, мимоволі ми трохи пересунули дросель вперед або назад. Щоб переконатись, ми повертаємось до першого квадрата, не торкаючись 20000, і починаємо спочатку.
Темно-синім кольором у контрольному списку - режим MANU. Мета операції - перевірити, чи функціонує автоматичне регулювання кроку гвинта. Це легше зрозуміти, ніж попередній випадок.
Обмеження
Якщо ви уважно прочитаєте посібник з гвинта, ви помітите, що під час подорожі задане значення має бути встановлене на 2400 об/хв. Це обмеження виробника гвинта зі змінним кроком.
Іншим обмеженням є 2500 RPM макс. У всіх інших випадках. Суворо дотримуватися (червона лінія на тахометрі).
Остаточне обмеження, про яке прямо не сказано в інструкції з експлуатації гвинта, полягає в тому, що електродвигун, що регулює крок лопаті, досить повільний. Перехід від малого кроку (12,5 °) до великого кроку (22,5 °) займає 18 секунд, і навпаки.
Це означає, що при різкому збільшенні потужності (важіль дросельної заслінки, тобто тиск на вході) швидкість обертання двигуна зросте настільки швидко, що межа 2500 об/хв буде перевищена до того, як автоматика встигне регулювати крок лопатей.
Наслідок: при включенні під час зльоту, під час дотику та руху або під час раптового підйому, перш за все, дійте тихо на дросель. Не поспішайте і дайте електродвигуну час на регулювання. Приклад: під час включення підраховуйте 101 102 102, щоб перейти з режиму холостого ходу на повну потужність, але не слід раптово просувати газ. Під час дотику і руху він стає ще більш чутливим, оскільки вас турбує траєкторія руху літака та дії, які потрібно виконати в кабіні. Про всяк випадок майте на увазі, що на злітно-посадковій смузі 17/35 в Каннах, як частина стандартного використання, літак буде дуже добре злітати із закрилками в посадковому положенні (друге положення) та увімкненим нагріванням карбюратора. Зазвичай у нас є достатньо часу, щоб розібратися з цим після обертання.
Ручний режим
Якщо сталася несправність автоматичного регулювання налаштування гвинта, можна, дотримуючись інструкцій у розділі 3 (аварійні ситуації) посібника з гвинта, застосувати режим ВРУЧНИЙ.
Тоді кнопка вибору швидкості обертання не спрацювала, і потрібно було б використовувати кнопку в правому крайньому куті з позначками "СТАРТ" та "ПОВТОРИТИ". .
- START означає німецькою мовою зліт. Крок зменшується до малого кроку
- REISE - це подорож. Крок збільшує напрямок великого кроку
Поки натискається ця кнопка, утворюється контакт, який повертає електродвигун в конусі гвинта, регулюючи крок лопатей, в ту чи іншу сторону.
Якщо кнопку підняти в положення "СТАРТ", крок гвинта зменшується, щоб закінчити з низьким кроком (12,5 °). Якщо натиснути цю кнопку до положення "REISE", ми збільшуємо крок до кінця на 22,5 °, велике положення кроку.
ПОПЕРЕДЖЕННЯ: під час круїзу, при 75% потужності на низьких шарах (23,5 дюйма впуску та 2400 об/хв), якщо кнопку натиснути занадто довго (максимум 1 або 2 секунди) у положенні START, швидкість дуже швидко перевищить межу 2500 об/хв.
Примітка 1: нарешті, режим AUTO використовує ті самі електричні підключення, що і кнопка START/REISE, працюючи з електродвигуном в конусі в ту чи іншу сторону
Примітка 2: Коли відбувається збій системи або коли виймається запобіжник, крок гвинта залишається в останньому положенні. Ми можемо продовжити політ, але не проводити новий перед ремонтом. Тоді гвинт знаходиться на фіксованому кроці, при останньому налаштуванні, яке неможливо легко дізнатись.
Примітка 3: Не існує режиму "оперення". Ті, хто знає, що це, зрозуміють, інші не будуть задавати питання.