Редактирование: Воздушные винты-ликбез
Внимание. Вы не представились системе.
Ваш IP-адрес будет записан в историю изменений этой страницы.Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.
| Текущая версия | Ваш текст | ||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
Воздушные винты-----автор Книжников ВВ | Воздушные винты-----автор Книжников ВВ | ||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
Так как до сих пор нет единой теории винта и крыла ----а лишь физические модели основанные на разных законах физики-----например реактивная на третьем законе Ньютона, или закон Бернулли из термодинамики, или аэродинамическая на теории Жуковского, получается что то приближенное к практике с поправочными коэффициентами . Каждая фирма производитель использует свою математическую модель проектирования лопастей, то есть профиля, форма, крутка и в зависимости от условий работы винты имеют богатое разнообразие для различных классов летательных и водоплавающих аппаратов! | Так как до сих пор нет единой теории винта и крыла ----а лишь физические модели основанные на разных законах физики-----например реактивная на третьем законе Ньютона, или закон Бернулли из термодинамики, или аэродинамическая на теории Жуковского, получается что то приближенное к практике с поправочными коэффициентами . Каждая фирма производитель использует свою математическую модель проектирования лопастей, то есть профиля, форма, крутка и в зависимости от условий работы винты имеют богатое разнообразие для различных классов летательных и водоплавающих аппаратов! | ||
| − | + | воздушный винт открытого типа называется пропеллер | |
Равномерная крутка лопасти обеспечивает постоянный геометрический шаг винта для прямого набегающего потока! | Равномерная крутка лопасти обеспечивает постоянный геометрический шаг винта для прямого набегающего потока! | ||
| − | В первую очередь они делятся на так называемые тяговые и скоростные-----принято считать, что если шаг винта H меньше диаметра D или соотношение шага к диаметру меньше единицы | + | В первую очередь они делятся на так называемые тяговые и скоростные-----принято считать, что если шаг винта H меньше диаметра D или соотношение шага к диаметру меньше единицы Кв=H/D, где ещё не начался полный срыв потока с лопастей из-за угла атаки менее 12 градусов, то это тяговый пропеллер с относительно большой стендовой удельной тягой! |
для мультикоптеров Кв=0.25 или 1/4 называют условно четвертной----- | для мультикоптеров Кв=0.25 или 1/4 называют условно четвертной----- | ||
| Строка 24: | Строка 19: | ||
Кв=1 или 1/1 как квадратный ---- | Кв=1 или 1/1 как квадратный ---- | ||
| − | для медленных | + | для медленных водоотталкивающих судов гребные винты Кв=0.9-1.1----- |
| − | скоростные открытые винты с Кв=1.62(золотого сечения по скорости) для быстрого движения типа гонки и винты в трубе типа импеллеров Кв= | + | скоростные открытые винты с Кв=1.62(золотого сечения по скорости) для быстрого движения типа гонки и винты в трубе типа импеллеров Кв=1.5-2 ! |
| − | Авиамодельных винты условно принято называть коптерными для относительного шага | + | Авиамодельных винты условно принято называть коптерными для относительного шага 0.3-0.5 с вогнутовыпуклым профилем лопастей с кривизной 5-8% и самолётными при H/D= 0.6-1.1с плосковыпуклым профилем толщиной 10-16%! |
относительный шаг или коэф. винта---Кв=Н/D это самый важный безразмерный параметр всех типов крыльчаток | относительный шаг или коэф. винта---Кв=Н/D это самый важный безразмерный параметр всех типов крыльчаток | ||
| Строка 34: | Строка 29: | ||
Соотношение геометрического шага Н к диаметру D воздушного винта определят пик эффективности в разных режимах полёта--- | Соотношение геометрического шага Н к диаметру D воздушного винта определят пик эффективности в разных режимах полёта--- | ||
| − | 1)для висючек типа | + | 1)для висючек типа мультироторных платформ Н/D=0.24 получается максимальная удельная тяга для тяжелых аппаратов! |
| − | 2) | + | 2)Н/D = 0.38 максимальный упор на стопе и при малой поступательной скорости хорош для мотопланеров , где нужно медленно но уверено ползти в крутую горку, |
