2.3. Высотно-скоростные характеристики двигателя

Высотной характеристикой двигателя называется зависимость эффективной мощности и эффективного удельного расхода топлива от высоты полета при постоянной частоте вращения вала двигателя. С подъемом на высоту изменяется температура и плотность окружающего воздуха. Это вызывает изменение мощности, развиваемой двигателем, и удельного расхода топлива.

Уменьшение плотности воздуха приводит к уменьшению расхода воздуха и, соответственно, эффективной мощности. Мощность двигателя с увеличением высоты полета уменьшается (рис. 2.5), что влияет на ограничение высоты полета самолета, уменьшение вертикальной скорости набора (V_y) и угла набора ().

Рис. 2.5. Высотная характеристика

Скоростной характеристикой двигателя называется зависимость силы тяги винта на данной высоте (Н = const) при данной частоте вращения (n = const) от скорости полета. С увеличением скорости полета углы атаки элементов лопасти винта уменьшаются, поэтому уменьшается сила тяги винта (рис. 2.6). Зависимость тяги винта от скорости полета можно определить по формуле

,

где  – КПД винта ( = N_т / N_потр, N_т – тяговая мощность, N_потр – мощность, потребная для вращения); N_е – мощность двигателя, используемая для вращения винта (эффективная); V – скорость полета.

Рис. 2.6. Скоростная характеристика двигателя

Из формулы видно, что сила тяги обратно пропорциональна скорости.

Чтобы не возникал волновой кризис (образование местных сверхзвуковых областей на концах лопастей при больших скоростях вращения винта), между двигателем и винтом установлен редуктор, понижающий частоту вращения (на DA 40NG редукционная передача винта 1:1,69). То есть винт вращается с меньшей скоростью, чем сам двигатель.

Для равномерного вращения необходимо равенство М_кр = М_т. Если это условие будет нарушено, то вращение получится ускоренным или замедленным.

Регулятор постоянства частоты вращения обеспечивает на заданном режиме постоянство частоты вращения (n = const).