Инженеринг винта-ликбез

Материал из Multicopter Wiki
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
(Новая страница: «гений винта---автор Книжников ВВ относительный шаг---Н/D Соотношение геометрического ша...»)
 
 
(не показана 241 промежуточная версия 60 участников)
Строка 1: Строка 1:
−
гений винта---автор Книжников ВВ
 
  
−
относительный шаг---Н/D
+
Аэродинамический метод расчёта торсионной геометрической тяжести винта (ТГТВ)-----автор Книжников ВВ (гений винта!)
  
−
Соотношение геометрического шага Н к диаметру D воздушного винта определят кпд как соотношение приращенной мощности потока к механической мощности на валу мотора в разных режимах полёта---
+
  Вращение по латински---Торсион
−
для висючек типа мультироторных платформ Н/D=0.24 получается максимальная удельная тяга для тяжелых аппаратов!
+
−
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,
+
−
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,
+
−
Н/D =1 или квадратный винт хорош для скоростного боевого пилотажа,
+
−
Н/D=1.62 для пиковых максимальных скоростей типа гонки для вв и высокого крейсера и низкоскоростных импеллеров,
+
−
Н/D=2.6 уже для больших скоростей  у вв на высоте и импеллеров средней скорости,
+
−
Н/D=4.2 для импеллеров околозвуковых скоростей
+
  
−
аэродинамический метод расчёта по Книжникову ВВ
+
Главные хар-ки описывающая возможности открытых тяговых многолопастных винтов на статике[https://www.youtube.com/watch?v=zkionSO2AAo][https://www.youtube.com/watch?v=2JK1sn4OTlU]
  
−
Главные хар-ки описывающая возможности открытых тяговых многолопастных винтов на статике
+
Сул-профиль , D-диаметр, H-шаг, Sл-рабочая площадь одной лопасти на длине от 0.3 до 1 радиуса самолётного винта, от 0.4 до 1 радиуса для  "слоуфлаера", n-кол-во лопастей
  
−
Су мах-профиль, D-диаметр, H- шаг, Sл-рабочая площадь одной лопасти от 0.3 до 1.0 радиуса, n- кол-во лопастей
+
для  винтов авиамодельной размерности----первые значения для толщины профиля лопасти 9--11% (электро вариант), вторые для 14--16% (ДВС)
  
−
для  винтов авиамодельной размерности----первые значения для толщины 9-11%, вторые для 14-16%
+
1) с сильно  вогнуто-выпуклым профилем Сул=1.6--1.8 для коптера и парителя
−
1) с вогнуто-выпуклым профилем Су мах=1.4-1.6----
+
−
2) плосковыпуклым профилем  Су мах=1.1-1.2---
+
−
3) несимметричным двояковыпуклым Су мах=0.9-1.0---
+
−
4) симметричный Су мах=0.7-0.8----
+
  
−
Тождество относительного шага  прямо пропорционально углу атаки на стопе и коэф.подъёмной силы!
+
2) со слабо вогнуто-выпуклым профилем Сул=1.4--1.5 для грузовика
−
По аэродинамической теории хорошо считаются коптерные винты с относительно малым шагом и большим диаметром!
+
−
Если принять, что Су эквивалентен углу атаки лопасти на стопе,а угол от относительного шага, то тогда для винта Су=Н/D !
+
  
−
Одна лопасть винта рассматривается как набор элементов крыла с рабочей площадью Sл в набегающем потоке с различными углами атаки  по формуле подъёмной силы из аэродинамики F=0.5p Cy S vокр2 =0.5p (H/D) S (2Пи Rтек f)2------
+
3) с плосковыпуклым профилем Сул=1.2--1.3 для пилотажки и бойцовки
  
−
Берётся интеграл тяги по радиусу F=0.5p 9.8(H/D) Sл D2 f2 Кy=(4.9p)H D Sл f2 Kу=
+
4) с несимметричным двояковыпуклым Сул=1.0--1.1 для гонки и рекордно-скоростных
−
6(Кинт Ккрут Кзап Cyмах Kn)H D Sл  f2,
+
  
−
  где Ку = Кинт Ккрут Кзап Сумах Кn = 0.75 х 0.95 х 0.85 Сумах Кn = 0.62 Сумах Кn----
+
Тождество относительного шага прямо пропорционально углу атаки на стопе и коэф.подъёмной силы.
 +
По аэродинамической теории хорошо считаются тяговые винты с относительным малым шагом Кв=Н/D меньше 1.
 +
Если принять, что текущий Су эквивалентен углу атаки лопасти на стопе, а угол от относительного шага Кв,то тогда для винта Су=Сул Кв=Сул Н/D 
  