| − | 3) | + | 3)Н/D=0.62 для тренеров и пилотаг, где оптимальное соотношение тяги на стопе и средней скорости полёта при средней энерговооруженности ---максимум скороподъёмности и высший пилотаж при высоком коэф. мощности, |
| − | 4) | + | 4)Н/D =1 или квадратный винт хорош для скоростного боевого пилотажа и высокого крейсера |
| − | 5) | + | 5)Н/D=1.62 для пиковых максимальных скоростей типа гонки, для гребных винтов и низкоскоростных импеллеров, |
| − | 6)Н/D=2. | + | 6)Н/D=2.6 уже для больших скоростей у вв на высоте и импеллеров средней скорости, |
| − | 7)Н/D=4. | + | 7)Н/D=4.2 для импеллеров околозвуковых скоростей |
| Строка 56: | Строка 51: | ||
Удлинение лопасти Куд-----это соотношение ширины в сечении 0.75 радиуса к полной длине лопасти до оси вращения | Удлинение лопасти Куд-----это соотношение ширины в сечении 0.75 радиуса к полной длине лопасти до оси вращения | ||
| − | 1) исторически эллипсоидная форма лопасти называется русским винтом при Куд= | + | 1) исторически эллипсоидная форма лопасти называется русским винтом при Куд=5-6 обычно слоуфлаеры из термопластика, |
| − | 2) прямоугольная при Куд= | + | 2) прямоугольная при Куд=7-8 обычно для двс из реактопластика с толстой комлей лопастей, |
| − | 3) трапецевидная с сужением | + | 3) трапецевидная с сужением 2.5-3 и Куд=9-10 типа диджиай стиль и т-моторс, |
| − | 4) типа китового плавника сложной современной формы Куд= | + | 4) типа китового плавника сложной современной формы Куд=6-8 типа граупнер и аэронавт стиль, |
| − | 5) оригинальной гибридной формы с сужением | + | 5) оригинальной гибридной формы с сужением 2-2.5 и Куд=7-10 типа апс стиль, |
| − | 6) | + | 6) усеченный овал с Куд=8-9 скоростные высокооборотные деревянные или пластмассовые, |
| − | 7) оригинальный высокоэффективный малошумный винт Книжникова ВВ сложной формы с удлинением лопастей | + | 7) оригинальный высокоэффективный малошумный винт Книжникова ВВ сложной формы с удлинением лопастей 6-7 типа слоу-флаер. |
[[Файл:формывинтов.jpg]] | [[Файл:формывинтов.jpg]] | ||
| Строка 74: | Строка 69: | ||
Кпд винта от габаритов | Кпд винта от габаритов | ||
| − | Идеальный винт при вращении в среде типа воздух | + | Идеальный винт при вращении в упругой среде типа воздух и вода не имеет профильное сопротивление лопастей, трения, срыва потока с лопастей и потерю мощности на закручивание потока ! |
| − | КПД пропульсивной системы | + | КПД пропульсивной системы полёта (внешний кпд) это соотношение поглощённой мощности планером к мех. мощности на валу! КПДвнеш = Fx Vпол / M w |
| − | На практике начальный кпд или КПДво воздушных винтов в большой авиации 0. | + | На практике начальный кпд или КПДво воздушных винтов в большой авиации 0.99 или 99% обусловлен огромными габаритами диаметром 5-6 метров,много лопастностью 4-8штук, узкими с большим удлинением лопастями и большим числом Рейнольдса более двух миллионов, низким профильным сопротивлением, малой шероховатостью и низкой частотой вращения 660-780 об/мин и большим относительным шагом, как соотношение шага к диаметру 2.5-3 раза и в полёте имеет полный кпд около 95% при горизонтальной скорости полёта 700-900 км в час! |
| − | В средней авиации | + | В средней авиации кпд в полёте около 90% при РЕ=1000 000, так как меньше габариты диаметром 3-4 метра и больше частота вращения 900-1000 при скоростях 500-600 км в час! |
| − | в малой | + | в малой реальный кпд=85% не более при оборотах 1500-1800, диаметр 2-2.5 метра при скорости 300-400 км вчас! |
| − | у сла | + | у сла реальный кпд= 80% при 2400-3000 и диаметр 1.5-1.8 м при 200-250 км в час ! |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | на | + | на бпла и ультролайтах кпд =75% при винтах 1-1.3 метра и частотой 3600-4200 150-180 км в час! |
| + | |||
| + | на гигантских авиамоделях кпд =70% при диаметрах 0.7 -.0.9м при 4800-6000 110-130 км в час! | ||
| − | на | + | на больших кпд=65% при д=0.4-0.6м ---- 6600-7500 при 80-100! |
