Винтовая авиация получает шанс на возвращение в строй

Стратегия на уничтожение энергетической инфраструктуры Украины, избранная новым главнокомандующим СВО Суровикиным, стала настоящим вызовом для киевского режима и стоящего за ним блока НАТО. Задача окончательного закрытия неба над Незалежной для российской авиации, крылатых ракет и дронов-«камикадзе» является для наших противников приоритетной.

Одним из символов второго этапа СВО, начавшегося с приходом Суровикина, стало широкое использование ударных дронов-«камикадзе» под названием «Герань», явно имеющих иранские «гены». Примитивные и недорогие в производстве, они могут массово применяться по военным целям и объектам критической инфраструктуры, буквально перегружая украинскую систему ПВО. Западные пособники киевского режима уже пообещали поставить ему современные ЗРК и боекомплект к ним. В частности, Великобритания должна предоставить для нужд ВСУ 1000 зенитных ракет.

То, что эти системы ПВО смогут перехватывать «Герани» и даже дозвуковые «Калибры», особых сомнений не вызывает. Проблема в другом: стоимость зенитной ракеты и того воздушного объекта, который она должна сбить, просто несопоставима, превышая ее на порядки. Если такие атаки будут происходить регулярно в течение длительного времени, сидящий в обороне противник может буквально надорваться экономически, не вытянув крупномасштабное производство дорогостоящих современных зенитных ракет, отстреливая их по «копеечным» БПЛА. Англосаксы считать свои деньги умеют очень хорошо.

Именно поэтому обратило на себя внимание недавнее заявление экс-премьера Великобритании Бориса Джонсона о целесообразности передачи Киеву истребителей времен Второй Мировой войны:

Великобритания предоставила Украине более современное артиллерийское вооружение, но, откровенно говоря, мы должны предоставить им не только вертолеты, но и самолеты, которые могут летать достаточно быстро, чтобы уничтожать беспилотники. Украинцам было бы достаточно Spitfire для выполнения этой работы – жаль, что мы их больше не производим.

Все почему-то посчитали это отличной шуткой, однако рационального зерна в этом заявлении больше, чем английского юмора.

Supermarine Spitfire – это настоящая легенда Второй Мировой. Англичане тогда построили больше 20 тысяч самолетов данного типа, которые использовались как истребители, истребители-перехватчики, истребители-бомбардировщики, высотные истребители и разведчики. В версии Mk IXE британский истребитель вооружен двумя 20 мм пушками «Испано» Mk.II и двумя 12,7 мм пулеметами Браунинг M2, двигатель Rolls-Royce Merlin 66 позволяет ему развивать скорость 650 км/ч на высоте 6 400 м, обеспечивая практический потолок почти 13 тыс. м. И это то, что доктор прописал против дронов-«камикадзе».

Дело в том, что самолеты времен Второй Мировой летают на скоростях, близких к тем, на которые способны современные БПЛА, и могут легко догнать любой из ныне существующих. Для сравнения, американский разведывательно-ударный MQ-9 Reaper развивает скорость более 400 км/час, максимальная скорость ударного вертолета AH-64D Apache составляет 365 км/час (крейсерская скорость 265−270 км/час), у российского многоцелевого ударного вертолета Ка-52 «Аллигатор» она достигает 350 км/ч. То есть, на догонных курсах геликоптеры уступают скоростным беспилотникам, поэтому они должны действовать из засады на встречных. Практический потолок у геликоптеров ограничен, и достать высотный БПЛА будет для них непростой задачей. Нужны истребители, но не абы какие. Также большим преимуществом устаревших самолетов перед современными является то, что они имеют невысокую стоимость производства и последующего обслуживания. Летный час истребителя поколения 4++ или 5 может стоить десятки тысяч долларов, у турбовинтового – тысячи.

То есть, насчет того, чтобы пересадить украинских летчиков в истребители Spitfire, это, понятно, тонкий британский юмор. Не известно, каков вообще остаточный ресурс этих музейных экспонатов. Однако общее направление верное. Новый тип воздушной угрозы в виде «летающих мопедов», несущих мощный заряд взрывчатки, требует адекватного ответа, и «винт» получает шанс на возвращение в строй. До наших дней дожило то ли 44, то ли 53 таких британских истребителя в состоянии летной годности, потому всерьез рассчитывать на них Киеву не стоит. Вероятнее всего, ВВСУ будут в дальнейшем использовать штурмовики Embraer EMB-314 Super Tucano бразильского производства, которые отвечают всем заявленным требованиям по борьбе с беспилотниками.

