Қозғалтқыш жылдамдығын төмендету механизмі – авиациядағы қанат пернелерін тиімді айналдыру үшін қолданылатын қорап немесе белдік жүйесі. Тарихы, конструкциясы және проблемалары туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Механикалық құрылғы
Mechanical device
Пропеллер жылдамдығын азайту блогы – қозғалтқыштан берілетін жоғары айналымдарды (мин-1) ұшақ пропеллері үшін тиімді айналымдар деңгейіне төмендетуге арналған беріліс қорабы немесе белдік және шкивтерден тұратын механизм. Бұл кішкентай көлемді ішкі жану қозғалтқыштарын қолданып, ұшақ пропеллерін тиімді жылдамдық диапазонында айналдыруға мүмкіндік береді.
A propeller speed reduction unit is a gearbox or a belt and pulley device used to reduce the output revolutions per minute (rpm) from the higher input rpm of the powerplant. This allows the use of small displacement internal combustion engines to turn aircraft propellers within an efficient speed range.
Тарих және жұмыс
Райт ағайындары 1903 жылы винтті азайту қажеттілігін мойындады, бірақ 1920 жылдары үлкен қозғалтқыштар жасалғанға дейін ол әуе қозғалтқыштарында кеңінен қолданылмады. Кейінірек сол компаниядан шыққан Merlin қозғалтқышы екі қозғалтқышты ұшақтарға қарсы айналатын винттерді беру үшін қарама-қарсы айналымды азайту механизмдерін пайдаланды, бұл қозғалтқыштарды қарама-қарсы бағытта жұмыс істеуге жобалау және құрастырудан әлдеқайда арзан әдіс болды. Ішкі жану қозғалтқыштарына беріліс қораптарын қосудағы қиындық, ең алдымен, белгілі бір айналымдарда пайда болатын бұрылу резонансы. Винт пен азайту блогының жүктемесі коленвалдың резонанстық жиіліктерін өзгерте алады, бұл бұрылу тербелісінің белгілі бір айналымдарда жоғары деңгейге дейін жылдам өсуіне мүмкіндік береді. Егер азайту блогын пайдалану арқылы резонанстық жиілік өзгертілсе, конструктордың қозғалтқыштың бастапқы жобасында бұрылу резонансын азайту үшін қабылдаған шаралары тиімсіз болуы мүмкін. Бұрылу резонансының зиянды деңгейге жетуін болдырмау үшін кейде муфталар және/немесе икемді жалғаулар қолданылады. Continental Tiara сериялы қозғалтқыштары бір редуктор арқылы винтті де, майлы сорғыны да (камералық вал) қозғалтатын болды, бұл винттің қозғалтқыш жылдамдығының жартысына дейін айналуына мүмкіндік берді.
The Wright brothers recognised the need for propeller reduction gearing in 1903, but it was not generally used on aircraft engines until larger engines were designed in the 1920s. The later Merlin engine from the same company used opposite rotation reduction gears to provide counter rotating propellers for twin engined aircraft, a much cheaper method than designing and building the engines to run in opposite directions. The challenge with coupling gearboxes to internal combustion engines is primarily the torsional resonance that can develop at certain speeds. The load of a propeller and reduction unit can alter the resonant frequencies of the crankshaft, allowing torsional vibration to increase rapidly to high levels at certain rotational speeds. Measures taken by the designer to mitigate torsional resonances in the original design of the engine can be rendered ineffective if the resonant frequency is altered by the use of a reduction unit. Clutches and/or flexible couplings are sometimes used to prevent torsional resonance from reaching damaging levels. The Continental Tiara series engines used a single gearset to drive both the propeller and the camshaft, this allowed the propeller to run at half the engine speed.
Қолданбалар
Пропеллерлік редукциялық берілістерді пайдалану авиацияда поршеньді қозғалтқыштардың кең қолданылу кезеңінде (1930-шы жылдардан 1940-шы жылдарға дейін) өте кең таралған еді. Кез келген уақытта жасалған ең қуатты поршеньді қозғалтқыштардың барлығы ұшақтарда пайдалану үшін редукциялық берілістерді қолдануға арналған. Автомобильді қозғалтқыштар қолданылатын жағдайларда, редукциялық блокты пайдалану жинақталған, тәжірибелік жекелеген ұшақтарды құрастыруда кең таралған. Бұл қозғалтқыштар, төмен құнынан басқа, әдетте, арнайы жасалған жеңіл ұшақ қозғалтқыштарына қарағанда кішірек көлемге ие және минутына жоғары айналымдарда (rpm) ең жоғары қуаттылықты дамытады, әдетте 4000 rpm-нен жоғары. Дәстүрлі ұшақ қозғалтқыштарында, мұнда пропеллер көбінесе қозғалтқыш коленвалына тікелей бекітіледі, пропеллердің қауіпсіз және тиімді жылдамдығына сәйкес 2500-3000 rpm шамасында ең жоғары қуаттылықты дамытады. Бұл жылдамдық, бір қозғалтқышты ұшақтың пропеллері үшін ең жоғары айналымдар саналады, себебі пропеллер ұшының жылдамдығын дыбыс жылдамдығынан төмен ұстау қажет. Зауыттан сертификатталған ұшақ қозғалтқыштары да өз құрылысына кіретін редукциялық блоктарды қолданды. Cessna 175 Continental GO 300 қозғалтқышының бөлігі болып табылатын берілісті агрегатты пайдаланса, Helio Courier және бірнеше Beechcraft егіздері, басқаларымен бірге, берілісті Lycoming GO 435 және GO 480 қозғалтқыштарын қолданды. Көптеген жеңіл спорттық ұшақтар Rotax компаниясының қозғалтқыштарын пайдаланады, мысалы, Rotax 912, онда берілісті редуктор қарастырылған.
The use of propeller reduction gearing was very common during the height of piston engine use in aviation (the 1930s through the 1940s), with essentially all of the most powerful piston engines ever built for use in aircraft being designed to make use of reduction gearing. The use of a reduction unit is common in the construction of experimental homebuilt aircraft when automotive engines may be used. These engines, in addition to their lower cost, typically have less displacement than purpose built light aircraft engines and develop peak power at high revolutions per minute (rpm), typically above 4,000 rpm. Traditional aircraft engines, where the propeller is most commonly fastened directly to the engine crankshaft, develop peak power near the peak safe and efficient speed for the propeller—2,500 to 3,000 rpm. This speed is considered the typical maximum rpm for a single engine aircraft propeller due to the need to keep the propeller tip speed below the speed of sound. Factory certified aircraft engines have also used reduction units integral to their design. The Cessna 175 used a geared unit which is part of the Continental GO 300 engine while the Helio Courier and several Beechcraft twins, among others, used the geared Lycoming GO 435 and GO 480. Many light sport aircraft use engines from Rotax such as the Rotax 912 which incorporates a geared reducer.