| − | на | + | на средних кпд =60% при д=0.25-0.35 м -----7800-9000 при 65-75! |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | на малых авиамоделях аля паркфлаеры кпд=55% при д=0.15-0.2м ----10 000-12000 при 50-60 км/ч! | |
| − | + | летающие игрушки кпд=50% при д=0.1-0.13м----13 000-16 000 при 40-45 км/ч | |
| − | Падение | + | комнатные авиамодели и импеллера кпд=40-45% при д=6-8см----25 000-30 000 |
| + | |||
| + | для судомоделей гребные винты имеют кпд=30-35% при д=3-5см | ||
| + | |||
| + | Падение КПД винта при уменьшении диаметра объясняется увеличением частоты вращения для создания необходимой тяги и значит растут центробежные силы толкающие пограничный слой вдоль лопасти от центра к периферии---это вызывает повышение сил трения потока о поверхность пропеллера !!! | ||
| Строка 111: | Строка 108: | ||
частота вращения винта ограничена окружной скоростью кончиков лопастей и не должна превышать скорость звука из-за волнового кризиса, но на практике не более 270 м/с для ла! | частота вращения винта ограничена окружной скоростью кончиков лопастей и не должна превышать скорость звука из-за волнового кризиса, но на практике не более 270 м/с для ла! | ||
| − | |||
Относительное скольжение винта и угол атаки | Относительное скольжение винта и угол атаки | ||
| Строка 118: | Строка 114: | ||
Разница между геометрическим шагом Н и поступью h задаёт скольжение! | Разница между геометрическим шагом Н и поступью h задаёт скольжение! | ||
| − | Так как угол атаки лопасти к набегающему потоку в горизонтальном полёте зависит только от относительного скольжения Кскол=( | + | Так как угол атаки лопасти к набегающему потоку в горизонтальном полёте зависит только от относительного скольжения Кскол=(Н-h)/Н=1-Купор, а само скольжение зависит от режима полёта или потребной тяги то получается, что для квадратного винта |
| − | При пикировании в 30гр винт полностью разгружен и скольжение равно нулю и угол атаки нулевой и нет тяги---вырождение | + | При пикировании в 30гр винт полностью разгружен и скольжение равно нулю и угол атаки нулевой и нет тяги---вырождение при полном газе |
| − | 1) при пологом | + | 1) при пологом снижениив 5-10гр скольжение минимально 0.05-0.07 и угол атаки всего 1-1.5 гр, |
2) на максим скорости горизонтального полета скольжение уже 0.1 и угол атаки 2 градусов! | 2) на максим скорости горизонтального полета скольжение уже 0.1 и угол атаки 2 градусов! | ||
| − | 3) при полёте в пологую горку | + | 3) при полёте в пологую горку 20-30 гр возвышения или мягком вираже скольжение 0.2-0.25 и угол атаки 4-5 гр пол-тяги от стопа, |
| − | 4) при полёте в | + | 4) при полёте в 40-50 гр возвышения или среднем вираже |
| + | скольжение 0.3-0.35 и угол атаки 6-7гр, | ||
5) при крутой горке в 60 гр или крутом вираже скольжение 0.4 и угол атаки 8 гр, | 5) при крутой горке в 60 гр или крутом вираже скольжение 0.4 и угол атаки 8 гр, | ||
| Строка 136: | Строка 133: | ||
7) на стопе скольжение квадратного винта 0.55 максимально ----срыв потока и рабочий угол атаки максимален 13 градусов! | 7) на стопе скольжение квадратного винта 0.55 максимально ----срыв потока и рабочий угол атаки максимален 13 градусов! | ||
| − | + | все самолётные винты сильно разгружают мотор на полном газу по моменту сопротивления при прямолинейном горизонтальном полёте ла в 1.1-1.7 раз относительно режима на стопе и соответственно пропорционально падает потребляемая мощность и ток для эму----и как следствие падает текущая сила тяги от винта в полёте на максимальной горизонтальной воздушной скорости до запирания силой общего аэродинамического сопротивления планера бпла!!! | |
| − | + | Вв является адаптивным движителем в зоне рабочих углов атаки лопасти в набегающем потоке в диапазоне 1-12гр----то есть при выполнении силовых фигур типа вираж, петля, где образуется перегрузка или горка с повышением тяги, пропеллер сам нагружает мотор мощностью с ростом от относительного скольжения и падения скорости полёта при полном газу! | |
| − | + | ||