−
1) Кинт средний 0.7--0.8 интегральный коэффициент центра распределения силы тяги по лопасти от радиуса ----центр давления зависит от формы лопасти -----для эллипса в 0.75R, трапеции 0.7, плавника 0.73R, прямоугольной 0.8R
+
Одна лопасть винта рассматривается как набор элементов крыла с рабочей площадью Sл в набегающем окружном потоке с различными углами атаки  по формуле подъёмной силы из аэродинамики F=0.5pо Cy S Vокр ^2 =0.5pо Сул Кв Sл (Пи D f)^2 К=0.5pо (3.14)^2 Сул H Sл D f^2 К=4.93pо Cyл D H Sл f^2 Kу n^(2/3)
 +
 
 +
где Ку = Кинт Ккрут Кзап=*=0.4гонка--0.63самолёт--0.7коптер :
 +
 
 +
1) Кинт средний (0.7--0.8) интегральный коэффициент центра распределения силы тяги по лопасти от радиуса ----центр давления зависит от формы лопасти -----для прямоугольника 0.78R, для эллипса в 0.75R, плавника 0.73R, трапеции 0.7R.
 +
 
 +
2) Ккрут средний коэф.крутки (0.8--0.98) лопастей или квадрат косинуса угла установки лопасти на сечении (0.7--0.8)R, зависит от относительного шага----например при H/D=1.6---0.8, H/D=1---0.9, при H/D=0.8---0.95, H/D=0.6---0.97, H/D=0.4---0.98
 +
 
 +
3) Кзап коэф. заполнения ометаемой площади с учётом неработающей части кока и корневище лопасти---Кзап=*=0.91
 
   
 
   
−
2) Ккрут средний коэф.крутки 0.9--0.98 лопастей или квадрат косинуса угла установки лопасти на сечении 0.7-0.8R,
+
4)коэффициент кол-ва лопастей (n)^0.667
−
зависит от относительного шага----например при H/D=1  0.9, при H/D=0.8  0.95, H/D=0.6  0.97, H/D=0.4  0.98
+
 
   
 
   
−
3) Кзап средний коэф.заполнения  винтом  учитывающий затенение центральной части потока комли и кока 0.75--0.9
 
  
−
4) Кn-коэффициент кол-ва лопастей Кn=(N)0.5----1 лопасть Кn=1---- 2х-лоп Кn=1.41---- 3х-лоп Кn=1.73----
+
тяга ВВ на стопе (Н)----'''Fст = 1.25кг/м3 (ТГТВ) f^2''', где торсионная геометрическая тяжесть винта '''(ТГТВ)=(3.2сам--3.5коп) Sл Сул D H n^0.667''', по методу Книжникова,
−
4х-лоп Кn=2 ---- справедливы для несрывного обтекания рабочих зон лопастей на стопе!
+
  
−
Fст = 6 (гтв) f2 , где геометрическая тяжесть винта
 
−
(гтв) =0.6 Кn Сумax  D  H  Sл  ----  0.6 для авиамоделей
 
  
−
динамическая тяжесть это произведение плотности среды на геометрическую тяжесть----поэтому конкретный винт в воздухе крутить легко,а в воде в 800 раз тяжелее!
+
кстати размерность длины м---площади м2---объёма м3---ТГТВ м4 указывает, что любое вращение вызывает появление новой четвертого измерения!
  
−
режим винта статический или на стопе
+
динамическая тяжесть это произведение плотности среды на торсионную геометрическую тяжесть, поэтому конкретный винт в воздухе крутить легко, а в воде в 800 раз тяжелее и упор ГВ на стопе для воды (Н)----Fст = 1000кг/м3 (ТГТВ) fст^2
  
−
например имеем три разных пропеллера и одинаковую мото-установку ---бк 1804-2400, напряжение 7.8в,полный газ!
+
 +
режим винта статический или на стопе:
  
