También se puede ver en algunos programas de ciencia ficción, como el acelerador de nitrógeno
Un dispositivo utilizado para impulsar barcos hacia adelante. Hay dos tipos principales de hélices para barcos militares: hélices de hélice y hélices de chorro de agua.
Hélice de hélice, denominada hélice. La hélice está instalada en el eje de propulsión debajo de la línea de flotación en la popa del barco. El motor principal hace que el eje de propulsión gire juntos, succionando agua de la superficie de succión de la pala y descargándola de la superficie de descarga, utilizando la fuerza de reacción. del agua para empujar el barco hacia adelante. Las hélices se dividen en hélices de paso fijo y hélices de paso ajustable. ①Hélice de paso fijo. Consta de buje de hélice y palas de hélice. Generalmente hay de 3 a 4 palas de remo (ver Figura 1). La parte de la pala de la hélice cerca del cubo se llama raíz de la pala y el extremo exterior se llama punta de la pala. Cuando el automóvil está en marcha, el lado de adelante se llama borde de ataque y el lado de atrás se llama borde de salida. El lado del disco de la hélice que mira hacia la popa se llama superficie de descarga y el lado que mira hacia la proa se llama lado de succión. Se instala un conducto circular en el borde exterior de la hélice de paso fijo, que es una hélice de conducto. El conducto puede mejorar la eficiencia de propulsión de la hélice, pero el rendimiento de marcha atrás es deficiente. Las hélices de conducto se pueden dividir en tipos fijos y giratorios. La hélice de conducto fijo aumenta el diámetro de rotación del barco, mientras que la hélice de conducto giratorio puede mejorar el rendimiento de rotación del barco. ②Hélice de paso ajustable. El mecanismo de manivela en el cubo de la hélice hace que las palas de la hélice giren sin cambiar la velocidad de rotación y la dirección de funcionamiento del eje de propulsión, cambiar el ángulo de las palas puede cambiar la potencia de propulsión y la dirección de propulsión de la hélice. La hélice tiene una estructura simple, funcionamiento confiable y alta eficiencia. Es la hélice principal del barco. Las hélices de los barcos modernos adoptan en su mayoría formas estructurales como una gran relación de área de disco, una inclinación lateral moderada, un paso radialmente desigual y más palas para reducir la cavitación y la erosión que pueden ocurrir al trabajar en el campo de estelas desiguales en la popa, el ruido y el ruido. fuerza excitante excesiva. En algunas embarcaciones de alta velocidad se utilizan hélices de perfil aerodinámico supercavitantes. La hélice de aire utilizada para un barco de tráfico con colchón de aire totalmente acolchado es similar a una hélice de paso fijo y utiliza la fuerza de reacción del aire para impulsar el barco hacia adelante.
La hélice de chorro de agua consta de una bomba de agua, un tubo de succión de agua y un tubo de pulverización de agua (ver Figura 2). Al avanzar, la bomba de agua aspira agua de la tubería de succión de agua en el fondo del barco y la rocía desde la tubería de aspersión de agua a alta velocidad para obtener la fuerza de reacción del flujo de agua y empujar el barco hacia adelante. Al dar marcha atrás, coloque el cubo de marcha atrás instalado sobre la boca del tubo de pulverización de agua en el agua. Después de que el flujo de agua de alta velocidad entre en el cubo de marcha atrás, el agua lanzada hacia atrás se reflejará en el flujo de agua hacia adelante, haciendo que el barco. moverse sin cambiar la dirección de rotación del motor principal. El barco navegó hacia atrás. Las hélices de chorro de agua tienen buena eficiencia y maniobrabilidad de propulsión en aguas poco profundas, poco ruido y vibración, y son los dispositivos de propulsión más utilizados para embarcaciones en aguas poco profundas.
Figura 1 Diagrama esquemático de hélice de paso fijo
Figura 2 Diagrama esquemático de hélice de chorro de agua
Hélice vectorial
En sentido amplio , puede referirse a todos los propulsores con tecnología de vector de empuje, generalmente se refiere a propulsores que utilizan tecnología de vector de empuje en aviones en un sentido estricto. En resumen, la tecnología de vectorización de empuje es una tecnología que obtiene un par de control adicional al desviar la dirección del chorro del motor. Sabemos que el empuje que actúa sobre un avión es una cantidad con magnitud y dirección. Esta cantidad se llama vector. Sin embargo, en los aviones normales, el empuje se dirige hacia adelante a lo largo del eje del avión y la dirección no se puede cambiar. Por lo tanto, para enfatizar la dirección de empuje variable en esta tecnología, la llamamos tecnología de vector de empuje.
Para las aeronaves que no utilizan tecnología de vectorización de empuje, el flujo de chorro del motor coincide con el eje de la aeronave, y el empuje generado también es hacia adelante a lo largo del eje. El motor solo se utiliza para superar el empuje del avión. La resistencia recibida proporciona la potencia para que el avión acelere.