| − | Вв является адаптивным движителем в зоне рабочих углов атаки лопасти в набегающем потоке в диапазоне 1-12гр----то есть при выполнении силовых фигур типа вираж, петля, где образуется перегрузка или горка с повышением тяги, пропеллер сам нагружает | + | |
Это хорошо слышно по изменению частота вращения винта и тону воя от режима полета во время высшего пилотажа. | Это хорошо слышно по изменению частота вращения винта и тону воя от режима полета во время высшего пилотажа. | ||
| − | |||
Режим полета и эффективность пропеллера | Режим полета и эффективность пропеллера | ||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
Из институтского курса лопаточных машин--- все типы крыльчаток осевых и центробежных это лишь разновидность винта----преобразователя мощности потока в механическую вращения при генерации, когда поступь больше шага и поток тормозится и наоборот при режиме движителя ----поступь меньше шага, а поток ускоряется! | Из институтского курса лопаточных машин--- все типы крыльчаток осевых и центробежных это лишь разновидность винта----преобразователя мощности потока в механическую вращения при генерации, когда поступь больше шага и поток тормозится и наоборот при режиме движителя ----поступь меньше шага, а поток ускоряется! | ||
На винтах серединная часть ометаемой площади не работает на тягу и соотношение паразитной части может достигать до 10-15% от общей и зависит от формы лопастей и конструктива комли---получается дырка в блине ----- это также уменьшает тягу и кпд винта! Поэтому КПД преобразования не превышает 90% даже при больших размерах ! | На винтах серединная часть ометаемой площади не работает на тягу и соотношение паразитной части может достигать до 10-15% от общей и зависит от формы лопастей и конструктива комли---получается дырка в блине ----- это также уменьшает тягу и кпд винта! Поэтому КПД преобразования не превышает 90% даже при больших размерах ! | ||
| − | Так как тяга винта для самолётов не играет существенной роли от стопа до скорости сваливания, то шаг подбирается так, чтобы срыв потока на лопастях пропадал именно на границе сваливания ла, называется подхват----то есть на стопе мотор немного перегружен по моменту сопротивления при винте фиксированного шага | + | Так как тяга винта для самолётов не играет существенной роли от стопа до скорости сваливания, то шаг подбирается так, чтобы срыв потока на лопастях пропадал именно на границе сваливания ла, называется подхват----то есть на стопе мотор немного перегружен по моменту сопротивления при винте фиксированного шага или вфш, чем выше нагрузка на крыло тем больше скорость сваливания и крейсер! |
| − | И поэтому для каждого режима полета есть оптимальный относительный шаг | + | И поэтому для каждого режима полета есть оптимальный относительный шаг, когда эффективность винта максимальна |
| − | 1) Пик тяги рассчитанный на скорость планирования с АКмах или | + | 1) Пик тяги рассчитанный на скорость планирования с АКмах или 1.2-1.3 скорости сваливания даёт максимальную скороподъёмность типичное соотношение шага к диаметру 0.6--0.7 при КПДв=60%-63% соответственно---режим пилотажа |
| − | 2) Высокий крейсер или | + | 2) Высокий крейсер или 1.6-2.0 скорости сваливания дает пик кпд на винте H/D = 0.8-0.9 при КПДв=65%-67%---для бпла |
| − | 3) Пик скорости на | + | 3) Пик скорости на гонках 1.0-1.1 шага к диаметру винта при КПДв=69%-71%--правда долго разбегаться будет при винте фиксированного шага---гонка |
| + | или нужен дополнительный ускоритель в виде тягача или резиновая катапульта или пороховой двигатель или сразу виш ! | ||
| − | 4) Тяговые винты с | + | 4) Тяговые винты с H/D = 0.4-0.5 имеет смысл использовать лишь в случае пика тяги на стопе(3Д-пилотаж), когда приходиться вертикально стартовать с малых площадок и быстро набрать безопасную высоту---- правда эффективность этих винтов в горизонтальном полете очень низка при КПДв=40%-50%---поэтому выгодней летать импульсами----короткий крутой набор высоты с углом 60-90 град потом долгое планирование с максимальным аэрокачеством--- процесс повторяется с высоты 50-60 и до 300-500м для мотопланеров ! |
| − | + | оптимальный диаметр винта от миделя ла | |
