Ятаганный винт — это тип воздушного винта , который имеет изогнутые лопасти с увеличивающейся стреловидностью по передней кромке. Их название происходит от их визуального сходства с изогнутыми лезвиями ятаганов . В начале 1900-х годов, как установил французский изобретатель воздухоплавания Люсьен Шовьер и его коммерческий успех благодаря конструкции винта Integrale в форме ятагана, [1] они были сделаны из ламинированной древесины. Сочетание легкого веса и эффективной аэродинамики приводит к увеличению мощности и снижению шума. [ нужна цитата ]
Все гребные винты теряют эффективность на высоких скоростях вращения из-за эффекта, известного как волновое сопротивление , которое возникает, когда профиль крыла приближается к сверхзвуковой скорости. Эта мощная форма сопротивления снижает эффективность воздушного винта на высокой скорости вращения, что, в свою очередь, снижает передачу мощности от двигателя самолета. [2] В случае с воздушным винтом этот эффект может произойти, когда пропеллер вращается достаточно быстро, чтобы кончики лопастей приближались к скорости звука, даже если сам самолет не движется вперед. Волновое сопротивление возникает и при высоких линейных скоростях самолета. [2] В соответствии с теми же принципами, которые регулируют стреловидность крыльев высокоскоростных самолетов, лопасти винта могут быть смещены назад, чтобы уменьшить волновое сопротивление, что позволяет им оставаться эффективными при более высоких скоростях вращения. Поскольку внутренняя часть гребного винта имеет более низкую скорость вращения относительно законцовки, лопасть становится все более стреловидной от ступицы гребного винта к законцовке, что приводит к ее характерной форме.
В 1940-х годах NACA начала исследования стреловидных винтов для использования в высокоскоростных винтовых самолетах. [3] Современное использование ятаганских винтов сосредоточено вокруг турбовинтовых и винтовентиляторных двигателей. Поскольку эти формы двигательной установки способны приводить в движение воздушный винт с трансзвуковой или сверхзвуковой скоростью вращения, а также развивать самолет до столь же высоких скоростей, снижение волнового сопротивления является важным фактором в достижении высокой аэродинамической эффективности. Как и в современных гребных винтах с прямыми лопастями, в ятаганских гребных винтах часто используются легкие материалы для дальнейшего повышения эффективности.
Винтовые двигатели были призваны обеспечить значительное улучшение топливной экономичности по сравнению с современными турбовентиляторными двигателями, и в этом они преуспели. В статических и воздушных испытаниях модифицированного DC-9 винтовые вентиляторы показали улучшение на 30%. [ нужна цитата ] За эту эффективность приходится платить, поскольку одной из основных проблем винтового вентилятора является шум , особенно в эпоху, когда самолеты должны соответствовать все более строгим требованиям EASA и FAA по шуму для сертификации. Винтовые вентиляторы часто имеют ятаганские лопасти, поскольку они обычно работают на высоких скоростях вращения.