−
1) двухлопастный  6х4,форма лопасти-трапеция, где Кn=1.41,профиль вогнутовыпуклый Су=1.4, диаметр 150мм=0.15м, шаг 100мм=0.1м, рабочая площадь одной лопасти 7см2=0.0007м2---тогда геом.тяжесть винта гтв=0.6х1.41х1.4х0.15х0.1х0.0007=0.0000125м2=1250см4
+
реактивная сила на стопе равна аэродинамической тяге винта-----Кзап ро D^2 h^2 fст^2 Пи/4=ро Пи(0.62гон--1.0сам--1.1коп) Sл n^0.667 Cyл Н D f^2
 +
 +
истинная поступь для многолопастного винта на стопе (м)--- h=(1.62гон--2.0сам--2.1коп)(Cyл Sл n^0.667 Н/D)^0.5 и поступь двухлопастного самолётного
 +
винта при Сул=1.26, hдвух=*=0.5(НD)^0.5
 +
 +
осевая скорость потока в сечении плоскости винта (м/с)---- Vo=h fст
  
−
2) трехлопастной 5х5,форма лопасти-плавник, где Кn=1.73,профиль плосковыпуклый Су=1.2, диаметр 125мм=0.125м, шаг 125мм=0.125м, рабочая площадь одной лопасти 6.5см2=0.00065м2---тогда геом.тяжесть винта гтв=0.6х1.73х1.2х0.125х0.125х0.00065 =0.0000125м2=1250см4
+
мощность потока на стопе (вт)----- Pпот=Fст Vo
  
−
3) четырехлопастной 5х4,форма лопасти-плавник, где Кn=2,профиль сильно вогнутовыпуклый Су=1.6, диаметр 125мм=0.125м, шаг 100мм=0.1м, рабочая площадь одной лопасти 5см2=0.0005м2---тогда геом.тяжесть винта гтв=0.6х2х1.6х0.125х0.1х0.0005=0.0000125м2=1250см4
+
для ДВС расчет момента сопротивления на валу удобно проверить следующим способом---M(Нм)=F h/2Пи КПДвнут, где КПДвнут=1/(0.5+0.225(D H/Sл n^0.67)^0.5)
 +
 +
момент сопротивления это тяга на стопе в ньютонах умножить на поступь в метрах и делить на  два Пи  и  на КПД по тяге реального винта
  
−
тоесть геометрическая тяжесть этих винтов одинаковая и на стенде получены --тяга 6х0.0000125х190х190=2.8Н=280г, частота под нагрузкой 11400об/мин=190Гц, сила тока 9а,мощность потребления 70вт,но самым скоростным винтом в полёте будет трёхлопастной с шагом 5 дюйм!
 
  
 +
для большинства авиамодельных двухлопастных винтов с плосковыпуклым профилем тяжесть упрощенно ----'''ТГТВдвухлоп(м4)=6 Sл D H'''
  
 +
расчёт рабочей площади одной лопасти  винта удобно как  Sл=Sомет х (1/22 для слоуфлаер, 1/26 для пилотажных и 1/30 для скоростных винтов) или
  
−
   
+
  Sл=*=0.16 Сумах Sкр/АКмах n Сул=Sу/2Пи n Сул, и ширина лопасти в 0.75 радиуса---- в=(0.07сам--0.11коп)D
−
истинная поступь для многолопастного винта на стопе --- h=(1.9-2.1)(Sл Cy Kn H/D)0.5
+
 
−
где 1.9 для узких лопастей с большим удлинение 8-10
+
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
−
2.0 для средних 6-7
+
 
−
2.1 для широких 4-5
+
академическая формула пропульсивного коэф. системы винты-самолёт------ Квнеш=100% /(0.5+(Кск^Х Sу/ №вмг Сул)^0.5/D)
 +
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
 
 +
практические расчёты промышленных винтов на стопе смотри статью "воздушные винты"
  
−
скорость потока в плоскости винта v=h f
+
подбор габаритов винта смотри в статье " теория пропульсивных систем"
  
−
мощность потока на стопе Pпот= Fст v=3.6 H D Sл Cy Kn h f3
+
тяга винта на полном газу в режиме горизонтального полёта примерно (1/2--1/3) от стенда
  
−
кпд  идеальный на стопе это квадратный корень из коэф. упора  КПДвнут=100%( h / H )0.5
+
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
 +
Но в практике обычно для проверке данных используют короткие и наглядные формулы основных законов физики :
  
−
  для двс расчет момента  на валу  удобно проверить следующим способом---момент сопротивления это тяга на стопе в ньютонах умножить на поступь в метрах и делить на  два пи  и  на кпд по тяге идеального винта
+
  тяга двухлопастного пропеллера на стопе для ДВС на уровне моря---- Fст=po Sомет Vв^2= 0.22 D^3 Н fст^2
  
