بررسی ملخ هواپیما

ملخ هواپیما (PROPELLER)

پیشرانه یا ملخ در واقع وسیله ای جهت تبدیل نیروی مکانیکی تولیدشده ، 

توسط موتورهای الکتریکی یا پیستونی به نیروی محرکه و پیشران در کشتی ها و هواپیماهاست. 

در واقع این سازه همان بال در هواپیماست ؛ به‌گونه‌ای که دارای پیچ و انحنا (گام) و دارای ظاهری دوکی‌ شکل است 

که می‌تواند با چرخش به دور خود نیروی بالا برنده یا نیروی جلو برنده تولید کند.

ملخ‌ها در صنایع هوایی برای ایجاد نیروی جلو برنده تراست ( trust)  در هواپیماها

 و برای ایجاد نیروی بالابرنده  (lift) در عمود پروازها مانند هلیکوپتر استفاده می‌شوند. 

نیرو برای بال به سمت بالا( عمود بر مسیر حرکت) است.

 ولی نیرو برای ملخ به سمت جلو ( عمود برجهت چرخش) است

 و بر این اساس به آن نیروی جلو برنده یا نیروی محرکه گویند.

برخلاف بال که با سرعت گرفتن هوا در اطراف آن می‌تواند اختلاف فشار و نیروی بالا برنده را تولید کند ،

 ملخ با چرخیدن و ایجاد سرعت و اختلاف فشار در اطراف خود می تواند این نیرو را تأمین کند.

ملخ نیز مانند بال دارای سطح مقطع ، ایرفویل ، زاویه و غیره است که ساخت و تولید این قطعات را دچار پیچیدگی خاصی می‌کند.

پره ملخ از یک سری مقاطع ماهی گونه تشکیل‌شده که امکان دارد شکل آن از ریشه تا نوک پره تغییر نماید. 

ملخ نسبت به هواپیما در حال چرخش است و از این‌ رو جریان نسبی عبور داده‌ شده ، 

متشکل از مجموع بردار های سرعت جریان آزاد هواپیما و سرعت چرخشی ملخ است.

زاویه ی بین این سرعت نسبی و صفحه چرخش ملخ ، به نام زاویه حلزونی معروف است. 

برای سرعت معین یک هواپیما ، این زاویه حلزونی از ریشه تا نوک پره تغییر می‌نماید.

 زیرا مقاطع نوک ملخ سریع‌ تر از مقاطع ریشه در حال چرخش هستند.

مشخصات ملخ ها

جنس ملخ

ملخ‌ ها از جنس‌های مختلفی ساخته می‌شوند. چوبی ، فلزی ، پلاستیکی و کربن 

که ملخ‌ های مولتی روتور ها معمولاً  دارای دو جنس پلاستیکی (نایلونی) و کربنی هستند.

ملخ‌های کربنی دارای راندمان بالاتر ، استحکام و مقاومت بیشتری در برابر آسیب ها هستند

 و در مقابل ملخ‌ های پلاستیکی از نظر قیمت به‌صرفه‌ تر هستند.

برای استفاده مبتدی و در صورت احتمال خرابی زیاد ،

 بهتر است از ملخ‌ های پلاستیکی استفاده شود تا هزینه کمتری متقبل شوید.

قطر و گام ملخ

گام ملخ میزان انحنای آن را نشان می‌دهد.‌‌ درواقع به مقدار جابجایی ملخ با فرض یک‌ بار چرخش در یک جسم صلب گام گفته می‌شود.

هرچه گام بیشتر باشد مقدار هوایی که پره با هر بار چرخیدن جابجا می‌کند بیشتر می‌شود.

انتخاب گام مناسب در یک ملخ با توجه به موتور پرنده ، باعث افزایش تراست و کارایی پهپاد می‌شود.

 ملخ‌ها به‌صورت پولر (چپ گرد) و پوشر (راست گرد) هستند 

که معمولاً در یک مولتی روتور باید به‌صورت یک ‌درمیان و متناسب با جهت چرخش موتور بسته شوند.

 قطر ملخ به قطر دایره‌ای که با چرخش آن ایجاد می‌شود گفته می‌شود و هرچه قطر بیشتر باشد

 مقدار هوایی که با هر بار چرخیدن جابجا می‌شود به‌مراتب بیشتر خواهد شد.