Это то, о чем мы говорили уже довольно давно, предлагая реанимировать проект легкого штурмовика на базе учебного самолета Як-52Б. Это простой и дешевый самолет, легкий в управлении и имеющий очень недорогой по стоимости полетный час. Вооружив такой штурмовик пушкой и парой крупнокалиберных пулеметов, можно получить эффективное средство поражения дронов противника, которые, несомненно, вскоре полетят в сторону России. Кроме того, возможно использование модернизированных Як-52Б не только как «уничтожителя дронов», но и в связке с ударными БПЛА типа «Ориона» в качестве «верного ведомого». Это еще более повысит эффективность действия российской тактической авиации.

Для чего авиации нужны винты / Вооружения / Независимая газета

Як-152 может найти себе работу не только в летных училищах, но и в строевых частях. Фото Анны Зверевой

В настоящее время продолжаются летно-конструкторские испытания нового учебно-тренировочного самолета Як-152. После этого он будет предъявлен на государственные, цель которых – подтвердить соответствие требованиям главного заказчика. Давайте разберемся, что это за машина и нужен ли армии винтовой учебный самолет сейчас, в эпоху реактивной авиации?

Унаследованная Россией советская система подготовки экипажей фронтовой авиации рассчитана на пять лет обучения, включающие трехгодовую летную практику с налетом порядка 200 часов – все на реактивных учебно-боевых самолетах L-39 и двухместных вариантах истребителей и штурмовиков. Хотя и отлаженная, подобная система считается затратной, поэтому ее хотят «оптимизировать» путем внедрения в комплекс подготовки на первоначальном этапе обучения сравнительно дешевого винтового Як-152. Для сравнения: стоимость летного часа легкого самолета с поршневым двигателем составляет около 200 долл. , а у L-39 – 3 тыс.!

Свой первый полет L-39 совершил в далеком 1968 году. По состоянию на 2016 год на вооружении оставалось 150 единиц этой техники. Было принято решение заменить их новейшими Як-130, общая потребность в которых составляет 250 машин, из которых более 100 уже находятся в войсках.

Однако Як-130 – довольно сложный и дорогой самолет. Видимо, по этой причине он используется лишь на этапах базовой и повышенной подготовки, а первоначальная продолжает вестись на L-39. Так будет продолжаться, пока «элке» не найдется подходящая замена. Вот на эту роль и претендует Як-152.

Родословная

Согласно описанию производителя – корпорации «Иркут», Як-152 представляет «самолет первоначальной подготовки и профессионального отбора летчиков на ранней стадии обучения». Предполагается, что на этой машине курсанты будут осваивать технику пилотирования одиночного самолета и в составе группы, навигацию, полет по приборам, выполнение штопора и вывод из него, простой и сложный пилотаж. Трехопорное шасси с носовой стойкой дает возможность отработать приемы выполнения взлетно-посадочных операций, которые пригодятся при переходе на реактивную технику.

Далее производителем сообщается, что информационно-управляющее поле кабины Як-152 унифицировано с самолетом Як-130. Более того, оба типа включены в состав некоего «учебного комплекса» наряду с процедурным тренажером, учебным компьютерным классом и средствами объективного контроля.

Как следует из выступлений руководителей «Иркута», Як-152 специально проектировался в пару к Як-130. Работа началась на рубеже веков, отталкиваясь от опыта ранее созданных ОКБ им А.С. Яковлева тренировочных машин легкого класса. Кстати, буквенно-цифровой индекс нового самолета как бы намекает, что он идет за Як-52, в свое время – основным самолетом в системе ДОСААФ.

Звездообразный мотор

Як-52, а также Як-18 и ряд спортивных самолетов ОКБ долгое время оснащались звездообразными поршневыми двигателями семейства АИ-14/М-14. Поначалу на него и ориентировался главный конструктор Як-152 Александр Драч. Ведь на рубеже веков реальной альтернативы не было, особенно по цене. Хотя ведущие западные производители давно перешли со звездообразных двигателей на рядные с водяным охлаждением и все шире применяют турбовинтовые, у более «отсталого» по компоновке отечественного мотора-долгожителя имеются свои плюсы.