−
для большинства двухлопастных винтов с плосковыпуклым профилем и трапецевидной формой геомет.тяжесть упрощенно
+
для э-ВМГ модельной размерности на полном газу частота вращения----fст=0.73 Кхх Uакку, где оборотистость эд  Кхх(Гц/В)=Кv(об/мин/В)/60
−
гтв(м4) = D(м)  H(м)  Sлоп(м2)
+
  
−
расчёт рабочей площади одной лопасти винта удобно как  Sлоп=0.033 Cy D H
+
  Момент инерции винта отвечает за время разгона и торможение вращения-----МИв=n mл (D/Пи)^2 и кинетическая энергия вращения Ек=2 n mл (D fст)^2
  
−
подбор габаритов винта
+
Это важно для электро-мультикоптеров, чем меньше МИ, тем лучше----а для ДВС наоборот, чем больше МИ, тем лучше и зависит от плотности материалов.
−
Оптимизация винта для ла является важной задачей для авиаконструктора----правильно подобрать винтомоторную группу или вмг под самолёт , но не всегда под наличием нужный двигатель при условии что винт можно  сделать самому или заказать недорого на стороне . Расчёт ометаемой площади винта под оптимальный высокий крейсер для полноразмерной авиации Sомет= Сумах Sкр/АКмах---------далее переводим площадь винта в диаметр и получаем оптимальный квадратный винт, где диаметр=геометрическому шагу !
+
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
−
Например для сла с типичным плосковыпуклым профилем с относительной толщиной 14% при РЕ=1 500 000 получаем 1.4х12м2 /12=1.4м2 переводим ометаемую площадь винта в диаметр=1.34м и шаг 1.34м ! далее начинаются ньюансы----
+
−
если нет подходящего двигателя с редуктором нужной моментной характеристикой---
+
−
то при увеличении диаметра и значит ометаемой площади и уменьшении шага получаем более высокую тяговооруженость, но меньший диапозон скоростей---что характерно для прогулочных сла при полётах по кругу с высокой скороподъёмностью  и наоборот,
+
−
при меньшем диаметре и большом шаге получаем скоростной самолёт с низкой тяговооруженностью и большим диапозоном скоростей ----главное чтобы крылышки не сложились при вираже на большой скорости---надо учитывать сопромат и реальные перегрузки ла!
+
  
−
практические расчёты готовых двухлопастных винтов на стопе
+
Философия винта в авиации это эффективная площадь винта Sв=Сул D Н и относительный шаг как соотношение Кв=Н/D--------например аэрокачество винта АКВ=Пи/Кв
  
−
для проверки инженеринга применено математическое тождество аэродинамической теории винтов в статике
+
поступь пропеллера на стопе --------h=0.45(Sв)^0.5-----------------h=0.45 D(Сул Кв)^0.5 -------------скорость потока на стопе  Vв = h fст
  
−
  уравнение №1 скоростной хар-ки----осевая скорость потока в плоскости винта v = K1f  = h f
+
  шаг нулевой тяги в полёте-----------Но=Н(Сул)^0.5--------------------Но=D Кв(Сул)^0.5 ----------------скорость пикирования Vпик=Vмах= Но fхх
  
−
  уравнение №2 тяговой хар-ки----сила тяги винта  F = K2fст2  = 6 (гтв) f2
+
  тяга на стопе-------------------Fст=0.18 Sв (D fст)^2--------------Fст=0.18 Сул Кв (D^2 fст)^2------скорость горизонтальная Vгор=0.9 Н fст
  
−
  уравнение №3 мощностной хар-ки--- мощность потока  P = K3fст3  = 6 (гтв) h f3
+
  подбор габаритов ВВ-------------Sв=Су(1.1САХ)(0.9САХ)/Как=1.2Сумах САХ^2 /Как--------------------------- площадь крыла самолёта Sкр=Куд D Н
 +
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  
 +
Инженерная формула силы тока на стопе э-ВМГ------Iст=Fст h Кхх/КПДвнут=0.5Fст(Но+h)Кхх=0.5Пи ро fст^2 Sл n^0.667(Сул)^0.5 Sв(Н+2(Sл n^0.667 Н/D)^0.5)Кхх      =0.5Пи ро(Коб КПДэд Кхх Uакку)^2 Кхх Sл n^0.667(Сул)^0.5 Sв(Н+2(Sл n^0.667 Н/D)^0.5)
  
−
тяга винта в режиме горизонтального полёта примерно одна вторая от стенда
+
или Iст=(1.0микро--1.2мини--1.4миди--1.6макси) ро n^0.667 (Сул)^0.5 Sв^1.5 Sл Кхх^3 Uакку^2 
  