Las aeronaves que utilizan tecnología de vector de empuje utilizan el empuje generado por el motor para obtener un exceso de par de control a través de la desviación de la boquilla para lograr el control de actitud de la aeronave. Su característica destacada es que el par de control está estrechamente relacionado con el motor y no se ve afectado por la actitud del propio avión. Por lo tanto, se puede garantizar que cuando la aeronave esté maniobrando a baja velocidad y alto ángulo de ataque y la superficie de control sea casi ineficaz, el par de control adicional proporcionado por el vector de empuje pueda usarse para controlar las maniobras de la aeronave. El avión de combate de cuarta generación requiere que el avión tenga maniobrabilidad de pérdida excesiva, es decir, maniobrabilidad bajo un ángulo de ataque alto. La tecnología de vector de empuje puede proporcionar exactamente esta capacidad y es una opción inevitable para lograr los requisitos tácticos y técnicos de los aviones de combate de cuarta generación.
El ángulo de ataque de vuelo de un avión normal es relativamente pequeño. En este estado, las alas y la cola del avión pueden generar suficiente sustentación para garantizar el vuelo normal del avión. Cuando el ángulo de ataque del avión aumenta gradualmente, la cola del avión caerá en la estela de baja energía del ala, lo que provocará que la cola se detenga y el avión entre en giro, lo que provocará un accidente. En este momento, incluso si el motor funciona normalmente, no puede mantener el avión equilibrado en el aire.
Sin embargo, cuando el avión adopta vectorización de empuje, la boquilla del motor se desvía hacia arriba y hacia abajo, y el empuje generado ya no pasa por el centro de gravedad del avión, lo que genera una fuerza de cabeceo alrededor del centro de gravedad. del avión. En este momento, el empuje ejerce su influencia sobre el avión. La misma función que la superficie de control. Dado que la generación de empuje solo está relacionada con el motor, incluso si el ángulo de ataque de la aeronave excede el ángulo de ataque de pérdida, el empuje aún puede proporcionar torque para equilibrar la aeronave siempre que las alas aún puedan generar suficiente sustentación. el avión puede seguir volando en el aire. Además, también se descubrió a través de experimentos que después de la desviación del empuje, no solo el empuje puede producir sustentación proyectada directa, sino que también el ala puede generar sustentación inducida a través del efecto supercíclico, aumentando así la sustentación total.
Los cazas equipados con tecnología de vector de empuje tienen una gran superioridad aérea debido a su maniobrabilidad excesiva. Estados Unidos utilizó el demostrador X-31 equipado con tecnología de vector de empuje para realizar batallas aéreas simuladas con el F-18. Como resultado, el X-31 estaba muy por delante del F-18 con un récord de 1:32.
Las aeronaves que utilizan tecnología de vector de empuje no solo tienen una maniobrabilidad muy mejorada, sino que también tienen capacidades de despegue y aterrizaje cortos sin precedentes. Esto se debe a que la elevación y el empuje de súper bucle de las aeronaves que utilizan tecnología de vector de empuje están en funcionamiento. la dirección de sustentación. Ambos componentes son beneficiosos para reducir las velocidades de despegue y aterrizaje de la aeronave y acortar la distancia de rodaje de la aeronave. Además, debido a que la boquilla de vectorización de empuje puede invertir fácilmente el empuje, la fuerza de frenado de la aeronave después del aterrizaje también mejora considerablemente, por lo que se acorta la distancia del recorrido de aterrizaje.
Si la tobera del motor puede desviarse no sólo hacia arriba y hacia abajo, sino también hacia la izquierda y hacia la derecha, entonces el empuje no sólo puede proporcionar el momento de cabeceo del avión, sino también el momento de guiñada. Este es un momento completamente vectorial. aeronave.
La aplicación de la tecnología de vector de empuje mejora la eficiencia de control de la aeronave, permitiendo reducir considerablemente las superficies de control aerodinámico de la aeronave, como la cola vertical y la cola vertical, reduciendo así el peso de la aeronave. Además, también se reduce el reflector angular formado por la cola vertical y la cola vertical, y también se mejora el rendimiento sigiloso del avión.
La tecnología de vector de empuje es una tecnología muy completa, que incluye tecnología de boquilla de dirección de empuje y tecnología de integración del sistema de control/propulsión/cuerpo de la aeronave. El desarrollo y la investigación de la tecnología de vector de empuje requieren tecnología de aviación de vanguardia, que refleja la fuerza nacional integral de un país. Actualmente, solo Estados Unidos y Rusia dominan esta tecnología. El F-22 y el Su-37 son los dos países equipados con ella. esta avanzada tecnología.