انواع مختلف بلید ها

ملخ‌ها در حالت کلی انواع مختلفی دارند که به شرح آن‌ها می‌پردازیم:

ملخ گام ثابت:

ملخ گام ثابت درواقع ملخی یک‌ تکه است که قابلیت تغییر در زاویه را ندارد

 و صرفاً با طراحی از پیش تعیین‌ شده می‌توان شکل آن را تعیین کرد.

این نوع ملخ‌ها عموماً از جنس چوب یا فلز بوده‌اند

 که امروزه با پیشرفت علم نمونه‌ های دیگری از جنس فایبر گلس ، کربن و الیاف نیز در ساخت آن‌ها استفاده می‌شود.

ملخ با گام قابل تنظیم زمینی:

تفاوت این‌گونه ملخ‌ها با ملخ‌های گام ثابت ، در قابلیت تنظیم زوایای آن‌ها فقط بر روی سطح زمین و قبل از شروع عملیات پروازی است.

ملخ دو مکانه:

این نوع بلید قابلیت تغییر زاویه توسط خلبان را دارد و می‌توان آن‌ها در دو زاویه تنظیم کرد.

ملخ سرعت ثابت:

این نوع بلید توانایی تنظیم زاویه بر اساس سرعت را دارد

 به‌گونه‌ای که با بالا رفتن یا پایین آمدن دور موتور و کم‌ و زیاد کردن زاویه خود سرعت را ثابت نگه می‌دارد.

ملخ گام معکوس:

این نوع بلید زیرمجموعه ملخ‌های گام ثابت است که با داشتن گام معکوس جهت ایجاد تراست

 معکوس و معمولاً برای کم کردن سرعت در هواپیماها استفاده می‌شود.

پهپاد ها و مولتی روتور ها با استفاده از ملخ‌های گام ثابت به انجام مأموریت‌های خود اقدام می‌کنند.

 ربات های پرنده پارامترها و خصوصیات خاصی دارند که هرکدام برای انتخاب و نوع ملخ آن ها بسیار مهم است

 و باید تمام پارامترها در نظر گرفته شود 

که با توجه به آن ها باید اطلاعات پراپ ها نظیر جنس ، طول گام ، طول و… انتخاب شود که به شرح آنها خواهیم پرداخت.

معرفی اعداد و نوشته‌های روی ملخ:

معمولاً برای مشخص کردن سایز ملخ بر روی آن اعدادی را هک می‌کنند که ما با دانستن آن  می‌توانیم PROP مناسب کار خود را انتخاب کنیم.

نوشته های روی ملخ معمولاً به دو قسمت عددی و حروف تقسیم بندی می‌شود. قسمت عددی مشخصاً طول گام و سایز آن و حروف مشخصات نوک آن را به ما می‌دهد.

قسمت عددی:

یک عدد 4 رقمی مانند 5045 که دو رقم اول سایز ملخ را به اینچ (inch) و دو رقم دوم طول گام را به اینچ (inch) در اختیار ما قرار می‌دهند.

قسمت حروف:

در این قسمت ما مشخصات نوک PROP را خواهیم داشت.

اکثر پراپ های موجود در بازار 2 پره هستند. 

اما مدل‌های ۳ ، ۴ و ۵ پره آن‌ها نیز موجود می‌باشد. 

هرچه تعداد پره‌های ملخ بیشتر شود باعث عبور جریان بیشتری شده 

و تراست بیشتری به ما می‌دهد اما به همان نسبت راندمان را پایین آورده 

و جریان بیشتری را می‌کشد و پرنده مدت‌ زمان کمتری می‌تواند پرواز کند.

 اما برای مبتدی‌ ها بهتر است از ملخ‌هایی با 2 پره استفاده شود. 

زیرا هم ارزان‌ تر است و هم تراست متناسب معمولی را به ما می‌دهد که کنترل پرنده را راحت‌تر می‌کند.

جمع‌بندی:

انتخاب بلید مناسب برای پهپاد امری ضروری است. 

به‌گونه‌ ای که با انتخاب مناسب آن می‌توانیم به بالاترین راندمان نسبت به تراست برسیم 

و قدرت و زمان پروازی مناسب را دریافت کنیم. 

برای این نسبت بندی‌ها می‌توانیم از جداول از پیش تعیین‌ شده‌ ای مانند جداول زیر استفاده کنیم.