Гироскопический эффект воздушного винта
Траектория движения модели, начиная от взлета до посадки, почти непрерывно меняется, за исключением установившегося горизонтального полета на определенной скорости при постоянных оборотах двигателя.
Но даже в установившемся горизонтальном полете возмущенные потоки воздуха могут кратковременно нарушать равновесие и изменять траекторию полета.
Вращающийся воздушный винт представляет собой своеобразный гироскоп и действие гироскопических моментов от вращающегося воздушного винта могут довольно значительно изменить траекторию движения модели. Это необходимо учитывать еще и потому, что современные авиамодельные двигатели характеризуются высокой частотой вращения (15 000—20 000 мин-1, а также довольно значительными размерами и массой.
Для обеспечения правильной регулировки модели необходимо знать, в каком направлении действует гироскопический момент при данном направлении вращения винта и различных угловых отклонениях модели от прямолинейной траектории.
Воздушный винт с носовым обтекателем (коком) представляет собой ротор гироскопа. Если попытаться изменить положение его оси, то ротор окажет противодействие и его ось приобретает движение в направлении, перпендикулярном направлению первоначального перемещения (рис. 62).
Рис. 62. Направление движения оси гироскопа при действии возмущения и направление действия гироскопического момента:
а — правое вращение винта; б — левое вращение винта; ω— стрелка показывает направление движения носовой части модели (действие возмущения); пунктирная линия —действие гироскопического момента; z — направление разворота плоскости гироскопа (винта)
В случае вращения ротора гироскопа в другую сторону направление движения оси изменится на обратное.
Возникновение гироскопического момента обусловлено силами инерции вращающегося тела. Этот момент может быть представлен в виде пары сил. Направление действия пары сил зависит от направления вращения и направления возмущающей скорости. Направление перемещения точки А оси ротора, к которой приложена окружная скорость, найдем, если повернем направление скорости возмущения на 90° вокруг оси ротора в сторону его вращения. На рис. 62 приведено направление действия гироскопического момента для винтов правого (а) и левого (б) вращения.
На моделях обычно используются двигатели с вращением вала по часовой стрелке, если смотреть со стороны двигателя (то есть правого вращения). На моделях-копиях иногда применяют редукторы, а это часто приводит к изменению направления вращения винта.
На моделях с высокооборотными двигателями нельзя устанавливать тяжелые винты и коки это приводит к большим гироскопическим моментам.
Похожие материалы: