Почему на Cessna 172S Skyhawk используется только двухлопастный винт с фиксированным шагом?

Конечно, он получил бы больше тяги от трехлопастного винта с изменяемым шагом. Из того, что я читал, все дело в охватываемой области, а также должно быть достаточно далеко друг от друга, чтобы не создавать слишком много помех. Кроме того, наличие винта с постоянной скоростью позволило бы расширить диапазон оптимальной работы.

Ответы (4)

Вы не ошиблись, но у двухлопастного винта с фиксированным шагом есть довольно большое преимущество: он дешевый . Дешево купить, дешево установить, дешево обслуживать, дешево ремонтировать. 172-е в основном являются учебно-тренировочными во флотах FBO, и дешевизна — это победитель. Эффективность лучшей опоры теряется, когда вы просто выполняете шаблонную работу и короткие кроссы.

Кроме того, когда вы не лазите, двухлопастный винт на самом деле будет более эффективным, а не менее, поскольку он создает меньшее сопротивление. Согласно связанному часто задаваемым вопросам Hartzell:

В зависимости от комбинации [мощности двигателя, рабочих оборотов гребного винта, ограничений по диаметру, требований к конструкции и т. д.] 2-лопастной гребной винт может быть наиболее эффективным, но по мере увеличения мощности обычно требуются дополнительные лопасти для эффективного использования увеличенной мощности.

Это означает, что на 160-сильном двигателе, таком как 172-й, вы не увидите особо ощутимых преимуществ от увеличения количества лопастей. С другой стороны, переход к пропеллеру с постоянной скоростью даст вам большее использование мощности во всем полетном диапазоне.

Например...

Отремонтированный 2-лопастной винт McCauley с фиксированным шагом, который подходит для Cessna 172, стоит на ebay 2100 долларов . У него нет движущихся частей (я имею в виду, кроме самого себя ), и его относительно легко сбалансировать.

(Не отремонтированный?) 3-лопастной винт с постоянной скоростью Hartzell от Piper PA-46-350 Malibu Mirage стоит 15 000 долларов на ebay без журналов , что обычно является плохим знаком. Это не прямое сравнение, скажем, с опорой на C182, но, вероятно, оно примерное. Его сложнее сбалансировать, и требуется больше обслуживания, чтобы убедиться, что механизм постоянной скорости работает нормально.

Я смог найти цены только на ebay, что не является самым научным сравнением, но это только начало.

Вы делаете очень важное замечание, сэр. Из того, что вы говорите, цена и репутация C172 как тренировочного самолета являются главными факторами, объясняющими, почему он не является винтом с постоянной скоростью. Что имеет много смысла сейчас, когда я думаю об этом. Ваше здоровье
@egid: опора с постоянной скоростью значительно увеличила бы вес двигателя, который (в данном случае) оснащен двигателем мощностью 160 лошадиных сил. Вес находится максимально далеко вперед. Это создает проблемы с весом и балансом для типичной тренировочной нагрузки двух взрослых впереди в качестве единственных пассажиров. Дополнительная мощность, которой может достичь винт с постоянной скоростью, просто не стоит затрат, сложности и ограничений W&B. Глядя на существующий парк, винты с постоянной скоростью не стали обычным явлением до двигателя 0-360 и больше.
@SkipMiller, это, безусловно, хороший момент. Но это не то, о чем спрашивал ОП, поэтому я не поднимал этот вопрос!

Я не могу улучшить ответ @egid по эффективности или стоимости, но еще один момент, касающийся единиц с постоянной скоростью, связан с тем, что 172-е в основном являются тренировочными: винты с фиксированным шагом легче летать.

Мои первые несколько уроков на трассе были достаточно заняты, чтобы правильно выполнить задания высоты, позиционирования, радиосвязи и проверки. Когда несколько лет спустя я тренировался на разнице для переменного шага, я внезапно снова стал занят, просто пытаясь вспомнить, какие настройки RPM и MP я должен был использовать на каждом этапе (обычно 5 различных комбинаций на круг).

По общему признанию, это не намного сложнее, но просто иметь одно измерение (черная ручка газа движется вперед для большей мощности или назад для меньшей мощности) было легче для моего и без того перегруженного студенческого мозга, чем двухмерная настройка с переменным шагом (черная ручка для уменьшения мощности). мощность, синий для оборотов; синий идет вперед, когда вы хотите увеличить мощность (взлет) и когда вы уменьшаете мощность (короткий финал, если вам нужно уйти на второй круг)).

При заданной лошадиной силе две лопасти более эффективны, чем три, три — больше, чем четыре, и так далее.

Есть несколько причин иметь более двух лопастей:
- двигатель вырабатывает такую ​​большую мощность, что винт с двумя лопастями должен быть такой длины, чтобы он касался земли.
- двигатель вырабатывает такую ​​мощность, что двухлопастный винт должен быть такой длины, чтобы скорость концов лопастей превышала скорость звука.
-применение самолета требует разгона и скороподъемности сверх максимальной скорости. Больше лопастей для данной мощности означает меньшую максимальную скорость, но лучшее ускорение при взлете и скороподъемность.
- в случае Bonanza с V-образным хвостом дополнительный вес трех лопастей перемещает ЦТ вперед, облегчая погрузку.

Самая эффективная опора для данного хп - одиночный клинок (он существует). Много примеров в картинках Google.

Стоимость и аспект производства/обслуживания являются другими соображениями, и они были рассмотрены в других ответах.

Это не гипотетический вопрос, поскольку Cessna производила версии модели 172 с винтами постоянной скорости. К ним относятся:

  • FR172, также известная как «Реймсская ракета», производилась во Франции с конца 1960-х до середины 1970-х годов.
  • R172K Hawk XP производился во Франции и США с 1977 по 1981 год.
  • Cessna Cutlass 172RG выпускался с 1980 по 1986 год.

Однако ни один из этих самолетов не пользовался особой популярностью у широкой публики. Распространено мнение, что даже с более мощными двигателями увеличение скорости и полезной нагрузки было слишком небольшим, чтобы оправдать дополнительные затраты и сложность.

Когда Cessna снова начала производить винтовые самолеты в 1996 году, они сосредоточились на своих самых популярных моделях, таких как стандартные Cessna 172 и 182.

Если вы хотели самолет со значительно лучшими характеристиками, чем у модели 172, вы должны были купить Cessna 182, самолет, который был очень популярен среди публики. Cessna 182T имеет 3-лопастной винт постоянной скорости.

Итак, отвечая на ваш вопрос, да, такого рода усовершенствования повысили бы и повысили производительность Cessna 172. Но они не были популярны и, следовательно, не стоили затраченных усилий.