Первый – высокая надежность. Наиболее заметной она была в ходе международных соревнований спортивной авиации. Часто наблюдаемая в перерывах между полетами картина: русские возились в основном с приборами и оборудованием, иностранцы же открывали капоты для проверки и настройки силовой установки: сильно форсированные моторы часто капризничали.

Второй – двигатель обладал неплохим соотношением развиваемой мощности к массе. Если первоначальный АИ-14 выдавал 240 л.с., то М-14Х уже 360, а его форсированные варианты – до 450. Затем предлагался вариант М-9Ф с усовершенствованной системой впрыска топлива, который при наличии платежеспособного спроса были готовы выпускать в Воронеже.

Системный кризис отечественной авиации, сопровождавшийся резким снижением темпов выпуска самолетов, включая модели для «малой авиации», привел к ситуации, когда выпускать «малолитражные» моторы оказалось невыгодным. Воронежский механический завод прекратил серийный выпуск М-14 четверть века тому назад. Некоторое время авиастроителей спасал производственный и складской задел, а также рынок силовых агрегатов, бывших в употреблении. К настоящему времени и этот ресурс практически исчерпан.

Звездообразный мотор порой еще можно увидеть на выставочных стендах воронежских предприятий, однако шансы на возобновление его серийного производства малы.

Дизельная альтернатива

Отечественные моторостроители заняты разработкой полностью новых силовых установок для «малой авиации», которые бы значительно превзошли лучшие иностранные образцы серийного выпуска. Ведь на стороне заморских фирмачей – низкие цены и технические риски, доступность запчастей и сервиса.

Надежды подавали дизельные силовые агрегаты на основе лучших достижений автопрома. Несколько европейских фирм разработали авиационные варианты силовых агрегатов марки «Мерседес-Бенц». Они нашли применение, в частности, на самолетах DA-42 (используются ВКС России в качестве учебных) и на турецких беспилотных летательных аппаратах Anka-S, которые сегодня воюют в Сирии и Ливии.

Уроженец России Владимир Райхлин спроектировал современный дизельный мотор специально для применения на летательных аппаратах. Существенное снижение массы достигнуто применением алюминиевых деталей сложной формы. Изготовить их оказалось делом непростым, и изобретатель обратился к европейским компаниям. Для серийного производства моторов создана германская фирма RED (Raikhlin Engine Developments) в Аденау. Изготовлено некоторое количество моторов RED A03, A05 и других моделей для наземных и летных испытаний и БПЛА тяжелого класса. А также на опытные Як-152.

Идут упорные разговоры о локализации их производства в России. Но сложность заключается не только в алюминиевых деталях. Современные моторы сильно компьютеризованы, с большим количеством цифровых датчиков, системой передачи/обмена данными, печатными платами малого размера для них и т.п. Если всерьез говорить о полной локализации, то все эти комплектующие тоже должны производиться на нашей территории.

У многих современных моторов есть проблема – они прекрасно ведут себя в начале эксплуатации, но по мере исчерпания календарного и моторесурса начинается деградация свойств и характеристик. И главное даже не в увеличении расхода топлива и масла, а в непрогнозируемом поведении различных сенсоров и других высокотехнологичных элементов аппаратуры управления двигателем, особенно контактирующих с топливом, маслом, воздушным потоком и т.д.

Менеджеры по продажам могут, конечно, уверять, что, мол, все это ерунда и «фирма веников не вяжет». Вот только правильные ответы даст лишь длительная эксплуатация в войсках. А она – серьезный экзамен для любой техники, что германского, что отечественного происхождения.

Сравнение

Как и любой тип силовых агрегатов, дизель имеет сильные и слабые стороны, определяющие круг его применения. Специалисты ОКБ им. А.С. Яковлева выполнили расчеты по Як-152 с М-14Х и RED A03T в комплектации с трехлопастным винтом изменяемого шага MTV-9 диаметра 2,5 м. Поскольку дизельный вариант выдает большую (на 100 л.с.) мощность, скорость в горизонтальном полете оказалась выше – 380 против 335 км/ч, а взлет можно выполнить с большим весом – 2125 против 1400 кг. При сохранении дальности на отметке 1500 км (запас топлива одинаков – 200 кг), вариант с RED может нести дополнительную полезную нагрузку – до 550 кг. Это дает возможность создания учебно-боевого варианта с четырьмя узлами подвески бомб и неуправляемых ракет под крылом.

