2.2. Система управления воздушным винтом. Принцип работы

При вращении винта возникают центробежные крутящие моменты, стремящиеся повернуть лопасть в сторону уменьшения угла установки (рис. 2.2, а). У каждой лопасти винта самолета DA 40NG есть противовесы, которые обеспечивают компенсацию центробежных крутящих моментов и поворачивают лопасть в сторону увеличения угла установки (рис. 2.2, б).

Двигатель оснащен системой электронного управления EСU, которая осуществляет регулирование шага винта. Шаг винта регулируется регулятором частоты вращения воздушного винта mt-PropellerP-853-16. Регулирование шага осуществляется блоком управления двигателем при помощи электромеханического исполнительного механизма регулятора. Для изменения шага лопастей во втулку воздушного винта закачивается масло из редуктора – давление его повышается, при этом увеличивается шаг и уменьшается частота вращения винта. При уменьшении давления масла во втулке воздушного винта происходит уменьшение шага винта и увеличение частоты вращения.

а б

Рис. 2.2. Работа центробежных сил лопастей (а) и противовесов (б)

В полете, в зависимости от установки мощности, шаг воздушного винта регулируется таким образом, что обеспечивается поддержание заданной частоты вращения (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Зависимость частоты вращения воздушного винта от режима работы двигателя

Минимальный удельный расход топлива соответствует нагрузке 60–75 %, что соответствует частоте вращения (2000 ± 50) об/мин и равен 198–199 г/кВтч или 149 г/л.с.  ч.

Углы установки лопастей воздушного винта при 0,75R (0,75R – контрольное сечение лопасти):

1. Малый шаг – 14,5 ± 0,2:

– обеспечивает наименьшее сопротивление, что облегчает запуск и устойчивость режима работы двигателя на малом газе (IDLE);

– при пробеге обеспечивает создание небольшой отрицательной тяги при РУД = 0 % и способствует уменьшению длины пробега.

2. Рабочее положение (большой шаг) – до 35 ± 1.

Р абота воздушного винта (рис. 2.4) оказывает существенное влияние на полет самолета. При полете на малых углах атаки (до  ≈ 2–3) ось вращения винта почти совпадает с направлением вектора скорости полета и направлением тяги винта (обдувка симметричная). За счет увеличения местной скорости обтекания частей самолета на величину скорости струи, отбрасываемой винтом назад, пропорционально увеличиваются подъемная сила и сила лобового сопротивления, в результате чего аэродинамическое качество самолета почти не изменяется.

Рис. 2.4. Принципиальная схема управления воздушным винтом

При полете на больших углах атаки крыла и малых скоростях полета вектор воздушной скорости не будет перпендикулярен плоскости вращения винта (косая обдувка).

При косой обдувке вектор силы тяги винта (P_ист) раскладывается на две составляющие:

– горизонтальную составляющую (P_x), обеспечивающую движение самолета;

– вертикальную составляющую (P_y), действующую в направлении подъемной силы крыла и увеличивающую ее.

Таким образом, в полете на углах атаки более 3–4 аэродинамические характеристики самолета улучшаются за счет увеличения подъемной силы крыла на величину вертикальной составляющей силы тяги. Влияние P_y на увеличение аэродинамического качества самолета тем больше, чем больше угол атаки (меньше скорость полета) и выше режим работы двигателя.