БИБЛИОТЕКА
!
Вход

главная страница

новости проекта
опросы
соревнования

авиамодели
воздушные змеи
ла
библиотека

гостевая
раздел авиационной литературы

Технология изготовления деревянных винтов

Журнал "Моделист-Конструктор"

Статья из журнала Моделист-Конструктор №1 за 1974 год.
Scan: Петрович.



Аэросани, аэроглиссеры, всевозможные аппараты на воздушной подушке, акранопланы, микросамолеты и микроавтожиры, различные вентиляторные установки и другие машины не могут действовать без воздушного винта (пропеллера).

Поэтому каждый энтузиаст технического творчества, задумавший построить одну из перечисленных машин, должен научиться изготовлять хорошие воздушные винты. А поскольку в любительских условиях их проще всего делать из дерева, речь пойдет только о деревянных пропеллерах.

Однако следует учесть, что по деревянному (если он окажется удачным) можно изготовить совершенно аналогичные винты из стеклопластика (методом формования в матрицу) или металла (отливкой).

Наибольшее распространение благодаря своей доступности получили двухлопастные винты из целого куска древесины (рис. 1).

Трех- и четырехлопастные воздушные винты сложнее в изготовлении.

..
Рис. 1. Двухлопастные деревянные винты из целого куска дерева: 1 — лопасть, 2 — ступица, 3 — фланец передний, 4 — гайки шпилек ступицы, 5 — корончатая гайка носка вала, 6 — вал, 7 — фланец задний, 8 — шпильки.

ВЫБОР МАТЕРИАЛА

Из какого дерева лучше всего сделать винт? Такой вопрос часто задают читатели. Отвечаем: выбор дерева прежде всего зависит от назначения и размеров винта.

Винты, предназначенные для двигателей большей мощности (порядка 15-30 л. с.), также можно изготовлять из монолитных брусков твердой породы, но требования к качеству древесины в этом случае повышаются. При выборе заготовки следует обращать внимание на расположение годичных колец в толще бруска (оно хорошо просматривается по торцу, рис. 2-А), отдавая предпочтение брускам с горизонтальным или наклонным расположением слоев, выпиленным из той части ствола, которая ближе к коре. Естественно, что заготовка не должна иметь сучков, кривослоя и других пороков.

Если подходящего по качеству монолитного бруска найти не удалось, придется склеить заготовку из нескольких более тонких дощечек, толщиной 12-15 мм каждая. Такой способ изготовления винтов был широко распространен на заре развития авиации, и его можно назвать «классическим». По соображениям прочности рекомендуется применять дощечки из древесины разных пород (например, береза и красное дерево, береза и красный бук, береза и ясень), имеющие взаимно пересекающиеся слои (рис. 2-Б). Винты, изготовленные из клееных заготовок, после окончательной обработки имеют очень красивый внешний вид.

..
Рис. 2. Заготовки воздушного винта: А — из целого куска дерева: 1 — заболонная часть ствола, 2 — расположение заготовки; Б — заготовка, склеенная из нескольких дощечек в прямоугольный пакет: 1 — красное дерево или красный бук; 2 — береза или клен.

Некоторые опытные специалисты клеят заготовки из многослойной авиафанеры марки БС-1, толщиной 10-12 мм, собирая из нее пакет нужных размеров. Однако рекомендовать этот способ широкому кругу любителей мы не можем: слои шпона, расположенные поперек винта, при обработке могут образовать трудноустранимые неровности и ухудшить качество изделия. Концы лопастей винтов, изготовленных из фанеры, получаются весьма хрупкими. Кроме того, у высокооборотного винта в корне лопастей действует очень большая центробежная сила, доходящая в некоторых случаях до тонны и более, а в фанере поперечные слои на разрыв не работают. Поэтому фанеру можно применять только после расчета площади корневого сечения лопасти (1 см2 фанеры выдерживает на разрыв около 100 кг, а 1 см2 сосны — 320 кг.) Винты приходится утолщать, а это ухудшает аэродинамическое качество.

