Veranderbare steekhoekskroef

'n Veranderbare steekhoekskroef word in lugvaartkunde gebruik en is 'n skroef waarvan die blaaie geroteer kan word om die langas om die steekhoek te verander. 'n Beheerbare steekhoekskroef is die tipe waar die steekhoek deur die vlieënier verander kan word. 'n Konstantespoedskroef is die tipe waar die vlieënier die verlangde enjinspoed (omwentelinge per minuut) stel en die steekhoek word outomaties beheer sonder enige hulp van die vlieënier sodat die omwentelingspoed dieselfde bly. Die toestel wat die steekhoek beheer, en dus ook die spoed, word 'n reëlaar genoem; soms ook die konstantespoedeenheid.

Dowty Rotol R391 sesblad saamgestelde veranderbare- en omkeerbare-steekhoekskroef van 'n C-130J Super Hercules. Let wel: die skroef is in die faanposisie

Skroewe waarvan die blaaie 'n negatiewe hoek kan aanneem (omkeerbare-steekhoekskroef) word gebruik om stukragomkering te bewerkstellig om vliegtuie te help rem of selfs tru te laat gaan sonder om die enjin in die teenoorgestelde rigting te laat draai.

Sommige vliegtuie het skroewe waarvan die steekhoek slegs verander kan word deur 'n kundige persoon wanneer dit op die grond is, tipies ligte vliegtuie. Hulle word nie as 'n veranderbare steekhoekskroef beskou nie.

Doel wysig

Wanneer 'n vliegtuig stilstaan met die skroef wat draai (in kalm lug), is die relatiewe windvektor vir elke skroefblad van die kant af. Soos die vliegtuig egter vorentoe begin beweeg, kom die relatiewe windvektor toenemend van voor af. Die steekhoek moet verhoog word om die optimale aanvalshoek tot die relatiewe wind te handhaaf.

Die eerste skroewe het net 'n vaste steekhoek gehad, maar hulle was nie doeltreffend oor 'n reeks toestande nie. As die steekhoek gestel is om goeie opstyg- en klimvermoë te gee, sal die skroef ondoeltreffend wees in kruisvlug omdat die skroefblad teen 'n te lae steekhoek sal wees. Daarteenoor kan 'n skroef, ingestel vir goeie vaartverrigting teen lae snelhede, stol omdat die steekhoek te hoog is.

'n Skroef met veranderbare bladhoeke is meer effektief oor 'n reeks toestande. 'n Skroef met 'n veranderbare steekhoek kan 'n bykans konstante effektiwiteit oor 'n reeks lugsnelhede handhaaf.[1]'n Klein steekhoek vereis minder wringkrag, maar die hoogste aantal omwentelinge per minuut omrede dit baie min lug met elke omwenteling beweeg. Dit is soortgelyk aan 'n motor wat in eerste rat beweeg. Wanneer die motoris sy verlangde snelheid bereik het, sal hy die enjin se omwentelinge laat afneem deur dit na 'n hoër rat te laat skakel terwyl genoeg krag beskikbaar is om dit aanhou te laat beweeg. 'n Vliegtuig doen dieselfde deur die steekhoek van die skroef na grof te laat verander. Dit beteken dat die skroef meer lug beweeg per omwenteling terwyl die enjin stadiger loop om die verlangde volume lug benodig te beweeg, terwyl die snelheid van die vliegtuig konstant gehou word.

'n Ander gebruik van veranderbare steekhoekskroewe is om dit in die faanposisie te plaas om weerstand te verminder. Dit beteken dat die voorkant van die skroefblaaie reg na voor wys, dus 'n neutrale posisie. In 'n multi-enjin vliegtuig, word 'n enjin in die faanposisie geplaas wanneer dit faal om weerstand te verminder en aanhou te kan vlieg met die ander enjin. In 'n eenmotorige vliegtuig word die enjin in die faanposisie geplaas wanneer dit faal om weerstand te verminder om sodoende die afstand wat dit te kan sweef te vermeerder. Die vlieënier het dan meer opsies om 'n landingsplek te soek vir 'n noodlanding.

Meganismes wysig

'n Hidroliese konstantespoedskroef in 'n Rotax 912S-enjin in 'n Dyn'Aéro MCR01 Mikroligtevliegtuig.

Daar word drie metodes gebruik om 'n skroef se steekhoek te verander: oliedruk, sentrifugale gewigte of elektromeganiese beheer.

Die enjin se oliedruk is die normale meganisme wat gebruik word in kommersiële vliegtuigskroewe, asook die Continental- en Lycoming-enjins wat in ligte vliegtuie gemonteer word. In vliegtuie sonder 'n konstante spoedeenheid beheer die vlieënier die steekhoek deur middel van die oliedruk.

