Как работает воздушный винт самолета

Винт закручивает воздушный поток и отбрасывает его назад. Чем выше КПД винта, тем меньше угол закручивания воздушной струи. На поверхности лопасти, обращенной в сторону полета, благодаря профилю при ее движении возникает разрежение, создающее тягу, приводящую летательный аппарат в движение. Созданию тяги способствует также повышение давления с обратной стороны лопасти. Чем выше скорость лопасти относительно воздуха, тем больше сила тяги винта, однако скорость конца лопасти ограничена примерно 250 м/с, при превышении которой из-за приближения к скорости звука сила сопротивления движению лопасти растет сильно, а тяга незначительно. Говорят, что лопасть влезает в волновой кризис. Поэтому максимальная скорость самолетов с воздушным винтом ограничена, т. к. сопротивление воздуха движению самолета растет, а КПД винта резко падает и самолет не может преодолеть скорость звука. Угол установки лопастей винта выбирается таким, чтобы отбрасываемая струя имела скорость, вдвое большую скорости самолета относительно воздуха, этим достигается максимальный КПД, равный отношению мощности, идущей на создание тяги к полной мощности, затрачиваемой на вращение винта. В полете угол установки лопастей может изменяется с помощью специальных гидравлических устройств в зависимости от скорости полета. Также есть возможность зафлюгировать винт, установив его лопасти по потокупри отказа двигателя и наоборот установить их поперек потока для реверсирования тяги и торможения самолета на пробеге после посадки. Однако лопасти винта движутся в воздухе не как в гайке, а с некоторым положительным углом атаки, который, собственно, и создает тягу. Каждая лопасть имеет аэродинамическую крутку для того, чтобы на крейсерской скорости каждый участок лопасти был расположен бод наивыгоднейшим углом к потоку. Мощность, расходуемая впустую, идет на нагрев воздуха, закручивание воздушной струи, создание звуковых волн. Для повышения КПД иногда применяют соосные винты - два воздушных винта, расположенных один за другим, что увеличивает КПД с 75-77 до 85-87%, однако это вызывает значительный шум. Существуют соосные винты со вторым неподвижным винтом, расположенным за первым, а современные винты с увеличенным количеством тонких изогнутых лопастей сложного профиля работают почти бесшумно и имеют более высокие тягу и КПД.