Propeler zrakoplova: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
m →Razvoj |
malo propele |
||
Redak 1:
'''Elisa''' ili '''propeler''' je aerodinamički oblikovana površina koja mehanički rad [[motor]]a pretvara u vučnu ili potisnu silu, okomitu na ravninu vrtnje, koja savladava [[Aerodinamička sila otpora|otpor]] [[zrakoplov]]a i omogućava njegovo kretanje po zemlji ili/i let.
[[Krilo]] svojom [[brzina|brzinom]] i [[Napadni kut krila|napadnim kutom]] kod [[zrakoplov]]a stvara korisnu silu, [[uzgon]]. Elisa kao i krilo stvara jednu vrstu uzgona, vučnu ili potisnu silu. Kod krila je ta korisna sila linearna brzina a kod elise kružna i linearna. Elisa se sastoji od krakova i glavčine. Može imati dva ili više kraka koji su vitopereni aerodinamički i geometrijski. Glavčina elise veže se na vratilo koje pokreće motor. Izrađuju se od drveta, [[Duraluminij|legura aluminija]] i [[čelik]]a. Od drveta se danas izrađuju dvokrake elise nepromjenjivog koraka. Za miran rad motora elisa se balansira. Svaka najmanja neuravnoteženost dovodi do vibracija a veća do loma pogonske grupe i njenih dijelova. Mogu biti stalnog i promjenjivog koraka. ▼
[[Slika:Elisa_zrakoplova.jpg|left]]▼
Na '''elisama stalnog koraka''' kut kraka elise unaprijed je određen i učvršćen tijekom ugradnje i ne da se više mijenjati. Takva elisa podešena je za maksimalnu iskoristivost pri određenom režimu rada na štetu drugog. Krakovi elise postavljaju se tako da je i sposobnost penjanja i maksimalna horizontalna brzina zrakoplova zadovoljavajuća, ne i optimalna. Motor s elisom nepromjenjivog koraka mijenja broj okretaja ovisno o brzini i visini leta. Mijenjanjem broja okretaja mijenja se i snaga motora bez utjecaja pilota na ručicu gasa.▼
[[Slika:Propeller3.JPG|thumb|200px|right|Elisa promjenjivog koraka]]▼
'''Elise promjenjivog koraka''' mijenjaju napadni kut okretanjem svojih krakova oko uzdužne osi. S time se postiže bolja iskoristivost motora, veća brzina leta i bolje penjanje zrakoplova. Rad motora s elisom promjenjivog koraka više ne ovisi o brzini i visini leta. Na nekim elisama kut se može postaviti i na negativni, pri kojem dolazi do suprotne potisne sile od smjera kretanja zrakoplova. Na taj način zrakoplov koći nakon slijetanja. Negativni kut pri kretanju (rulanju) na zemlji omogućuje i kretanje zrakoplova u nazad.▼
== Razvoj ==
[[Slika:Deperdussin B.JPG|thumb|150px|left|Drvena elisa nepromjenjivog koraka]]
Prve nacrte elise izradio je [[Leonardo da Vinci]] mada neki tragovi upotrebe vode do stare [[Kina|Kine]] gdje je elisa pokretala neka tadašnja plovila. Prvu rotirajuću elisu je na svoj [[parni stroj]] ugradio [[James Watt]]. U trećem stoljeću prije [[Krist]]a, [[Grčki]] filozof i prirodoslovac [[Arhimed]] konstruirao je pužni vijak (Arhimedov vijak) za prebacivanje vode s nižih na viši nivo u cilju navodnjavanja.
Line 17 ⟶ 10:
''Alberto Santos Dumont'' konstruirao je elisu prije Braće Wright. Primijenivši dotadašnja saznanja pri izradi brodskog vijka napravio je elisu s [[Čelik|čeličnom]] osovinom i [[aluminij]]skim kracima. Za dobivanje aerodinamičkog profila savijane su trake aluminija. Iako manje efikasna u usporedbi s elisom Braće Wright prvi put je za izradu korišten neki metal.