| − | + | Шаг винта Ш определяет желаемую скорость полёта----- при постоянной частоте вращения! | |
| + | Чем меньше шаг, а значит и меньше скорость, тем больше ометаемая площадь,а значит больше тяга при той же мощности! | ||
| + | Фактически диаметр винта (ометаемая площадь) отвечает за тягу в горку и шаг винта за скорость полёта, а произведение диаметра на шаг (геометрическая тяжесть движителя) за поглощённую мощность потока---чем больше это произведение, тем больше потребная мощность двигателя!!! | ||
| + | эмпирика для авиамодельных винтов постоянная для конкретной вмг H1+D1=H2+D2 например в дюймах 8+8=7+9=6+10 | ||
| − | + | Мидель всего планера помноженный на текущий Сх определяет силу аэро сопротивления полёту, а ометаемая площадь винтом определяет тягу на установившейся скорости в горизонте ----или как эффективно протащить тушку самолёта сквозь плотность воздуха! | |
| − | + | оптимальный диаметр двухлопастного пропеллера для крылатого ла на двух скоростях планирования или 2.5 скоростей сваливания эмпирически---- | |
| − | + | Dдвухлоп=1.1Cyмах CAXкр ---Нвинта=0.9САХкр | |
| − | + | ||
Практика замеров | Практика замеров | ||
| − | + | Все производители моторов рекомендуют диаметр и шаг допустимых винтов, тогда достаточно замерить тягу безменом и частоту вращения винта тахометром прямо на модели на стопе-----например винт слоу-флаер 10/4 или D=254мм и H=102мм! | |
| + | Проблема в том, что разные производители пропеллеров указывают разный параметр шага винта (второе значения в дюймах,первое это диаметр----некоторые пишут максимальный шаг нулевой тяги, другие геометрический шаг,третьи поступь винта на стенде! | ||
| + | Поэтому только практические замеры тяги и оборотов на стопе дадут истинную картину хар-ки винта!!! | ||
| − | + | 1) поступь винта на стопе у моря равна соотношению квадратного корня из 1.1 силы тяги к произведению диаметра на частоту h=(1.1Fст)0.5/(Df) характеристика №1---- например (1.1х5.3н)0.5/( 0.254м х 110гц)=2.41/27.9=0.0865м=86.5мм -----осевая скорость потока в плоскости винта на стопе это произведение поступи на частоту 0.0865м х 110гц=9.52м/с | |
| − | + | 2) соотношение тяги к квадрату частоты Fст/f2 есть х-ка №2 по тяге для винта постоянного шага Например при тяге в 530 г силы делить (110 гц)2 получаем 0.0438 г/гц2 или 0.000438н/гц2 --- потом просто пересчитывается тягу на другую частоту вращения! | |
| − | + | 3) соотношение мощности потока на стопе к кубу частоты вращения Pст/f3---это х-ка №3 винта по мощности потока | |
| + | можно рассчитать как произведение х-ки№2 тяги на поступь винта на стопе ----самая главная характеристика винта!!! | ||
| + | например 0.000438н/гц2 х 0.0865 м =0.0000379дж/гц2, тогда Рпот=0.0000379дж/гц2 х (110гц)3=50.4вт! | ||
| + | Тогда электрическая потребляемая Рэл=Рпот/КПДвмг=50.4вт/0.66=75.6вт!!! | ||
| − | + | 4) аэродинамическое качество винта ---- это соотношение длины окружности диаметра винта к шагу | |
| + | АКВ =3.14 х D / H или 3.14 делить на относительный шаг-----например 3.14 х 0.254 м / 0.1м=8 единиц-----тогда окружная скорость кончиков лопастей будет в в 8 больше осевой скорости потока в полёте, тоесть 30м/сх8=240м/с меньше 270 м/с | ||
| − | + | 5) число Рейнольдса для лопасти должно превышать 60 000----Re=162bDf , где b-ширина лопасти на 0.75 радиуса в мм, D-диаметр винта в м, f-частота вращения в обор/сек | |
| + | например при ширине лопасти 15мм и диаметр 230мм и частоте 6.6 тысяч об/мин или 110 гц получаем 162х15х0.23х110=61 667!!! | ||
| − | + | Сила тяги авиамодельного винта на стопе на уровне моря Fст=0.9(Dhf)2, | |
| − | + | где поступь эмпирически для двухлопастного винта с плосковыпуклым профилем лопасти типа ДВС или ЕР h=0.45(HD)0.5----с вогнутовыпуклым профилем типа слоу-флаер h=0.5(HD)0.5 | |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | |||
| − | + | Полезная мощность движителя на стопе равна произведению тяги на приращенную скорость потока в плоскости винта! Pполез=FVв=Fhf | |
| + | читай статью "инженеринг винта" | ||
| − | + | связка статики винта с электромеханикой мотора ---фундаментальная формула тока на стопе по методу Книжникова ВВ | |