Соответственно руководство «Иркута» приняло решение строить опытные экземпляры в комплектации с 12-цилиндровым V-образным дизельным двигателем. К настоящему времени готово три самолета, первый облетан осенью 2016 года и с тех пор неоднократно демонстрировался на салонах МАКС и МВТФ «Армия». Заводские испытания завершились после выполнения более 200 полетов, в начале 2020 года приступили к летно-конструкторским.

Между тем Hongdu Aviation Industry Group Ltd. (HAIG) продолжает тестировать L7, что дает возможность сравнить летно-технические и эксплуатационные качества двух машин. Выясняется, что дизельное исполнение двигателя кое в чем уступает. За счет меньшего веса поршневой вариант обретает лучшую «летучесть». Начальная скороподъемность у него – 11 против 8 м/с у дизеля, разбег на взлете – 200 против 300 метров. Поскольку посадочная скорость значительно снижена, с 145 до 115 км/ч, пробег сократился с 450 до 250 метров. Разница – значительная, причем она будет весьма чувствительна на этапе первоначальной подготовки молодых авиаторов. Вариант с М-14 лучше и для спортсменов: при сохранении предельной скорости на отметке 500 км/час (определяется аэродинамикой и прочностью планера), максимальная эксплуатационная перегрузка – девять единиц против пяти.

Турбовинтовые конкуренты

Насколько нам известно, Як-152 рассматривался только в комплектации с поршневыми двигателями. Между тем на рубеже веков несколько десятков стран мира приобрели турбовинтовые учебные самолеты для основной подготовки военных летчиков. Особой популярностью пользуются бразильский Embraer Tucano и швейцарские Pilatus PC-7/9/21. Хотя турбовинтовой двигатель в производстве и обслуживании заметно дороже поршневого, самолет получается более скоростным, а по динамическим качествам (приемистость/разгон и др.) более приближенным к реактивному.

Стоимость летного часа Tucano составляет порядка 1 тыс. долл., что дороже, чем у поршневых машин, но гораздо дешевле реактивного L-39. Здесь, однако, следует помнить, что пропеллер создает не только силу, но и крутящий момент, который нужно компенсировать отклонением элеронов и руля направления. Отклик на движение сектором газа тоже разный. Словом, управление винтовым и реактивным самолетами на уровне инстинктов серьезно отличается. И этот факт считается потенциально опасным для тех курсантов, которые выпускаются с минимальной нормой (30 летных часов) и, став военными летчиками, затем мало летают в строевых частях.

Выходит, что целесообразность возврата к винту ставится под вопрос. Если во главе угла экономия, то на деле она получается лишь при особо тщательном подходе к составлению программ подготовки курсантов. Так, чтобы те получили не просто достаточное количество летных часов, но и качество подготовки. С расчетом, что многие продолжат карьеру не в винтовой, а именно в реактивной авиации. Вместе с тем турбовинтовые самолеты лучше поршневых работают как средство поддержания класса и восстановления навыков строевых летчиков.

Применение

Легкий учебный самолет нужен не только для обучения курсантов летных училищ, подобная техника вполне подойдет и на другие роли. Самолет-фильтр (screener) можно задействовать на вступительных экзаменах для оценки физических и умственных качеств абитуриентов. Следующее применение – летные клубы и ДОСААФ. Третий пункт – восстановление навыков строевых военных летчиков, которые после перерыва в месяц-два (отпуск, болезнь и другие причины) возвращаются к полетам. Связанная задача – повышение реального налета экипажей фронтовой, военно-транспортной и бомбардировочной авиации, а также офицеров с образованием летчика, временно занятых, например, на штабной работе.

Согласно действующим положениям, минимальный годовой налет военных пилотов не должен опускаться ниже 40–80 часов в зависимости от рода авиации. Конечно, только лишь легким самолетом тут не обойтись, но его использование снизит расход топлива и темп выбирания ресурса дорогостоящей боевой техники. Здесь Як-152 выглядит привлекательно как за счет низкой стоимости летного часа, так и кабиной летчиков, «как у Як-130», что дает обучающемуся возможность восстановить/поднять свои навыки работы с БРЭО и в контуре «человек–машина».