==Općenito==
[[Krilo]] svojom [[brzina|brzinom]] i [[Napadni kut krila|napadnim kutom]] kod [[zrakoplov]]a stvara korisnu silu, [[uzgon]]. Elisa kao i krilo stvara jednu vrstu uzgona, vučnu ili potisnu silu. Kod krila je ta korisna sila linearna brzina a kod elise kružna i linearna. Prilikom pretvaranja jedne vrste rada u drugi dolazi i do gubitaka:
::-trenje [[zrak]]a o krakove elise,
::-vrtloženje zraka, naročito intenzivno na krajevima elise,
::-odbacivanje zračne mase unazad,
::-otpor uslijed stišljivosti zraka do kojih dolazi pri velikim [[brzina]]ma na krajevima krakova elise).
Broj koji pokazuje koliki dio snage razvijene na [[Motor#Koljenasto vratilo|radilici]] motora elisa troši za progresivno gibanje aviona zove se koeficijent korisnog djelovanja (''KKD''). Prikazuje se u postocima kao odnos korisne snage elise i utrošene snage motora:
<small><math>KKD=\left ( \frac{Pe}{P} \cdot 100\right )</math></small> gdje je:
:::Pe -korisna snaga elise u KS
:::P -efektivna snaga motora u KS koju elisa dobiva od motora.
Kod najboljih elisa u najpovoljnijim uvjetima rada koeficijent korisnog djelovanja je od 85%. Prosječni koeficjent je 75-85%.
▲
Elisa treba ispuniti slijedeće uvjete:
::-razvija dovoljnu vučnu silu pri svim uvjetima leta,
::-ima što veći ''KKD'',
::-biti dovoljno čvrsta i izdržljiva.
Kako bi elisa odgovorila svim ovim uvjetima, mora imati odgovarajući promjer i oblik, mora biti pravilno odabrana prema zrakoplovu i motoru i mora biti izrađena od odgovarajućeg materijala. Oblik elise određuju glavne zahtjevi koje elisa mora ispuniti kao i uvjeti u kojima treba raditi kao što su:
::-potpuna simetričnost (aerodinamička i težinska),
::-krakovi elise moraju razvijati optimalnu vučnu silu, imajući najbolju aerodinamičku finesu,
::-centralni dio elise mora biti najotporniji.
[[Slika:DHC-8-402Q 1 propeller.JPG|thumb|200px|right|Šesterokraka elisa]]
[[Slika:Helice HS 54H60-77.JPG|thumb|200px|right|Elisa za velike brzine]]
Kako bi se između spomenutih zahtjeva, koji su često u suprotnosti, našlo srednje rješenje konstruktori biraju između elisa različitih veličina i broja krakova. Postoje elise s dva, tri, četiri i više krakova. a njihov izbor ovisi prvenstveno o namjeni zrakoplova. Elise za velike brzine imaju veće tetive, kako bi se najveći dio površine kraka koncentrirao na što manjoj vrijednosti promjera. Pošto se maksimalni dio vučne sile stvara na vanjskom dijelu kraka (na oko 75%), elise za velike brzine su karakteristične po tome što su im krakovi konstantne širine i s odsječenim krajevima. Također, i sa strijelastim krakovima elise mogu se dobiti veće vrijednosti kritičnog, Machovog broja. Krak elise za male brzine je vitak, sa zaobljenim krajevima.
Brzine zrakoplova kojeg pokreće motor s elisom biti će uvijek u podzvučnom području.
==Podjela==
▲[[Slika:Propeller3.JPG|thumb|200px|right|Elisa promjenjivog koraka]]
Elise zrakoplova dijele se na:
▲
::'''Elise s podešavajućim korakom''' -elise kod kojih se konstruktivni kut krakova elise može mijenjati na zemlji dok motor ne radi.