Alternatiewelik, of ook addisioneel, kan sentrifugale gewigte direk aan die skroef gekoppel word soos in die Yakovlev Yak-52. Die eerste pogings om konstantespoedskroewe te maak, was teengewigskroewe genoem en was aangedryf deur meganismes wat deur die sentrifugale krag aangedryf word. Hulle werk net soos die sentrifugale reëlaar wat James Watt gebruik het om die spoed van sy stoomenjins te beheer. Eksentriese gewigte was aan of naby die skroefnaafdop geheg en deur 'n veer in posisie gehou. Wanneer die skroef 'n sekere aantal omwentelinge bereik het, veroorsaak die sentrifugale krag dat die gewigte na buite uitswaai wat 'n meganisme sal buig om die skroef se steekhoek growwer te maak. Wanneer die skroef stadiger draai, sal die sentrifugale krag afneem en die veer trek die gewigte terug wat weer die skroef se steekhoek verander na fyn.

Klein, moderne enjins toegerus met 'n konstantespoedeenheid, soos die Rotax 912, mag die konvensionele hidroliese metode of die elektriese steekhoekmeganisme gebruik. Hidroliese meganismes kan dalk te duur en te groot vir mikroligtevliegtuie wees. Hulle sou eerder meganismes gebruik wat meganies of elekries geaktiveer word.

Konstantespoedskroewe wysig

Weggesnyde konstantespoedskroefnaaf
Steekhoekveranderingskragte op 'n konstantespoedskroef
Skroefreëlaar PCU5000, vervaardig deur Jihostroj a.s. maatskappy, geinstalleer in 'n American Champion vliegtuig

'n Konstantespoedskroef is 'n veranderbare steekhoekskroef wat outomaties die steekhoek verander om sodoende 'n verkose omwentelingspoed te handhaaf, ongeag die operasionele toestand van die vliegtuig. Dit word gedoen deur 'n konstantespoedeenheid of skroefreëlaar te gebruik wat die skroef se steekhoek outomaties sal verander.

Die meeste enjins produseer maksimumkrag in 'n nouspoedband. Die konstantespoedeenheid verseker dat die enjin in die reeks omwentelinge werk waar dit die ekonomieste is, ongeag of dit opstyg of in vlug is. Die konstantespoedeenheid doen dieselfde vir 'n vliegtuig as wat die outomatiese ratkas vir 'n motor doen: die enjin loop altyd teen sy optimale spoed, ongeag die snelheid van die vliegtuig tydens sy vlug. Die konstantespoedeenheid laat ook die enjinontwerpers toe om die ontstekingstelsel eenvoudig te hou: die outomatiese vonkaanjaer soos gesien in motorvoertuigenjins word nou vereenvoudig omrede die enjin altyd teen ongeveer dieselfde omwentelinge loop.

Feitlik alle hoëwerkverrigting skroefaangedrewe vliegtuie is toegerus met konstantespoedeenheidskroewe omrede dit die brandstofdoeltreffenheid en werkverrigting aansienlik verbeter, veral op hoë hoogtes.

Die eerste pogings tot konstantespoedskroewe is teengewigskroewe genoem, wat aangedryf is deur meganismes wat op middelpuntvliedende krag werk. Hul werking is identies aan die sentrifugale reëlaar wat James Watt gebruik om die spoed van stoomenjins te beheer. Eksentriese gewigte was aan of naby die skroefnaafdop geheg en in posisie deur 'n veer gehou. Wanneer die skroef 'n sekere aantal omwentelinge bereik het, veroorsaak die sentrifugale krag dat die gewigte na buite uitswaai wat 'n meganisme sal buig om die skroef se steekhoek growwer te maak. Wanneer die skroef stadiger draai sal die sentrifugale krag afneem en die veer trek die gewigte terug wat weer die skroef se steekhoek verander na fyn.

Die meeste konstantespoedeenhede gebruik oliedruk om die steekhoek te beheer. By enkelenjinvliegtuie word oliedruk gebruik om die steekhoek te vergroot, dus growwer te stel. Indien die konstantespoedeenheid faal, sal die skroef outomaties herstel na 'n fyn steekhoek sodat die vliegtuig steeds teen laer snelhede kan vlieg. Daarteenoor sal die konstantespoedeenheid, by 'n multi-enjinvliegtuig, die oliedruk gebruik om die steekhoek te verminder. Sodoende, indien die konstantespoedeenheid faal, sal die skroef outomaties na die faanposie terugkeer om weerstand te verminder, terwyl die vliegtuig voortvlieg met die werkbare enjin.[2]'n Hidrouliese akkumulator sal die skroef toelaat om die fyn steekhoek te bereik vir 'n invlug-heraanskakeling van die enjin.

Sien ook wysig

Verwysings wysig

  1. Lutze (5 Mei 2011). "Level flight performance" (PDF). The Department of Aerospace and Ocean Engineering, Virginia Tech. p. 8. Geargiveer vanaf die oorspronklike (PDF) op 20 Julie 2011. Besoek op 6 Januarie 2011.
  2. https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/airplane_handbook/media/14_afh_ch12.pdf Pg 12-4