| − | + | сила тока в амперах на полном газу = ток холостого хода плюс | |
| − | + | тяга в ньютона х поступь винта в метрах х электро механическая константа бк мотора в обороты в секунду на вольт(Кв мотора/60) делить на кпд винта стопа для всех типов винтов --- | |
| − | + | ||
| − | + | Iст = Iхх + (Fст h Коб Kхх)/КПДв, | |
| − | + | где коэф падения оборотистости Коб=0.8 для электродвигателей первого поколения на магнитах Н30-Н33 ---- Коб=0.85 для второго поколения Н38-Н40-----Коб=0.9 для третьего поколения Н50-Н55) | |
| − | + | ||
| − | + | соотношение приращенной мощности потока к механической мощности на валу мотора КПДв=2h/(H+h)!!! | |
| − | + | ||
| + | |||
| + | Iст = Fст Н Kхх--- упрощённо для тяговых винтов мультикоптеров ш/д=0.3--0.4 | ||
| + | |||
| + | например для коптерного винта с шагом=10см на полном газу--- 10н х 0.1м х 10гц/в = 10а сила тока! | ||
| + | тогда сразу подбирается мотор с потребляемым током не менее 10а и соответствующий регулятор хода | ||
| − | Потребляемая электромощность | + | Потребляемая электромощность вмг на стопе ( ватт) приближенно равна произведению силы тяги ( ньютон) на максимальную теоритическую скорость потока от винта ( метры/сек) (геометрический шаг(метр) х частоту вращения под нагрузкой (обор/сек)! |
| − | Pэл=Fст Vтеор=Fст | + | Pэл=Fст Vтеор=Fст Нfст=Uакку Iпотр-----это самая главная формула для электро-авиамоделей самолётов ! |
| − | например | + | на практике зная четыре переменных всегда можно найти пятую неизвестную с точностью + -5%---например |
| − | + | 1) тяга F=(UаккуIпотр)/(Нfнаг)=(10а х12в)/ (0.12м х 200гц)=120вт/24м/с=5н=500г силы | |
| − | + | 2) сила тока Iпотр= (FНfнаг)/Uакку=(10н х 0.1м х120гц)/15в=120вт/15в=8а | |
| − | + | 3) частота fнаг=(UаккуIпотр)/(FН)=(24в х15а)/(12н х 0.15м)=360вт/1.8нм=200обор/сек | |
| − | + | 4) шаг Н=(UаккуIпотр)/(fнагF)= (50в х100а)/(125гц х160н)=5000вт/20000нгц=0.25м | |
| − | |||
| − | + | воздушная скорость полёта в горизонте на полном газу для электро ВМГ----- Vгор=0.8Vтеор=0.8Hгеом fст!!! | |
| + | для ДВС---- Vгор=0.9Vтеор=0.9Hгеом fст!!! | ||
Промышленные винты | Промышленные винты | ||
| Строка 241: | Строка 239: | ||
Цены на пропеллеры в магазине одного типоразмера могут различаться в 4-5 раз------объясняется это в первую очередь брендом, материалом и качеством исполнения! | Цены на пропеллеры в магазине одного типоразмера могут различаться в 4-5 раз------объясняется это в первую очередь брендом, материалом и качеством исполнения! | ||
Самое главное это симметричность геометрии лопастей для динамической балансировки и моменты инерции для статической балансировки-----обычно дорогие изначально сбалансированы, но лучше сразу в магазине проверить магнитным балансиром или хотя бы на отвертке----если дисбаланс большой, то лучше не покупать ! | Самое главное это симметричность геометрии лопастей для динамической балансировки и моменты инерции для статической балансировки-----обычно дорогие изначально сбалансированы, но лучше сразу в магазине проверить магнитным балансиром или хотя бы на отвертке----если дисбаланс большой, то лучше не покупать ! | ||
| − | Жесткость лопастей на кручение должны соответствовать частоте вращения------например для медленных слоуфлаеров небольшая эластичность допускается, а для скоростных это неприемлемо может | + | Жесткость лопастей на кручение должны соответствовать частоте вращения------например для медленных слоуфлаеров небольшая эластичность допускается, а для скоростных это неприемлемо может зафлаттерить-----при вибрациях разрушается пограничный слой на профиле и правильное обтекание лопасти,что приводит к резкому падению тяги и кпд вмг в целом! |
В профессиональной авиации обычно используются винты из легких металлических сплавов или угле-стекло-композитов---- | В профессиональной авиации обычно используются винты из легких металлических сплавов или угле-стекло-композитов---- | ||