  
−
аэродинамическое качество лопасти
+
минимальные требование к полёту авиамодели самолёта-------
  
−
Лопасть винта рассматривается как набор элементов крыла с рабочей плошадью S в набегающем потоке с различными углами атаки по классической  формуле подъёмной силы из аэродинамики F=0.5p Cy Sл vокр2 =0.5p (H/D) Sл (3.14 D f)2=
+
  скорость потока через плоскость винта на стопе не менее скорости сваливания Vo = h fст =(2mg/ро Сумах Sкр)^0.5
−
=3.14x 0.5p Sл ( H f )  (3.14 D f )=1.6p Sл vосев vокр---формула показывающая, что аэродинамическая сила лопасти состоит из наведённой реактивной составляющей отбрасывания потока перпендикулярно площади со скоростью vосев (Ньютон) и
+
−
наведённой силой перепада давлений от набегающего потока вдоль площади со скоростью vокр (Бернулли)-----тогда
+
−
для крыла F=1.6p ( b L ) vосев vнаб= (b vвер) (L vпот)1.6p, где множитель1 подъёмной силы это произведение ширины крыла или САХ на вертикальную проекцию скоса потока от половины угла атаки вниз как скорость vверт -----угол скоса потока в два раза меньше угла атаки  обычно для самолёта атака=6гр и угол скоса 3гр, тогда Кскос=соtg3гр=20 ед,
+
−
множитель2  произведения  размаха крыла на скорость набегающего потока как vнабег и термодинамический множ.3=1.6,
+
−
а корень из соотношения  множ2 к множит1----(1.6 L vнаб)/(b vвер))0.5=(1.6(L/b)(vнаб/vвер))0.5=1.25(Куд Кскос)0.5  это  теоритическое обоснование  тождества идеального крыла без профильного сопротивления  и сил трения о поверхность
+
  
−
АКмах=1.25(Куд Кскос)0.5=для суперпланера1.25(25х64)0.5=1.25х40=50!!!
+
тяга в полёте не менее Fмин=mg/АКмах-----тяговооруженность для самостоятельного взлёта с ВПП не менее Тст=0.4----бросок с руки не менее Тст=0.3
  
−
  АКмах=1.25(Куд Кскос)0.5 ---для большой авиации
+
  минимальный механический момент на валу для пилотажного винта с Кв=0.62----- '''М=КПДв Fст Н/2Пи=0.13Fст Н'''
  
−
Тогда, чем больше удлинение крыла или лопасти и больше коэф. скоса, то есть меньше оптимальный угол атаки, тем выше АКмах! По этому принципу построены рекордные планера с ламинизированными профилями на крыльях  и лопасти вертолётов.
+
  минимальная удельная потребляемая электро мощность ВМГ в горизонтальном полёте не менее Рэл/m=40вт/кг-------------'''с набором высоты Рэл/m=100вт/кг'''

Текущая версия на 11:22, 31 марта 2025

Аэродинамический метод расчёта торсионной геометрической тяжести винта (ТГТВ)-----автор Книжников ВВ (гений винта!) 

Вращение по латински---Торсион

Главные хар-ки описывающая возможности открытых тяговых многолопастных винтов на статике[1][2] 

Сул-профиль , D-диаметр, H-шаг, Sл-рабочая площадь одной лопасти на длине от 0.3 до 1 радиуса самолётного винта, от 0.4 до 1 радиуса для  "слоуфлаера", n-кол-во лопастей

для винтов авиамодельной размерности----первые значения для толщины профиля лопасти 9--11% (электро вариант), вторые для 14--16% (ДВС)

1) с сильно вогнуто-выпуклым профилем Сул=1.6--1.8 для коптера и парителя

2) со слабо вогнуто-выпуклым профилем Сул=1.4--1.5 для грузовика

3) с плосковыпуклым профилем Сул=1.2--1.3 для пилотажки и бойцовки

4) с несимметричным двояковыпуклым Сул=1.0--1.1 для гонки и рекордно-скоростных

Тождество относительного шага прямо пропорционально углу атаки на стопе и коэф.подъёмной силы. По аэродинамической теории хорошо считаются тяговые винты с относительным малым шагом Кв=Н/D меньше 1. Если принять, что текущий Су эквивалентен углу атаки лопасти на стопе, а угол от относительного шага Кв,то тогда для винта Су=Сул Кв=Сул Н/D