В ряде случаев ребро атаки воздушного винта закрывают полоской тонкой латуни, так называемой оковкой. Она крепится к кромке мелкими шурупами, головки которых после зачистки опаиваются оловом, чтобы предотвратить самоотворачивание.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

По чертежу воздушного винта прежде всего необходимо изготовить металлические или фанерные шаблоны — один шаблон вида сверху (рис. 3-А), один шаблон вида сбоку и двенадцать шаблонов профиля лопасти, которые будут нужны для проверки винта на стапеле.

Заготовку винта (брусок) нужно тщательно отфуговать, соблюдая размер со всех четырех сторон. Затем наносят осевые линии, контуры шаблона вида сбоку (рис. 3-Б) и удаляют лишнюю древесину, сначала маленьким топором, потом рубанком и рашпилем. Следующая операция — обработка по контуру вида сверху. Наложив шаблон лопасти на заготовку (рис. 3-В) и укрепив его временно гвоздиком по центру втулки, обводят шаблон карандашом. Затем поворачивают шаблон строго на 180° и обводят вторую лопасть. Лишняя древесина удаляется на ленточной пиле, если ее нет — ручной выкружной мелкозубой пилой. Эта работа должна быть выполнена очень точно, поэтому торопиться не следует.

Изделие приобрело очертания винта (рис. 3-Г). Теперь начинается самая ответственная часть работы — придание лопастям нужного аэродинамического профиля. При этом следует помнить, что одна сторона лопасти плоская, другая выпуклая.

Главный инструмент для придания лопастям нужного профиля — остро отточенный, хорошо, присаженный топор. Это отнюдь не значит, что выполняемая работа — «топорная»: топором можно делать чудеса Достаточно вспомнить знаменитые Кижи!

Древесину удаляют последовательно и не спеша, сначала делая мелкие короткие натесы во избежание отщепления по слою (рис. 3-Г). Полезно иметь также небольшой двухручный стружок. На рисунке показано, как можно ускорить и облегчить работу по обтесыванию профильной части лопасти, сделав несколько пропилов мелкозубой ножовкой. Выполняя эту операцию, надо быть очень осторожным и не пропилить глубже, чем требуется.

..
Рис. 3. Последовательность изготовления винта: А — шаблоны (вид сверху и вид сбоку); Б — разметка бруска-заготовки по шаблону вида сбоку; В — разметка заготовки по шаблону вида сверху; Г — заготовка после обработки по шаблонам; Д — обработка лопастей по профилю (нижняя, плоская часть); Е — обработка верхней, выпуклой части лопасти.

После грубой обработки лопастей винт доводится до кондиции рубанками и рашпилями с проверкой в стапеле (рис. 4-А).

Для изготовления стапеля (рис. 4) надо найти доску, равную по длине винту и достаточно толстую для того, чтобы в ней можно было сделать поперечные пропилы глубиной 20 мм для установки шаблонов. Центральный стержень стапеля изготовляется из твердого дерева, его диаметр должен соответствовать диаметру отверстия в ступице винта. Стержень вклеивается строго перпендикулярно к поверхности стапеля. Надев на него винт, определяют количество древесины, которое предстоит удалить для соответствия лопасти шаблонам профиля. Выполняя эту работу в первый раз, нужно быть очень терпеливым и осторожным. Умение приобретается не сразу.

..
Рис. 4. Стапель и шаблоны профилей лопасти: А — установка шаблонов в стапель; Б — проверка обрабатываемой лопасти шаблонами и контршаблонами.

После того как нижняя (плоская) поверхность лопасти будет окончательно доведена по шаблонам,, начинается доводка верхней (выпуклой) поверхности. Проверка ведется с помощью контршаблонов, как показано на рисунке 4-Б. От тщательности выполнения этой операции зависит качество винта. Если неожиданно выяснится, что одна лопасть получилась немного тоньше другой — а это часто бывает у неопытных мастеров, — придется соответственно уменьшить толщину противоположной лопасти, в противном случае и весовая и аэродинамическая балансировки винта будут нарушены. Мелкие изъяны можно исправить наклейкой кусочков стеклоткани («заплаток») или подмазкой мелкими древесными опилками, замешенными на эпоксидной смоле (эту мастику в просторечии называют хлебом).