в хобби широко распространены монолитные деревянные винты из твёрдых сортов и из термопластиков с прочными армирующеми нитями ----в авиамоделизме металлические пропеллеры строго запрещены! | в хобби широко распространены монолитные деревянные винты из твёрдых сортов и из термопластиков с прочными армирующеми нитями ----в авиамоделизме металлические пропеллеры строго запрещены! | ||
| − | |||
Складные винты | Складные винты | ||
| Строка 253: | Строка 250: | ||
Самым слабым звеном складных лопастей является комля с вращающейся осью---так как центробежные силы приходят на очень малую площадь контакта, то ни в коем случае нельзя превышать предельную частоту вращения винта иначе опасный отстрел лопасти и страшное биение вмг ! | Самым слабым звеном складных лопастей является комля с вращающейся осью---так как центробежные силы приходят на очень малую площадь контакта, то ни в коем случае нельзя превышать предельную частоту вращения винта иначе опасный отстрел лопасти и страшное биение вмг ! | ||
| − | + | Так если на стенде на полном газу частота вращения не превышает предел ,то при пикировании на полном газу винт облегчается и мотор может повысить обороты в 1.2 раза от стопа и центробежная сила на разрыв увеличится в 1.44 раза и приведёт к разрушению ступицы или комли лопасти!!! | |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | Так если на стенде на полном газу частота вращения не превышает предел, то при пикировании на полном газу винт облегчается и мотор может повысить обороты в 1.2 раза от стопа и центробежная сила на разрыв увеличится в 1.44 раза и приведёт к разрушению ступицы или комли лопасти!!! | + | |
например промышленные хабы и лопасти отлитые из термопластика---- | например промышленные хабы и лопасти отлитые из термопластика---- | ||
| − | 1) винт | + | 1) винт диаметром 305мм и шагом 230мм имеет гарантированный предел в 7000 оборотов в мин----- |
| − | 2) винт | + | 2) винт диаметром 280мм и шагом 205мм имеет предел в 8000 оборотов в мин----- |
| − | 3) | + | 3) винт д255мм ш180мм при 9000--- |
| − | 4) | + | 4) винт д230мм ш160мм 10 000---- |
| − | 5) | + | 5) д200мм ш150мм 11 000--- |
| − | 6) | + | 6) д190мм ш140мм 12 000--- |
| − | 7) | + | 7) д180мм ш130мм 13 000---- |
| − | 8) | + | 8) д170мм ш120мм 14 000---- |
| − | 9) | + | 9) д160мм ш110мм 15 000--- |
| − | 10) | + | 10) д150мм ш100мм 16 000--- |
| − | + | ||
[[Файл:складной.jpg]] | [[Файл:складной.jpg]] | ||
| Строка 297: | Строка 288: | ||
У лопастей авиамодельного винта центробежная сила на разрыв тела в комле лопасти обычно 40-50 раз больше силы тяги -----поэтому корневища лопасти делают толстым монолитом или мясистым! | У лопастей авиамодельного винта центробежная сила на разрыв тела в комле лопасти обычно 40-50 раз больше силы тяги -----поэтому корневища лопасти делают толстым монолитом или мясистым! | ||
| − | + | смотри статью "инженеринг винта-ликбез" | |
| − | + | ||
Воздушные импеллеры | Воздушные импеллеры | ||
| Строка 304: | Строка 294: | ||
импеллер или многолопастный винт с малым диаметром и относительно большим шагом в профилированной трубе ---это преобразователь механической мощности вращения в кинетическую мощность потока с высокой выходной скоростью и относительно малой тягой | импеллер или многолопастный винт с малым диаметром и относительно большим шагом в профилированной трубе ---это преобразователь механической мощности вращения в кинетическую мощность потока с высокой выходной скоростью и относительно малой тягой | ||
| − | 1) типичный относительный шаг многолопастного винта 3-4 диаметра в больших турбовентиляторных двигателях и | + | 1) типичный относительный шаг многолопастного винта 3-4 диаметра в больших турбовентиляторных двигателях и 1.5-2 у авиамодельных импеллерах-----чем больше относительный шаг, тем больше кол-во лопастей по тождеству n=(3-5)(H/D)! |
2) желательно чтобы кол-во лопастей в крыльчатке было больше и не кратно спрямляющим лопаткам ---например 4 лопасти и 3 лопатки или 6 лопастей и 5 лопаток----это связанно с частотой и амплитудой паразитной пульсацией локальных скачков давления между лопастью и лопаткой---чем тише и выше по тону звук, тем выше кпд импеллера ! | 2) желательно чтобы кол-во лопастей в крыльчатке было больше и не кратно спрямляющим лопаткам ---например 4 лопасти и 3 лопатки или 6 лопастей и 5 лопаток----это связанно с частотой и амплитудой паразитной пульсацией локальных скачков давления между лопастью и лопаткой---чем тише и выше по тону звук, тем выше кпд импеллера ! | ||