Цели использования самолета для поддержания класса и восстановления навыков интересны тем, что различия в технике пилотирования винтовым и реактивным самолетом здесь не столь важны, как для курсантов летных училищ. Как правило, состоящий на службе в течение долгого времени военный летчик имеет достаточный налет на реактивных машинах, и «перебить» его начальные навыки и отработанные инстинкты сложно. Вместе с тем единое информационное поле кабины Як-152 и Як-130 дает возможность восстановить навыки работы с бортовой аппаратурой с меньшими финансовыми затратами за счет налета часов на гораздо более дешевом и экономичном винтовом самолете.

Следующий пункт – полеты на предельно малых скоростях вблизи области срыва, а также отработка навыков выхода из штопора. Если что-то пойдет не так, летчик и инструктор смогут спастись: на Як-152 установлены легкие катапультные кресла, в свое время разработанные и испытанные на спортивных самолетах Су-29КС/М, выпуск которых, кстати, прекращен… Может, вместо него будет использоваться близкий по параметрам Як-152?

Таким образом, новый «Як» вполне может найти себе работу в Вооруженных силах, причем не только и не столько в летных училищах, но и в строевых частях, а также центрах переподготовки летного состава.

Как работает пропеллер самолета

В ранние годы авиации винтовые самолеты были нормой. Однако в 1950-х годах, с началом реактивной эры, реактивные двигатели стали предпочтительным выбором для большинства крупных самолетов средней и большой дальности.

Пропеллерные самолеты продолжают жить. Их до сих пор можно найти почти на всех самолетах авиации общего назначения и транспортных средствах малой дальности. В большинстве винтовых самолетов транспортной категории винт приводится в действие реактивным двигателем, и они широко известны как турбовинтовые. Эти турбовинтовые самолеты более эффективны, чем самолеты с чистым реактивным двигателем, на более коротких маршрутах.

Теория воздушного винта

Воздушный винт представляет собой устройство, состоящее из лопастей или аэродинамических поверхностей, которые преобразуют мощность двигателя в тягу воздушного винта. На картинке ниже показан пропеллер с маркировкой.

Лопасть пропеллера с маркировкой. Фото: Oxford ATPL

Когда пропеллер вращается, лопасти или аэродинамические поверхности испытывают угол атаки, как и крылья. Этот угол атаки создает подъемную силу, перпендикулярную хорде лопасти. Затем эта сила разделяется на вертикальную и горизонтальную составляющие. Горизонтальная составляющая работает в направлении полета и известна как тяга воздушного винта, тогда как вертикальная составляющая действует против направления вращения воздушного винта. Эта составляющая называется крутящим моментом винта, и эта сила действует против вращения винта.

Угол атаки винта. Фото: Oxford ATPL 

Поскольку концы гребного винта движутся быстрее, чем основание, они, как правило, создают большую тягу. Это может вызвать чрезмерную нагрузку на наконечники. Чтобы решить эту проблему, лопасти гребного винта скручиваются таким образом, что кончики лопастей имеют меньший угол наклона, чем основания. Таким образом, сохраняется одинаковый угол атаки от корня до кончика, заставляя все части винта создавать силу тяги одинаковой величины.

Лопасти гребного винта сконструированы таким образом, что кончики имеют меньший угол наклона лопастей, чем основание. Фото: Джо Канцлер | Простой полет

Угол лопасти гребного винта и угол атаки

Угол лопасти гребного винта — это угол между плоскостью вращения гребного винта и линией хорды лопасти. Когда лопасти закреплены на втулке винта с большим углом наклона лопасти, его называют винтом с крупным шагом, а когда лопасти прикреплены к втулке с малым углом наклона лопасти, говорят, что винт является винтом с мелким шагом.

Угол атаки — это угол между относительным воздушным потоком, действующим на лопасть, и линией хорды. На этот угол влияют два основных фактора. RPM (обороты в минуту) винта и TAS (истинная воздушная скорость) самолета.

RPM и TAS изменяют угол атаки лопастей винта. Фото:
FAA

При изменении числа оборотов или TAS происходит изменение угла атаки лопастей воздушного винта. С увеличением оборотов (фиксированное значение TAS) угол атаки увеличивается, а с увеличением числа оборотов (фиксированное число оборотов) угол атаки уменьшается. В первом случае угол атаки мог увеличиться до такой степени, что лопасти заглохнут. В то время как в последнем случае угол атаки вполне мог уменьшиться до нуля, снизив тягу винта до очень низкого значения.