При зачистке поверхности деревянного винта следует учитывать направление волокон древесины; строгание, циклевку и ошкуривание можно вести только «по слою» во избежание задиров и образования шероховатых участков. В некоторых случаях, помимо цикли, хорошую помощь при отделке винта могут оказать стеклянные осколки.

Опытные столяры после ошкуривания натирают поверхность гладким, хорошо отполированным металлическим предметом, сильно нажимая на него. Этим они уплотняют поверхностный слой и «заглаживают» оставшиеся на нем мельчайшие царапины.

БАЛАНСИРОВКА

Изготовленный винт должен быть тщательно отбалансирован, то есть приведен в такое состояние, когда вес его лопастей совершенно одинаков. В противном случае при вращении винта возникает тряска, которая может повлечь за собой разрушение жизненно важных узлов всей машины.

На рисунке 5 изображено простейшее приспособление для балансировки винтов. Оно позволяет выполнить балансировку с точностью до 1 г — этого практически достаточно в любительских условиях.

Практика показала, что даже при очень тщательном изготовлении винта вес лопастей получается неодинаковым. Это происходит по разным причинам: иногда вследствие разного удельного веса комлевой и верхней частей бруска, из которого изготовлен винт, или разной плотности слоев, местной узловатости и т. п.

Как быть в этом случае? Подгонять лопасти по весу, сострагивая с более тяжелой какое-то количество древесины, нельзя. Надо утяжелять более легкую лопасть, вклепывая в нее кусочки свинца (рис. 6). Балансировку можно считать законченной, когда винт будет оставаться неподвижным в любом положении лопастей относительно балансировочного приспособления.

Не менее опасно биение винта. Схема проверки пропеллера на биение показана на рисунке 7. При вращении на оси каждая лопасть должна проходить на одинаковом расстоянии от контрольной плоскости или угла.


..
Рис. 5. Простейшее приспособление для проверки балансировки винта — с помощью двух тщательно выровненных досок и осевого вкладыша.

Рис. 6. Балансировка винта путем вклепывания кусочков свинца в более легкую лопасть: А — определение дисбаланса с помощью монет; Б — заделка кусочка свинца равного веса на равном плече (отверстие слегка раззенковать с обеих сторон); В — вид свинцового стержня после расклепки.

Рис. 7. Схема проверки винта на биение.

ОТДЕЛКА И ОКРАСКА ВИНТА

Готовый и тщательно отбалансированный винт должен быть окрашен или отлакирован для предохранения его от атмосферных воздействий, а также для защиты от горюче-смазочных материалов.

Для нанесения краски или лака лучше всего применять пульверизатор, работающий от компрессора при минимальном давлении в 3-4 атм. Это даст возможность получить ровное и плотное покрытие, недостижимое при кистевой окраске.

Лучшие краски — эпоксидные. Можно также применять глифталевые, нитро- и нитроглифталевые или появившиеся в последнее время алкидные покрытия. Они наносятся на предварительно загрунтованную, тщательно отшпаклеванную и ошкуренную поверхность. Обязательна междуслойная сушка, соответствующая той или иной краске.

Лучшее лаковое покрытие — так называемый «химотвердительный» паркетный лак. Он отлично держится и на чистом дереве, и на окрашенной поверхности, придавая ей нарядный вид и высокую механическую прочность.

Опубликовал:
загрузок 16919 (размещено 1 Января 1970)

