Советский написал(а):чем Х-образный хвостовой винт лучше традиционного
Кроме того, выпускают вертолёты, например Ми-28, с так называемым Х-образным, четырехлопастным рулевым винтом, лопасти которого имеют различные взаимные углы установки на втулке (наподобие буквы X). Винт такого типа обладает преимуществами перед обычным (с равномерным азимутальным распределением лопастей) по уровню шума и уменьшению неблагоприятного воздействия на лопасти концевых вихревых шнуров, генерируемых соседними лопастями.
Х-образный рулевой винт образован двумя двухлопастными винтами, лопасти которых установлены под углами 45 и 135°. Такая схема позволяет существенно снизить уровень шума и уменьшить, таким образом, заметность вертолета в акустическом диапазоне.
Недостатки данной схемы:
рулевой винт отбирает часть мощности двигателя (до 10 %) и вместе с тем не даёт ни подъёмной силы, ни тяги, направленной вперёд;
воздушный поток от несущего винта ухудшает характеристики рулевого винта, вследствие этого рулевой винт стараются размещать как можно выше на хвостовой балке;
рулевой винт является весьма уязвимым при полетах вблизи земли;
рулевой винт, так же как и несущий, может попадать в опасный режим вихревого кольца, что ограничивает возможности маневрирования.
В процессе спора о том какой вертолет лучше Ка-50 или Ми-28, дискуссия перекинулось в сообщество ru_aviation. А уже там, речь зашла о Х-образном винте, мол для чего такая конструкция была сделана и что она дает. Мнений было много. Мнения были разные, а вот понимания как я понял нет.
В этом посте я попытаюсь объяснить для чего все это нужно.
далее
Для того чтобы понять как работает Х-образный винт, прежде всего нужно ввести некоторые понятия:
1. Тяга винта зависит от диаметра. Диаметр, для рулевого винта, по геометрическим увеличивать сложно. К тому же при увеличении диаметра неизбежно возростает окружная скорость, что может привести к срыву потока на законцовках лопастей (на околозвуковых скоростях).
2. Коэффициент заполнения- это математическое отношение площади круга ометаемого винтом, к суммарной площади лопастей в плане. Очевидно, что чем больше коэффициент заполнения тем больше тяга винта. Коэффициент заполнение можно увеличить следующими способами: увеличение хорды лопасти; увеличение количества лопастей. Изменять хорду в широких пределах неполучится, слишком много связанных величин.
3. Индуктивное влияние. Легко понять что за вращающейся лопастью неизбежно остается след, как кильватерный след за кораблем, воздушные потоки которые нарушают картину оптекания лопасти идущей следом, снижая КПД винта. Следовательно идельный винт вообще должен быть однолопастным. Кстати говоря лопасная теория расчета НВ, расматривает каждую лопасть по отдельности. Реализовать однолопастный винт сложно, хотя для рулевых винтов такие конструкции были в прошлом.
Таким образом, чтобы повысить тягу винта, мы должны повысить коэффициент заполнения. Доступный способ только один- увеличить количество лопастей, но увеличивая количество лопастей мы снижаем КПД винта. Т.е. нам нужно минимизировать индуктивное влиение. Поэтому мы разносим лопасти попарно в разные плоскости и выбирает оптимальный угол между двумя двухлопастными винтами. Получается Х-образный винт.
Что происходит с шумом? Шум конечно снижается, потому что снижается индуктивное влияние, но это полезный "побочный эффект". В действительности, при проектировании Х-образного винта думали больше о тяге и КПД.