В некоторых сложных самолетах пилот может управлять углом наклона лопастей, и эти винты называются винтами с регулируемым шагом или винтами постоянной скорости, в то время как в небольших самолетах используются винты с фиксированным шагом.

Воздушные винты с фиксированным шагом

Воздушные винты с фиксированным шагом — это гребные винты с фиксированным углом наклона лопастей. То есть его нельзя варьировать или изменять в полете.

В предыдущем разделе мы говорили о том, как TAS и RPM влияют на угол атаки лопастей винта. У гребного винта фиксированного шага угол лопасти остается постоянным; пилот не может его изменить. Таким образом, в условиях низкого TAS и высоких оборотов (например, при наборе высоты на большой мощности) угол атаки лопастей может достичь такого большого значения, что они заглохнут. Точно так же в условиях высокого TAS и низких оборотов (например, при нормальном снижении) угол атаки винта может стать очень малым, уменьшая тягу почти до нуля.

Очень крутой спуск может уменьшить угол атаки до такой степени, что пропеллер начнет вращать двигатель, что может привести к перегрузке двигателя.

Это, однако, не означает, что винты с фиксированным шагом плохи. Их до сих пор можно найти в большинстве самолетов авиации общего назначения, и они выбраны из-за их простоты. Конструкторы выбирают наиболее подходящий угол наклона лопастей для самолета, исходя из его эксплуатационных требований. Для самолета, предназначенного для длительных полетов по пересеченной местности, может быть предпочтительным крупный шаг (винтовой винт с большим углом наклона лопастей), поскольку он будет проводить большую часть своего времени в крейсерском режиме, летая на высоких скоростях.

Меньшие самолеты, такие как Cessna 172, имеют винты фиксированного шага. Фото:
Huhu Uet через Wikimedia Commons

Пропеллеры с переменным шагом или постоянной скоростью

Чтобы сделать пропеллеры более эффективными в различных режимах полета, угол наклона лопастей пропеллера может быть изменен действием пилота. Эти типы гребных винтов известны как гребные винты с переменным шагом или гребные винты с постоянной скоростью.

Итак, как регулируется угол наклона лопасти винта? В самолетах с винтами постоянной скорости в кабине пилота имеется рычаг управления винтом (винтовой рычаг). Этот рычаг отделен от рычага управления двигателем или рычагов включения. Пилот управляет винтом, изменяя его обороты, перемещая рычаги винта. При перемещении рычага винта вперед частота вращения увеличивается, а при его оттягивании назад частота вращения винта уменьшается. Затем система, называемая блоком постоянной скорости (CSU), поддерживает заданное число оборотов в минуту.

Например, при взлете угол атаки уменьшается по мере увеличения TAS самолета. Это обнаруживается блоком CSU и увеличивает угол наклона лопасти для поддержания установленного пилотом числа оборотов в минуту.

Как работает блок постоянной скорости (CSU)

Блок постоянной скорости (CSU) использует давление масла для увеличения угла наклона лопасти гребного винта (крупный шаг) или меньшего угла (мелкий шаг). CSU приводится в действие двигателями и может определить, находится ли гребной винт в состоянии повышенной или пониженной скорости.

Основными компонентами ХСС являются:

• Пружина спидера.
• Легковесы.
• Клапан регулирующий.

Блок управления воздушным винтом. Фото: Oxford ATPL

Когда пилот перемещает рычаг винта вперед или назад, он изменяет натяжение пружины спидера. При движении назад напряжение уменьшается, а при движении вперед напряжение увеличивается.

Грузики вращаются вместе с двигателем, и именно поведение грузика определяет положение масляного регулирующего клапана.

Когда гребной винт находится в состоянии недостаточной скорости или угол наклона его лопасти слишком велик, скорость вращения гребного винта начинает уменьшаться. Это увеличивает крутящий момент гребного винта, а натяжение пружины спидера может преодолеть грузы и вызвать их разрушение. Это заставляет регулирующий клапан двигаться вниз, пропуская масло к стороне с малым шагом гребного винта, в то время как сторона с крупным шагом соединяется с возвратом масла.

