БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ВО)

Идею В. в. предложил в 1475 Леонардо да Винчи, а применил его для создания тяги впервые в 1754 М. В. Ломоносов в модели прибора для метеорологических исследований. К середине 19 в. на пароходах применялись гребные винты, работающие аналогично В. в. В 20 в. В. в. стали применять на дирижаблях, самолётах, вертолётах, аэросанях, аппаратах на воздушной подушке и др. Методы аэродинамического расчёта и проектирования В. в. основаны на обширных теоретических и экспериментальных исследованиях. В 1892—1910 русский инженер-исследователь и изобретатель С. К. Джевецкий разработал теорию изолированного элемента лопасти, а в 1910—1911 русские учёные Б. Н. Юрьев и Г. Х. Сабинин развили эту теорию. В 1912—15 Н. Е. Жуковский создал вихревую теорию, дающую наглядное физическое представление о работе винта и других лопаточных устройств и устанавливающую математическую связь между силами, скоростями и геометрическими параметрами в такого рода устройствах. Значительная роль в дальнейшем развитии этой теории, её инженерных приложений и исследованиях прочности В. в. принадлежит В. П. Ветчинкину и др. Теория оптимального винта с конечным числом лопастей впервые была создана немецким учёным А. Бецем (1919) и английским учёным С. Гольдштейном (1929) и получила дальнейшее развитие в трудах советских учёных. В 1956 советским учёным Г. И. Майкопаром вихревая теория В. в. была распространена на несущий винт вертолёта.

Лит.: Жуковский Н. Е., Полн. собр. соч., т. 6, М. — Л., 1937; Ветчинкин В. П., Поляков Н. Н., Теория и расчёт воздушного гребного винта, М., 1940; Майкопар Г. И., Лепилкин А. М., Халезов Д. В., Аэродинамический расчёт винтов по лопастной теории, «Тр. Центр. аэрогидродинамического ин-та», 1940, в. 529; Александров В. Л., Воздушные винты, М., 1951; Исследования воздушных винтов, М., 1969 (Материалы к истории ЦАГИ).

Б. П. Бляхман.

Рис. 1. Профиль лопасти воздушного винта (с векторами скоростей и сил): (a— угол атаки; j — угол установки; V — поступательная скорость винта; ( wr — окружная скорость элемента лопасти; (w — вызванная винтом дополнительная скорость потока у элемента лопасти; DR — аэродинамическая сила, DP — сила тяги и DQ — сила сопротивления вращению элемента лопасти; пунктиром показана хорда профиля.

Рис. 2. Соосный воздушный винт.

Возду'шный выключа'тель,электрический выключатель, в котором замыкание и размыкание контактов, а также гашение электрической дуги производятся сжатым воздухом. Давление сжатого воздуха в В. в. колеблется в пределах 0,4 до 6 Мн/м 2(от 4 до 60 aт ); наиболее распространённое давление 1,6—4 Мн/м 2 (16—40 ат ). В. в. конструктивно состоит из 3 основных элементов: резервуара с запасом сжатого воздуха, дугогасительного устройства и электропневматического привода.

В В. в. на напряжения до 35 кв , а также в В. в. более ранних конструкций на напряжения 110 кв и выше дугогасительное устройство расположено вне резервуара со сжатым воздухом и соединяется с ним изолированным воздухопроводом. Принципиальная схема такого В. в. показана на рис. 1. При отключении электромагнит 3 через систему пневматических устройств открывает дутьевой клапан 2 для подвода сжатого воздуха из резервуара 1 по воздухопроводу 4 в дугогасительную камеру 5. Сжатый воздух, воздействуя на поршни 6 контактов 7 , отжимает их от неподвижных контактов 8 (как это условно показано на верхнем разрыве). При размыкании контактов 7 и 8 образуется дуга, которая гасится потоком сжатого воздуха, устремляющегося из камеры 5 через отверстия (сопла) контактов 7 и 8 в газоотводные каналы 9, сообщающиеся с атмосферой. С небольшой задержкой по времени сжатый воздух поступает в цилиндр пневматического привода 10 и, воздействуя на поршень 11 , размыкает контакты 12 и 13 отделителя, когда дуга уже погашена. После этого клапан 2 прекращает поступление сжатого воздуха, а контакты 7 и 8 замыкаются. При включении электромагнит 16 открывает клапан 15, сжатый воздух через изоляционный воздухопровод 14 поступает в цилиндр 10 и, воздействуя на поршень 11 , замыкает контакты отделителя.

Современный В. в. снабжают закрытым отделителем, контакты которого расположены в изоляционной оболочке, при отключении заполняемой сжатым воздухом ( рис. 2 ). С воздухонаполненными отделителями изготавливают В. в. на напряжение 110 кв и выше (до 750 кв ).

В В. в. на напряжение свыше 35 кв дугогасительное устройство и его контакты размещаются непосредственно в резервуаре со сжатым воздухом ( рис. 3 ), который создаёт необходимую электрическую прочность между разомкнутыми контактами. При размыкании подвижных контактов 6 с неподвижными 7 между ними возникает дуга. Одновременно открывается клапан 10 и сжатый воздух через сопла 9 и газоотводный канал 12 выходит из резервуара 11 . Дуга потоком сжатого воздуха сдувается на дугоприёмные электроды 8 и гаснет. Клапан 10 закрывается и прекращает выход сжатого воздуха в атмосферу.

В одном резервуаре обычно расположены 2 последовательных разрыва, образующих в совокупности так называемый модульный дугогасящий элемент (модуль). В зависимости от конструкции и давления сжатого воздуха одним модулем можно отключать цепи при напряжениях от 110 до 250 кв . Выключатели на большие напряжения состоят из нескольких последовательно соединённых и одновременно действующих модулей. Для равномерного распределения напряжения между разрывами в отключенном положении модули шунтируют конденсаторами.

Основные преимущества В. в. — их пожаро- и взрывобезопасность, быстродействие при включении и отключении и относительная простота конструкции. Недостаток В. в. — наличие устройств для производства и хранения запасов сжатого воздуха. В СССР освоено производство В. в. на напряжение до 750 кв , которые используются обычно на мощных электрических станциях и подстанциях.

Лит.: Цейров Е. М., Воздушные выключатели высокого напряжения, М. — Л., 1957; Состояние и развитие выключающей аппаратуры переменного тока высокого напряжения, М., 1960; Афанасьев В. В., Воздушные выключатели, М. — Л., 1964; Пузырийский Г. С., Воздушные выключатели высокого напряжения, в кн.: Итоги науки и техники. Электрические машины и аппараты, М., 1966.

А. М. Бронштейн.