До них відносяться: - характеристики по тязі,
- характеристики по потужності
- коефіцієнт корисної дії (К.П.Д.) гвинта.
Характеристика по тязі - це залежність тяги гвинта від швидкості польоту при заданому числі оборотів на заданій висоті (см.4.5 «Аеродинамічні сілилопасті і гвинта», рис.4.7).
Характеристика гвинта по потужності висловлює залежність тягової (ілірасполагаемой) потужності від швидкості польоту.
Повітряний гвинт, що обертається двигуном, розвиває тягу і долає лобове опір літака, літак рухається. Робота, вироблена силою тяги повітряного гвинта за 1 с при русі літака, називається тягової або корисною потужністю і є корисною роботою повітряного гвинта.
Тягова потужність повітряного гвинта визначається за формулою:
де Р - тяга, що розвивається повітряним гвинтом;
V - швидкість літака.
-При роботі повітряного гвинта, коли літак не рухається. тобто швидкість V = 0. розвивається максимальна тяга, але тягова потужність при цьому дорівнює нулю. так як швидкість руху дорівнює нулю. Гвинт не робить корисної роботи.
-Зі збільшенням швидкості польоту до деякої розрахункової величини тягова потужність збільшується і досягає максимального значення, а потім починає зменшуватися (див. Рис.4.9).
Рис.4.9 Зміна располагаемой потужності
в залежності від швидкості польоту
Таким чином, тягова потужність характеризує корисну роботу гвинта.
Корисна потужність гвинта менше ефективної потужності двигуна. витрачається на обертання гвинта. Це пояснюється тим, що ефективна потужність витрачається на подолання сил опору лопатей гвинта, а також на подолання втрат, зумовлених тертям, стисливість-стю і піддатливість повітря.
Втрати потужності від стисливості повітря мають особливе зна-чення, так як лопаті працюють при швидкостях, великих скоро-сті польоту. Втрати потужності від податливості повітря склади-вають з втрат на відкидання повітря уздовж осі гвинта і втрат на закручування струменя за гвинтом.
Потужність, що витрачається на обертання гвинта, визначається за формулою:
де - безрозмірний коефіцієнт потужності.
З формули видно, що потрібна потужність для обертання повітряного гвинта залежить від коефіцієнта потужності, швидкості і висоти польоту, оборотів і діаметра повітряного гвинта.
-Зі збільшенням швидкості польоту зменшуються кути атаки елементів лопаті гвинта, кількість відкидається назад повітря і його швидкість. Тому зменшується і потрібна потужність на обертання повітряного гвинта.
-Зі збільшенням висоти польоту щільність повітря зменшується, тому потрібна на обертання потужність також зменшується.
Збільшення оборотів двигуна викликає збільшення сил опору лопатей повітряного гвинта, тому потрібна потужність на обертання повітряного гвинта збільшується.
Коефіцієнт корисної дії гвинта є важливою характеристикою силової установки, яка б показала, яка частина потужності двигуна, що йде на обертання гвинта, перетворюється в тягову потужність тобто в корисну роботу.
Як зазначено вище, корисна секундна робота або корисна тягова потужність гвинта nb буде менше потужності двигуна Ne. витраченої на обертання повітряного гвинта.
Ставлення корисною (тягової) потужності до ефективної потужності двигуна називається коефіцієнтом корисної дії (К.П.Д) повітряного гвинта:
де: N в - тягова потужність гвинта;
Nе - ефективна потужність двигуна.
Підставивши в формулу замість тяги Р її вираження з формули, а замість ефективної потужності. рівне їй значення потрібної потужності. отримаємо:
де: # 945; і # 946; - аеродинамічні коефіцієнти тяги і потужності відповідно;
- відносна хода гвинта: =.
Величина ККД повітряного гвинта залежить від тих же факторів, що і тягова потужність повітряного гвинта.
ККД завжди менше одиниці і досягає у кращих повітряних гвинтів величини 0,8. 0,9. Це означає, що 80-90% потужно-сті двигуна перетворюється в енергію руху літака. Іншу частину потужності двигуна складають втрати енер-гии. Особливо вони зростають при розвитку хвильового кризи на лопатях гвинта.
З метою збільшення ККД використовують швидкісні профілі лопатей, зменшують швидкості обте-Канія лопатей, застосовуючи гвинти малого діаметра з великим числом лопатей і редуктори, що знижують частоту обертання гвинта.
Ступінь редукції підбирається таким чином, щоб на номінальному режимі кінці лопатей обтічні дозвуковим потоком повітря.
Таким чином, від К.К.Д. гвинта залежить ефективність використання силової установки. Для підвищення К.П.Д. домагаються відповідності гвинта і двигуна на всіх швидкостях і висотах польоту.
При цьому для підтримки оптимального режиму роботи двигуна і гвинта необхідно забезпечити сталість розрахункових обертів гвинта в польоті. Для цього на сучасних гвинтах встановлюють поворотні лопаті, кути установки яких автоматично змінюються в польоті.
Такі гвинти називаються гвинтами змінюваного кроку (ВІШ) на відміну від гвинтів фіксованого кроку (ВФШ), у яких лопаті нерухомо закріплені у втулці.