Это приводит к уменьшению угла наклона лезвия. По мере того, как угол лопасти уменьшается, двигатель может передавать более высокий крутящий момент на гребной винт, что увеличивает его число оборотов в минуту. Число оборотов увеличивается до тех пор, пока крутящий момент двигателя, передаваемый на пружину спидера через противовесы, больше не может преодолевать натяжение пружины. В этот момент пропеллер начинает вращаться с заданными пилотом оборотами.

Поведение CSU, когда гребной винт находится в состоянии недостаточной скорости вращения. Фото: Оксфорд АТПЛ.

Точно так же, когда винт находится в состоянии превышения скорости, угол наклона лопастей становится слишком малым или слишком тонким, что приводит к тому, что обороты двигателя превышают установленное пилотом значение. Число оборотов увеличивается, потому что крутящий момент двигателя выше, чем у гребного винта. Это приводит к тому, что грузики раздвигаются из-за увеличения центробежной силы. Это заставляет регулирующий клапан двигаться вверх, позволяя маслу проходить к стороне с крупным шагом, в то время как мелкий шаг связан с возвратом масла, заставляя лопасти гребного винта увеличивать угол наклона лопастей. Это увеличивает крутящий момент гребного винта, который оказывает усилие на пружину спидера и, таким образом, заставляет грузы давить вниз до тех пор, пока число оборотов в минуту не достигнет значения, установленного пилотом.

Поведение CSU, когда гребной винт находится в состоянии превышения скорости. Фото: Оксфорд АТПЛ.

В более крупных турбовинтовых двигателях вместо рычага винта используется рычаг состояния. Рычаг состояния работает как рычаг пропеллера в том смысле, что он управляет скоростью гребного винта. В дополнение к этому рычаг состояния также управляет подачей топлива в двигатели во время запуска двигателя. Также используется для отключения подачи топлива при остановке двигателя.

Рычаги состояния ATR 76. Фото:
АТР

Оперение гребного винта

Одной из наиболее важных особенностей гребного винта является его способность флюгировать. Когда винт флюгирован, угол его лопастей составляет почти 90 градусов. Этот угол называется углом атаки нулевой подъемной силы. В этом положении винт больше не может создавать тягу.

Оперенная опора расположена под углом 90 градусов к относительному воздушному потоку. Фото:
FAA

Это важная функция в случае неисправности двигателя. В гребном винте с изменяемым шагом, если двигатель теряет мощность, скорость вращения гребного винта естественным образом снижается. Это приводит к тому, что CSU корректирует гребной винт до такой степени, что угол лопасти становится слишком малым, и он начинает вращаться. Это заставляет воздух атаковать лопасти спереди, создавая отрицательную силу тяги. Эта тяга действует против направления полета и увеличивает сопротивление самолета. В условиях неработающего двигателя сопротивление винта ветряной мельницы может сильно ухудшить общие характеристики и управляемость самолета.

Для предотвращения этого существует механизм оперения. Когда винт флюгерный, воздушный поток не может с ним взаимодействовать, и нет риска ветряной мельницы. В больших самолетах флюгирование воздушного винта очень важно для обеспечения взлетных характеристик в случае отказа двигателя во время крена. Таким образом, в таких самолетах существует система автоматического оперения. Пилоты «включают» систему для взлета, и если на разбеге происходит отказ двигателя, винт автоматически переходит в флюгерное положение, сохраняя летно-технические характеристики самолета.

Пропеллеры большинства турбовинтовых двигателей находятся в флюгированном положении, когда двигатели выключены. Таким образом, они кажутся направленными вперед. Когда пропеллеры выходят из пера, они становятся более плоскими.

На левом рисунке лопасти более плоские, поэтому винт не имеет флюгера, а на правом изображен флюгерный винт. Фото:
ATR

Hartzell Propeller Inc. | Самолеты и пропеллерные системы самолетов

Отзывы клиентов

• «Отличная команда Hartzell Propeller по проектированию, производству и поддержке, несомненно, является неотъемлемой частью наследия Piper и нашего сегодняшнего успеха. Мы и наши клиенты рассчитываем на гребные винты Hartzell, и они нас не подводят».

