Vrtule

Z Multimediaexpo.cz

Čtyřlistá vrtule letounu P-3 Orion

Vrtule je technické zařízení, které umožňuje přeměňovat energii rotačního pohybu na tah nebo naopak tah na rotační pohyb.

Je používána pro pohon letadel, vzducholodí a některých jiných strojů nebo naopak pro zužitkování větrné energie.

Při rotaci vrtule ve vzduchu působí na každou část listu vrtule aerodynamická síla, podobně jako na křídle. Každá část listu se pohybuje stejnou úhlovou rychlostí, ale díky rozdílné vzdálenosti od osy otáčení poloměru jinou obvodovou rychlostí. Proto je list zkroucen tak, aby součin obvodové rychlosti a součinitele vztlaku a tím i rozložení vztlaku po délce listu bylo stálé (tzn. směrem ke konci listu klesá úhel nastavení a mění se i profil listu).

Vrtule může mít různý počet listů. Existují i speciální vrtule pro rychlostní modely letadel s jedním listem. Nejjednodušší a nejstarší vrtule byly vybroušené z jednoho bloku dřeva slepeného z několika vrstev, nejmodernější vrtule mají několik listů z kovu nebo kompozitu, které jsou namontovány do hlavy vrtule obsahující mechanismus jejich natáčení a opatřené aerodynamickým krytem. Vrtule může být připevněna přímo na klikovou hřídel motoru, nebo být připojena přes reduktor.

Obsah

Rozdělení vrtulí

Vrtule dělí na:

  • pevné – mají listy nastaveny na pevný úhel nastavení, který je optimální pouze pro jeden režim letu, při kterém vrtule pracuje s nejvyšší účinností.
  • stavitelné – používají se pro motory vyšším výkonem; jsou schopny měnit úhel nastavení listů podle provozního režimu. Celková účinnost vrtule se tak výrazně zvyšuje.
    • na zemi stavitelné – listy se nastaví do polohy odpovídající předpokádanému režimu letu ještě na zemi; za letu se chová jako vrtule pevná.
    • stavitelné za letu – jsou stavěny různými silovými systémy (mechanické, elektrické, hydraulické); listy těchto vrtulí lze nastavit automaticky nebo zásahem pilota.

Ve 30. letech 20. století se v Německu objevilo i experimentální kolejové vozidlo poháněné vrtulí. Lidově se mu říkalo Kolejový zepelín. Existují i saně poháněné tlačnou vrtulí.

Jako vrtule se někdy v literatuře označuje i lodní šroub.

Vrtule stálých otáček

Je žádoucí zajistit aby vrtule pracovala při optimálních otáčkách pro daný režim letu a použitý motor. Úhel náběhu listu vrtule závisí na rychlosti letu a otáčkách vrtule. S rostoucí rychlostí letu se snižuje úhel náběhu a to tím více čím nižší jsou otáčky.

Příklad: pokud pilot převede letadlo s klasickou vrtulí do klesání, zvýší se rychlost letu, klesne úhel náběhu listu a tím i jeho odpor a při stejném režimu motoru budou stoupat otáčky. Pokud je chce snížit, musí buď zastavit klesání, nebo zmenšit plnící tlak. Takovou vrtuli musí pilot stále sledovat a "hrkat s plynem".

Vrtule stálých otáček je opatřená regulátorem otáček , který na změnu otáček reaguje automatickým přestavením listů tak, aby "moment odporu vrtule" a kroutící moment motoru byly neustále v rovnováze. Pilot potom zvolí plnící tlak a tím režim práce motoru, a požadované otáčky a ani o motor, ani o vrtuli se pak nemusí starat.

Zástupcem je např. vrtule V-500A použitá na letounech řady Z-42/43.

Autonomní vrtule

Je to vrtule stálých otáček, která si sama nastavuje optimální otáčky v závislosti na rychlosti letu.

Příkladem je vrtule V-503 použitá např. letounu Z-226. Vrtule má v přední části klobouk opatřený křidélky který se vůči zbytku vrtule může jednak otáčet (kolem osy otáčení vrtule) a jednak posunovat dozadu. Za letu se díky křidélkům obtékaným vzduchem otáčí jinak než zbytek vrtule, tento pohyb pohání olejové čerpadlo v hlavě vrtule. "Nápor vzduchu" úměrný rychlosti posouvá klobouk tlačí klobouk proti pružině dozadu a tímto posuvným pohybem je ovládán regulátor otáček, umístěný také v hlavě.

Související články


Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Vrtule“