версия для печати
Комментариев: 105

[1] [2] [3] [4] [5] [6]
41. Гость     (11 Май 2008, 21:56)
И мне пришлите, пожадуйста, Вашу программу расчета винта lcentrus Спасибо!
42. Гость     (23 Май 2008, 12:13)
Professor, буду очень признателен за вашу программу по по расчету винтов. Пожалуйста пришлите мне ее на Rotax2000 (at) yandex.ru. Большое Вам человеческое спасибо!
43. Гость Vgik     (3 Июня 2008, 13:14)
Присоединяюсь к предыдущим просителям! Скинте и мне тоже. Собираюсь делать новый винт на аэробот.
адрес: vgikirk
44. Гость Vgik     (3 Июня 2008, 13:16)
45. Гость     (5 Июня 2008, 16:16)
Уважаемые Professor и Гибрид ! буду благодарен за программу или помощь в расчете винта.strelok1305@mail.ru
46. Гость     (26 Июля 2008, 12:18)
Большое вам спасибо за предоставленую мне статью
47. Иосиф     (11 Августа 2008, 00:01)
Если не затруднительно, прошу программу на 0957
48. Анатолий     (21 Сентября 2008, 21:46)
Здравствуйте! Пришлите пожлст прогу для расчёта винта на Romanoff2008
49. Анатолий     (21 Сентября 2008, 21:47)
Заранее благодарен
50. Kochegar     (8 Октября 2008, 08:14)
В статье «Испытание лодки 2007» (Аэролодки) Ильдус Гильфанов из Северо-Енисейска www.gir1955...rassk9.html пишет внизу статьи:
Дарю самодельщикам свою новую программу расчета винта написанную в Excel
ПО СТАТЬЕ "ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ: КАК ЕГО РАСЧИТАТЬ?" М-К №11-12 1998 год
Автор методики: Б.КАЛЕГАНС
Желающие могут СКАЧАТЬ здесь...
Кстати, программа тут же вычерчивает все профили лопасти в натуральную величину с вычисленными установочными углами. Подсчитывает редукцию, подбирает нужный диаметр винта для вашего мотора и заданных скоростей, и т.д
Программа для толкающего винта. Для тянущего там все установочные углы надо делать на 1градус больше.
51. Гость     (25 Декабря 2008, 22:23)
здравствуйте! кризис ,полно свободного времени посоветуйте где найти чертежи катера на воздушной подушке и как выясняется даже на винт нужны расчёты
52. Kochegar     (3 Января 2009, 21:45)
http://kate...owforum=137
Здесь форум обсуждения СВП. Можно пообщаться там и по поводу чертежей.
53. Цветочек     (6 Января 2009, 12:24)
У меня есть двигатель 60л.с. хочу сделать аэросани, частота вращения 2500 об. мин. через редуктор, кто может ПОМОГИТЕ!!!! Мне нужен расчет винта!
54. Цветочек     (6 Января 2009, 12:26)
забыла написать мой адрес:
sv-toloknova пишите
55. Kochegar     (7 Января 2009, 00:37)
Цветочек, допустим ты дама, и будешь первой леди в мире, построившей а\сани. В п.51 открывай ссылку, скачивай прогу по расчёту винта. Подставляй туда свои цифры и получишь долгожданный расчёт винта. А дальше дело за малым: немного плотницко-слесарно-токарно-сварочных работ и всё готово...
56. Вова     (11 Января 2009, 18:46)
Мужики помоготе с расчетом винта на Арго-02, двигатель 28л/с, масса взлета 235(это максималка) vovanecz --мыло
57. Kochegar     (11 Января 2009, 23:01)
http://www....abb/YaBB.pl - на этом форуме люди строят самодельные самолёты и винты. Зарегись там и поспрашивай. Для всякого расчёта винта надо знать с самого начала: макс. мощность мотора; его макс обороты коленвала в мин; крейсер. скор с-та, диаметр винта; направление вращение винта. Если будет шестеренчаты редуктор, то винт будет вращаться в противопол сторону от коленвала.
58. Гость stary     (23 Января 2009, 07:42)
Я бы тоже попытал эту прогу для винта помогите зарание спасибо .stary77
59. Гость     (23 Января 2009, 23:43)
Ну, дык, скачивай прогу. Тут же она http://www....rassk9.html
Подставляй в неё данные своего мотора, нажимай на слово "Расчитать" внизу слева в программе. Прога выдаст тебе данные по коэфицинту редукции и макс. обороты твоего винта. А нажмёшь на радиусы увидишь картинки с профилями твоей лопасти и углами.
60. Гостьанатолий     (12 Февраля 2009, 04:10)
у меня матор от нивы 21213 мощ 80 лс винт 3 лап 175 мм какое сооттношение по шкивам должно быть
[1] [2] [3] [4] [5] [6]
Охраняется законом об авторском праве. При использовании материалов ссылка на источник обязательна.