  Саймон Калдекотт

  Президент и главный исполнительный директор Piper Aircraft

• «Muncie Aviation Company стремится установить самые высокие стандарты в области технического обслуживания, предоставляя нашим клиентам наилучший сервис с минимальным временем простоя. обслуживание, качество работы и быстрое время выполнения работ устанавливают самые высокие стандарты обслуживания воздушных винтов».

  Дон Баррис

  Директор по техническому обслуживанию, Muncie Aviation Company

• «Stevens Aviation использует сервисный центр Hartzell Propeller для капитального ремонта своих винтов из-за времени выполнения работ, цены, опыта и простоты ведения бизнеса. Качество по-прежнему является вашей лучшей покупкой».

  Мик Вальц

  Менеджер по обслуживанию, Stevens Aviation Inc.

• «Jet Air использует сервисный центр Hartzell Propeller уже более 5 лет, и до настоящего времени у нас не было проблем с гарантией или качеством изготовления. Поддержание вращения винтов — это то, чего ожидает клиент, наряду с чувством безопасности и доверия. Очередь капитального ремонта время продолжает сокращаться без ущерба для качества продукта. Персонал в Пикуа, штат Огайо, делает все возможное, чтобы вернуть пропеллеры в наши руки, чтобы мы вернули наших клиентов в полет. С любым компонентом, который мы устанавливаем на самолеты наших клиентов, качество продукта должно соответствовать самым высоким стандартам. Сервисный центр Hartzell Propeller дает нам это качество. Когда предстоит капитальный ремонт гребных винтов, мы рекомендуем нашим клиентам сервисный центр Hartzell Propeller».

  Джозеф Мегна старший

• «Трёхлопастная ятаганская опора Hartzell действительно улучшила фургоны GA8 Airvans, по нашему опыту, обеспечивая плавный и улучшенный набор высоты со значительно улучшенным шумовым следом. Капитальный ремонт винта привел к тому, что наш C208B был заземлен в пиковое время. Быстрая доставка нового сменного винта была образцовой и привела к тому, что наша компания изучила варианты 4- и 3-лопастных гребных винтов Hartzell для снижения уровня шума, важного для нашей работы».

  Ричард Рэйворд

• «Я полагаюсь на свой гребной винт Hartzell, который помогает мне выполнять работу… безотказно. Я использую гребной винт Hartzell более 14 лет. Этот винт меня никогда не подводил… в любом случае! бесплатно в течение всех 14 лет, кроме свежей краски! Производительность, которую я получаю от винта Hartzell, действительно не имеет себе равных. Прибавьте к этому его 100% надежность за последние 14 лет, и вы получите выигрышную комбинацию. Мой спонсор зависит от меня, чтобы быть на шоу вовремя и готовым к выступлению… без моего пропеллера Hartzell, установленного спереди, я не думаю, что смог бы работать с такой уверенностью и надежностью. приятно знать, что мой пропеллер Hartzell не является одним из них… он всегда был готов… и никогда меня не подводил. и каждый человек так же гордится дизайном, производством и поддержкой своего реквизита, как и я, летая за ним. Как ведущий пилот пилотажной группы «The 4ce», я должен быть на 100 % уверен не только в своих товарищах по команде, но и в моем винте Hartzell, чтобы работать плавно и надежно… нет места для «второго лучшего».

  Мэтт Чепмен

  Исполнитель высшего пилотажа, авиашоу Мэтта Чепмена

• «Мой пропеллер Hartzell просто пуленепробиваемый. Немногие авиаторы полагаются на свой пропеллер больше, чем я, и с Hartzell я абсолютно уверен, что он никогда меня не подведет. Дело в том, что пропеллер Hartzell дает мне непревзойденная производительность и надежность».

  Майкл Гулиан

  Пилот-пилот, Goulian Aerosports

• «Hartzell действительно понимает уникальные потребности авиационной отрасли, обеспечивая неизменно высокое качество продукции с исключительными характеристиками. Thrush всегда может доверять им в обеспечении своевременных поставок, обеспечивая при этом первоклассный сервис для удовлетворения потребностей наших клиентов. С Hartzell в качестве нашего партнера мы иметь уверенность, чтобы продолжать развивать наш бизнес».

  Пейн Хьюз

  Президент Thrush Aircraft

• «Hartzell Propeller, безусловно, является частью истории успеха нашей программы очень быстрых турбовинтовых самолетов TBM700/850 с момента ее запуска в 1990 году, когда было произведено более 650 самолетов».