3) для золотого импеллера обычно длина входной горловины равняется одному радиусу крыльчатки, длина спрямляющего аппарата один радиус и длина сопла 1.25 радиусам ---итого общая длина конструкции равна 1.62 диаметрам крыльчатки! | 3) для золотого импеллера обычно длина входной горловины равняется одному радиусу крыльчатки, длина спрямляющего аппарата один радиус и длина сопла 1.25 радиусам ---итого общая длина конструкции равна 1.62 диаметрам крыльчатки! | ||
| − | есть эмпирика ----длина фена равна шагу крыльчатки L= H, чем длиннее труба, тем больше потери потока на трение о стенки! | + | есть эмпирика ----длина фена равна шагу крыльчатки L= H,чем длиннее труба, тем больше потери потока на трение о стенки! |
| − | 4) соотношение входной площади губы к площади среза сопла не более 2 единиц или коэффициент сужения потока | + | 4) соотношение входной площади губы к площади среза сопла не более 2 единиц или коэффициент сужения потока 1.4- 2-----а диаметр входного патрубка больше диаметра крыльчатки в 1.1-1.2 раза! |
| − | 5) соотношение входного сечения импеллера к полному миделю самолёта | + | 5) соотношение входного сечения импеллера к полному миделю самолёта 0.2-0.25 для реактивных полукопий! |
| + | |||
| + | Расчёт тяги и мощи импеллеров | ||
| + | |||
| + | Для большинства импеллеров с относительным шагом 1.5-2, где поступь примерно равна произведению диаметра крыльчатки на Сулопасти----h=CyмахD, есть простой расчёт силы тяги (ньютон) на уровне моря равной------ | ||
| + | |||
| + | Fст=0.85 ро (Sим Vим )2= (0.9Dим h fст )2=(0.9Dим2 Сумах fст )2 | ||
| + | |||
| + | например для семилопастной крыльчатки от компьютерного кулера----- Fст=(0.9х(0.075м)2 х 280Гц х1.6)2=5.14Н=520 грамм силы! | ||
| + | |||
| + | потребляемая электрическая мощность (ватт)------ | ||
| + | |||
| + | Рэл=1.1 Fст Dим fст Сумах | ||
| + | |||
| + | например 1.1 х 5.14н х 0.075м х 280гц х 1.6= 190 вт!----удельная тяга 520г/190вт=2.72г/вт!!! | ||
| + | |||
| + | для электропривода в импеллерах справедлива эмпирика---сила тока эд наведенная тягой при полном газу это произведение силы тяги в ньютонах на диаметр крыльчатки в метрах,на кв мотора в герцах на вольт и на корень из Су ------- | ||
| + | |||
| + | Iст= Fст Dим Kхх(Сумах)0.5 | ||
| + | |||
| + | например 5.14н х 0.075мм х 24гц/в x(1.6)0.5=11.5а!----Uakky=Pпот/Iст=190вт/11.5а=16.6в | ||
| + | |||
| + | |||
| + | для импеллерного ла воздушная скорость полёта в горизонте на полном газу----- Vгор=Dим fст!!! | ||
читай статью "история импеллера" | читай статью "история импеллера" | ||
| Строка 332: | Строка 345: | ||
7)коэф. перекрытия лопастей не менее 0.6 | 7)коэф. перекрытия лопастей не менее 0.6 | ||
| − | |||
[[Файл:импеллер.jpg]] | [[Файл:импеллер.jpg]] | ||
| − | Тяга винта в динамике при тяговооруженности на стопе Тст=1 эмпирически----- Fпол=0.5Fст(H/D) | + | Тяга винта в динамике при тяговооруженности на стопе Тст=1 эмпирически----- Fпол=0.5Fст(H/D)0.5 |
| − | На практике тяга винта в горизонтальном полёте на полном газу меньше в | + | На практике тяга винта в горизонтальном полёте на полном газу меньше в 2-3 раза от тяги на стопе---- |
1) падение тяги примерно в два раза у скоростных винтов (квадратные)для гонок и у импеллеров на максимальной горизонтальной скорости | 1) падение тяги примерно в два раза у скоростных винтов (квадратные)для гонок и у импеллеров на максимальной горизонтальной скорости | ||
| − | 2 )падение в два с половиной раза у пилотажных самолётных винтов с относительным шагом Ш/Д= | + | 2 )падение в два с половиной раза у пилотажных самолётных винтов с относительным шагом Ш/Д=0.6--0.8 |
| + | |||
| + | 3) падение в три раз у тяговых и коптерных винтов с Ш/Д=0.4--0.5 | ||
| − | + | более подробно смотри статью "теория пропульсивных систем" | |
