Реактивный момент и влияние воздушной струи от винта на полет модели самолета
Для вращения воздушного винта используется крутящий момент, развиваемый двигателем. При этом на модель действует реактивный момент, равный крутящему, но направленный в противоположную сторону. Под действием реактивного момента модель накреняется в сторону, обратную вращению винта. Чем больше диаметр винта при постоянной развиваемой мощности, тем меньше обороты двигателя, тем значительнее крутящий момент и сильнее должна наклоняться модель.
Крутящий момент двигателя может быть полностью уравновешен при специальной регулировке. Сущность ее заключается в том, чтобы получить силы, противодействующие крутящему моменту. Для этого ось вращения винта (или ось вращения вала двигателя) на 1—3° смещают в сторону, противоположную развороту от реакции винта, то есть в сторону вращения винта. Тем самым смещают ось тяги в сторону от оси симметрии модели. Между центром тяжести и осью тяги возникает некоторое плечо, а действие тяги на это плечо создает момент, препятствующий развороту модели от действия реактивного момента (рис. 63).
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)
Момент от винта пропорционален силе тяги. При остановке двигателя тяга и моменты пропадают. Это дает возможность подобрать угол смещения так, чтобы тяга компенсировала влияние реактивного момента. Подобная регулировка удобна тем, что нарушение режима двигателя мало влияет на балансировку модели в моторном полете.
Действие, обратное действию реактивного момента, вызывается закруткой воздушной струи за винтом модели, что особенно сказывается на моделях с винтами большого диаметра. При работе винта воздух закручивается лопастями в сторону вращения лопастей. Это приводит к тому, что поток за винтом распространяется по спирали. Крыло, расположенное в закрученной струе, будет обтекаться несимметрично. В зависимости от расположения крыла (ниже оси тяги, выше или по оси тяги) действие закрученной струи может быть различное— или усугубляющее, или ослабляющее реактивный момент винта.
Рис. 64. Действие воздушного потока за вращающимся воздушным винтом
На рис. 64 крыло расположено в закрученной струе с правым вращением винта, воздушный поток несколько отклоняется и набегает на правое крыло спереди и сверху, а на левое крыло спереди и снизу. Это приводит к изменению углов атаки в районе обтекания половин крыла закрученной струей. У левого крыла в данном случае угол атаки, а значит, и подъемная сила, увеличиваются, а у правого крыла угол атаки и подъемная сила уменьшаются. Общая аэродинамическая сила перемещается в сторону большей подъемной силы и между центром тяжести и точкой приложения общей аэродинамической силы создается плечо. Отсюда появляется кренящий момент, противодействующий реактивному моменту винта.
Вертикальное и горизонтальное оперения также обтекаются закрученным потоком и создают свои поперечные силы и моменты, влияющие на устойчивый полет модели. Действие закрученной струи на горизонтальное оперение такое же, как и на крыло. Воздействие закрученной струи на вертикальное оперение зависит от его расположения. Если вся площадь вертикального оперения расположена выше оси тяги, то оно обтекается только верхней частью закрученной струи. При этом могут возникнуть боковые силы, стремящиеся повернуть модель в сторону, противоположную вращению винта.
Похожие материалы: