Pervanelerin itki üretimi hakkında bir fikriniz olabilir, ama tam olarak nasıl oluyor? Cevap nispeten basit ve her şey liftin nasıl oluşturulduğuna ve yönlendirildiğine geri dönüyor.
Pervanelerin itki üretimi NASA’nın sözleriyle şu şekildedir: “Dönen bir pervane, önündeki serbest akımdan daha düşük bir basınç oluşturur ve arkasındaki serbest akıştan daha yüksek bir basınç oluşturur. Diskin aşağısında, basınç serbest akış koşullarına dönüşür. Ancak çıkıştaki hava hızı, pervane hava akışı üzerinde thrust (itki) ürettiği için serbest akıştan daha büyüktür. Bernoulli denklemini pervanenin önünde ve pervanenin arkasındaki havaya uygulayabiliriz. ”
Uçaklar hakkında temel düzeydeki bilgileri şu makalemden okuyarak bu metni daha kolay anlayabilirsiniz: Uçakların Terminolojisi.
Pervane Twist Açısı
Pervaneler, kanatlara benzer şekilde şekillendirilmiş bir airfoilden oluşur. Fakat dikey yönde lift üretmek yerine, pervaneler thrust olarak adlandırdığımız ileri bir yönde lift üretirler. (Aşağıda bunu daha derin bir şekilde inceleyeceğiz.)
Tıpkı kanatlar gibi, pervanelerin önde ve arkada kenarlarına ek olarak camber ve chord çizgileri vardır. Bir pervaneye yakından bakarsanız, twist angle (bükülme açısının) kökten uca değiştiğini de farkedeceksiniz.
Pervane krank mili etrafında döndüğünde, pervane kanatlarının hızı ucunda en yüksek ve kökünde en yavaştır. Tam bir dönüş sırasında, bıçağın ucu aynı zamanda bıçağın kökünden daha fazla mesafe kat etmelidir. Bu nedenle bıçak açısı kökte en büyük ve uçta en küçüktür. Bıçağı “bükerek” tüm pervane bıçağında nispeten eşit bir angle of attack elde edersiniz.
Twist angle pervane boyunca tekdüze olsaydı, thrust ve basınç, kökten uca geniş varyasyonlar gösterebilirdi. Kökte negatif bir angle of attack ve uçta blade stall olabilirdi. Değişik bıçak açısının, bıçak boyunca geniş bir angle of attack ve basınç farklılıklarını önlemek için bu kadar önemli bir rol oynamasının nedeni budur.
Pervaneler Basınç Farkını Nasıl Oluşturur?
Pervanenin amacı basitçe, motorun beygir gücünü thrusta dönüştürmektir. Tıpkı kanatlar gibi, pervaneler kavisli yüzeylerin üzerindeki hava akışını da hızlandırır. Havanın yüksek hızı, pervanenin önünde daha düşük bir statik basınca yol açarak, kanat profilini öne doğru çeker.
Peki İvme Nasıl Değişir?
Bir uçağı hızlandırmak için, thrustın dragdan daha büyük olması gerekir. Motor gücü ve pervane devirlerini (RPM) artırarak, bıçaklar boyunca hava giderek hızlandırılır ve uçağı öne doğru çekerek daha güçlü bir basınç farkı oluşturulur. Bu, uçağı hızlandırır, ancak motorun itme kuvveti ile sınırlıdır. L / D max’dan daha hızlı uçtuğunuzda, artan parasite dragı telafi etmek için daha fazla güç gerekir. Hızlandıkça drag da artar. Bu nedenle, hızlanma için daha yüksek hava hızlarında daha fazla güç gerekir.
Pervane verimliliği de hızlanmada büyük rol oynar. % 80 verimlilik noktasında, ileri atalet hızındaki herhangi bir artış, sabit pervanelerin verimliliğinde bir kayıpla sonuçlanır. Yüksek hava hızlarında bu verim eksikliği de mevcut itmeyi azaltır.
Pervane Çapı
İdeal bir dünyada, değişen çaplı bir pervane, düşük hava hızları için büyük bir çap ve yüksek hava hızları için daha küçük bir çap ile en verimli olurdu. Yapısal, kontrol ve ağırlık sorunları nedeniyle değişken çaplı pervaneler pratik değildir. Bunun yerine, çoğu pervanenin çapı, yavaş ve hızlı hava hızı hareketi arasında “happy-medium” bir açı oluşturacak şekilde boyutlandırılır.
Sonuç
Pervaneler, havayı hızlandırarak ve pervanenin önünde düşük basınç farkı oluşturarak motor beygir gücünü thrusta dönüştürürler. Hava doğal olarak yüksek basınçtan alçak basınca doğru hareket ettiğinden, pervane dönerken, ileriye doğru çekilirsiniz.
Kaynak: