Кіріспе

Аэротехникада арналы желдеткіш – цилиндрлік арнаның немесе қаптаманың ішінде орналасқан, итеру күшін тудыратын механикалық желдеткіш немесе винт. Басқаша аталымдары – арналы винт немесе қапталған винт. Тік ұшып-қону (VTOL) жүйелерінде қолданылғанда, бұл жабық ротор деп те аталады. Арналы желдеткіштер ұшақтар, дирижабльдер, аэроглиссерлер және қозғалтқышты тік көтеруге арналған VTOL ұшақтары сияқты көптеген көлік түрлерінде қозғалту немесе тікелей көтеру үшін қолданылады. Көптеген заманауи әуе кемелерінде қолданылатын жоғары өткізу қабілеті бар турбовентиляторлық қозғалтқыштар – арналы желдеткіш дизайнының өте табысты және кең таралған мысалы. Көп жағдайда, арна желдеткіш итеру тиімділігін ашық ауадағы ұқсас өлшемдегі винтке қарағанда 90%-ға дейін арттырады. Арналы желдеткіштер азырақ шу шығарады және итеру векторын басқаруға жақсы мүмкіндіктер береді. Қаптама айналмалы лопастарға кездейсоқ тиіп кетуден жердегі қызметкерлерді қорғайды, сондай-ақ лопастарды сыртқы бөгде заттардан сақтайды. Арнаның қимасын өзгерту арқылы конструктор Бернулли принципіне сәйкес, ауа ағынының жылдамдығы мен қысымын тиімді түрде өзгерте алады. Кемшіліктеріне арнаның қосымша конструкциясынан туындаған салмақтың артуы, лопастар мен арна арасындағы арақашықтықтың жоғары дәлдікпен сақталуының қажеттігі, ашық ауадағы винттерге қарағанда жақсы дірілді бақылау қажеттілігі және арнаның күрделі конструкциялық талаптары жатады. Соңында, шабуыл бұрышы жоғары болғанда, арна тоқтап, үлкен қарсылық тудыруы мүмкін.

Дизайн

Құбырлы желдеткіштің үш негізгі бөлігі бар: итеру немесе көтеру күшін жасауға арналған желдеткіш немесе перне, желдеткішті қоршап тұратын құбыр немесе қаптама, және желдеткішті іске қосатын қозғалтқыш немесе мотор.

Желдетуші

Кез келген желдеткіш, винт немесе ротор сияқты, құбырлы желдеткіш жапырақтарының санымен сипатталады. Rhein Flugzeugbau (RFB) SG 85 үш жапыраққа, ал Dowty Rotol Ducted Propulsor жеті жапыраққа ие болды. Жапырақтардың бұрышы тұрақты немесе өзгертілген болуы мүмкін.

Құбыр

Құбыр немесе шүмерек - желдеткішті қоршап тұратын және қанаттардың ұштарына жақын орналасқан аэродинамикалық сақина. Ол ұшу кезіндегі жүктемелерге байланысты деформацияланбауы және айналу кезінде қанаттарға тимеуі тиіс, сондықтан жеткілікті түрде қатаң болуы керек. Құбыр бірнеше функцияны атқарады:

Ең бастысы, ол қанаттардың ұштарынан ағып өтетін ауаның құйылыстарын азайтады. Бұл аэродинамикалық жоғалтуларды немесе қарсылықты азайтып, желдеткіштің жалпы тиімділігін арттырады. Осының арқасында желдеткішті ұшу жылдамдығын арттыру және ұшақтың өнімділігін жақсарту үшін пайдалануға болады, немесе оған тең келетін ашық пернеден кішірек етуге болады. Сондай-ақ, ол дыбыстық изоляцияны қамтамасыз етеді, бұл энергияның ысырабын азайтумен бірге, перненің шуын айтарлықтай төмендетеді.

Қолданбалар

Әуе кемелерінде, қапталсыз винттің жұмыс жылдамдығы шектеулі, себебі оның ұшқыш бөлігінің жылдамдығы эквивалентті арналы желдеткішке қарағанда төмен жылдамдықта дыбыс кедергісіне жақындайды. Толық өлшемді ұшақтарда ең көп қолданылатын арналы желдеткіш түрі – турбожелдеткіш қозғалтқышы, онда желдеткішті айналдыруға қажетті қуатты газ турбинасы қамтамасыз етеді. Жоғары айналым коэффициенті бар турбожелдеткіштер дерлік барлық азаматтық авиалайнерлерде қолданылады, ал әскери ұшақтар көбінесе кішкентай желдеткіш диаметрі бар турбожелдеткіштің жоғары жылдамдықтағы артықшылықтарын пайдаланады. Дегенмен, арналы желдеткішке қуат беруге кез келген вал қуатының көзі қосылуы мүмкін, мысалы, поршеньді қозғалтқыш, Ванкель қозғалтқышы немесе электрмотор. Фентерол немесе Fenestron тауарлық атауымен белгілі бір түрі арналы желдеткіш, тікұшақтардың құйрық роторларын алмастыру үшін де қолданылады. Арналы желдеткіштер Lockheed Martin F 35 Lightning II сияқты VTOL ұшақтарында, сондай-ақ ховеркрафт сияқты төмен жылдамдықты конструкцияларда, олардың салмаққа шаққандағы жоғары итеру күші үшін пайдаланылады. Кейбір жағдайларда, жабық ротор ашық ротордан 94%-ға тиімдірек болуы мүмкін. Осылайша жақсартылған өнімділіктің себебі негізінен сыртқы ағынның азайған жиырылуында және осылайша көбірек кинетикалық энергияны тасымалдауында. Модельді ұшақтармен әуесқойлардың арасында арналы желдеткіштер жоғары өнімділікке ие радиобасқарылатын модельді ұшақтарды құрастырушылар арасында танымал. Жанатын шаммен жұмыс істейтін қозғалтқыштар мен арналы желдеткіштер – масштабтық ұшақ моделін жасаудың алғашқы мүмкіндігі болды. Модельдік турбореактивті қозғалтқыштар енгізілгеніне қарамастан, электрмен жұмыс істейтін арналы желдеткіштер кішкентай, төмен бағалы модельді ұшақтарда да кең таралған. Кейбір электрмен жұмыс істейтін арналы желдеткіштер сағатына 320 км-ден астам жылдамдыққа жете алады. Компьютерлерде қолданылатын көптеген салқындатқыш желдеткіштерде желдеткіш жинағына ендірілген канал бар; бұл канал желдеткішті басқа компоненттерге механикалық түрде орнату үшін де қолданылады.