::'''Elise s dvojnim korakom''' –elise kod kojih se krakovi tijekom leta mogu postaviti u dva položaja s čime se ostvaruju dva konstruktivna kuta(dva geometrijska koraka). Mali korak se koristi za uzlijetanje i male brzine, a veliki korak za velike brzine leta.
▲::'''Elise
==Osobine==
=== Geometrijske karakteristike elise ===
U usporedbi elise i krila nalaze se mnoge sličnosti.Po obliku i profilu elisa se neznatno razlikuje od krila. Krilo stvara uzgon svojom brzinom i napadnim kutom, te zrakoplov drži u zraku. I elisa stvara svojom brzinom i napadnim kutem jednu vrstu uzgona, vučnu silu, koja osigurava progresivan let. Kod krila je spomenuta brzina linearna a kod elise kružna i linearna.
=== Promjer elise ===
Promjer najviše ovisi o snazi motora, uzajamnog odnosa veličine potrebne vučne sile, broja okretaja elise, broja krakova, donosno namjene zrakoplova. Minimalna udaljenost vrha kraka elise od tla kada se zrakoplov nalazi u horizontalnom položaju je 30 cm. Promjer elise kreće se od 1,5 do 5 metara.
===Ravnina okretanja elise===
Krakovi elise okreću se oko osovine i postavljeni su jedan u odnosu na druge, ovisno o njihovom broju, ravnomjerno pod određenim kutem. Krakovi elise se okreću u zamišljenoj ravnini okretanja.
''Lokalni konstruktivni nagibni kut'' kraka elise je kut između tetive elementa kraka i ravnine obrtanja. On je kod elise nepromjenljivog koraka stalna veličina, a određuje ga konstruktor prema postavljenim uvjetima za određenu elisu, ovisno od toga za kojou se brzinu aviona želi najveći koeficijent korisnog djelovanja elise (KKD). Kod elise promjenljivog koraka, konstruktivni kut elise se mijenja ovisno od režima leta.
''Napadni kut elementa kraka elise'' je kut, koji tetiva elementa kraka zaklapa s pravcem nailazećih zračnih strujnica.
==Korak elise==
[[Slika:Propellors of an ATR-72 in flight.JPG|thumb|200px|left|Elisa tijekom leta]]
Kod svake elise razlikuju se dva koraka:
=== Teorijski (geometrijski) ===
Teorijski korak elise je put koji elisa prođe u nekoj otpornoj sredini, pri okretaju od 360°. Ako se elisa na dnu nekog valjka napunjenog pijeskom okrene 360°, ona će zahvaljujući konstruktivnim kutovima elemenata krakova, prijeći određen put, zapravo podići će se na određenu visinu. U stvari Krakovi elise, sjekući pijesak u valjku, za sobom,su ostavili izvjesnu prazninu. Kada bi se ta praznina ispunila s nekim materijalom, dobila bi se površina koja ima oblik vijka. Taj vijak bi pri uvrtanju u čvrstu masu, za svaki okretaj napravio put jednak teorijskom koraku elise.
Ako se promatra valjak u kome su krakovi elise napravili put od 360°, površina bi prikazivala pravokutni trokut, kod kojega je osnovica jednaka obujmu valjka, kateta je teorijski korak a hipotenuza put elementa kraka elise. Kut između osnovice i hipotenuze je konstruktivni kut.
Teorijski korak elise određen je konstruktivnim kutom elementa kraka elise, a postavlja se prema željenim uvjetima kojima elisa mora udovoljiti.
=== Stvarni (aerodinamički) ===
Stvarni (aerodinamički korak elise je put koji elisa prijeđe u letu u okretaju za 360°. Veličina nije stalna, proporcionalno ovisi o brzini zrakoplova a obrnuto proporcionalno broju okretaja motora.
{{Wikiknjige|Knjiga pojmova u zrakoplovstvu/P/Elisa}}
| |||