Одна лопасть винта рассматривается как набор элементов крыла с рабочей площадью Sл в набегающем окружном потоке с различными углами атаки по формуле подъёмной силы из аэродинамики F=0.5pо Cy S Vокр ^2 =0.5pо Сул Кв Sл (Пи D f)^2 К=0.5pо (3.14)^2 Сул H Sл D f^2 К=4.93pо Cyл D H Sл f^2 Kу n^(2/3)

где Ку = Кинт Ккрут Кзап=*=0.4гонка--0.63самолёт--0.7коптер :

1) Кинт средний (0.7--0.8) интегральный коэффициент центра распределения силы тяги по лопасти от радиуса ----центр давления зависит от формы лопасти -----для прямоугольника 0.78R, для эллипса в 0.75R, плавника 0.73R, трапеции 0.7R.

2) Ккрут средний коэф.крутки (0.8--0.98) лопастей или квадрат косинуса угла установки лопасти на сечении (0.7--0.8)R, зависит от относительного шага----например при H/D=1.6---0.8, H/D=1---0.9, при H/D=0.8---0.95, H/D=0.6---0.97, H/D=0.4---0.98

3) Кзап коэф. заполнения ометаемой площади с учётом неработающей части кока и корневище лопасти---Кзап=*=0.91

4)коэффициент кол-ва лопастей (n)^0.667 


тяга ВВ на стопе (Н)----Fст = 1.25кг/м3 (ТГТВ) f^2, где торсионная геометрическая тяжесть винта (ТГТВ)=(3.2сам--3.5коп) Sл Сул D H n^0.667, по методу Книжникова,


кстати размерность длины м---площади м2---объёма м3---ТГТВ м4 указывает, что любое вращение вызывает появление новой четвертого измерения!

динамическая тяжесть это произведение плотности среды на торсионную геометрическую тяжесть, поэтому конкретный винт в воздухе крутить легко, а в воде в 800 раз тяжелее и упор ГВ на стопе для воды (Н)----Fст = 1000кг/м3 (ТГТВ) fст^2


режим винта статический или на стопе:

реактивная сила на стопе равна аэродинамической тяге винта-----Кзап ро D^2 h^2 fст^2 Пи/4=ро Пи(0.62гон--1.0сам--1.1коп) Sл n^0.667 Cyл Н D f^2 

истинная поступь для многолопастного винта на стопе (м)--- h=(1.62гон--2.0сам--2.1коп)(Cyл Sл n^0.667 Н/D)^0.5 и поступь двухлопастного самолётного 
винта при Сул=1.26, hдвух=*=0.5(НD)^0.5

осевая скорость потока в сечении плоскости винта (м/с)---- Vo=h fст

мощность потока на стопе (вт)----- Pпот=Fст Vo

для ДВС расчет момента сопротивления на валу удобно проверить следующим способом---M(Нм)=F h/2Пи КПДвнут, где КПДвнут=1/(0.5+0.225(D H/Sл n^0.67)^0.5) 

момент сопротивления это тяга на стопе в ньютонах умножить на поступь в метрах и делить на  два Пи  и  на КПД по тяге реального винта


для большинства авиамодельных двухлопастных винтов с плосковыпуклым профилем тяжесть упрощенно ----ТГТВдвухлоп(м4)=6 Sл D H

расчёт рабочей площади одной лопасти винта удобно как Sл=Sомет х (1/22 для слоуфлаер, 1/26 для пилотажных и 1/30 для скоростных винтов) или 

Sл=*=0.16 Сумах Sкр/АКмах n Сул=Sу/2Пи n Сул, и ширина лопасти в 0.75 радиуса---- в=(0.07сам--0.11коп)D

академическая формула пропульсивного коэф. системы винты-самолёт------ Квнеш=100% /(0.5+(Кск^Х Sу/ №вмг Сул)^0.5/D)

практические расчёты промышленных винтов на стопе смотри статью "воздушные винты"

подбор габаритов винта смотри в статье " теория пропульсивных систем"

тяга винта на полном газу в режиме горизонтального полёта примерно (1/2--1/3) от стенда

Но в практике обычно для проверке данных используют короткие и наглядные формулы основных законов физики : 

тяга двухлопастного пропеллера на стопе для ДВС на уровне моря---- Fст=po Sомет Vв^2= 0.22 D^3 Н fст^2

для э-ВМГ модельной размерности на полном газу частота вращения----fст=0.73 Кхх Uакку, где оборотистость эд  Кхх(Гц/В)=Кv(об/мин/В)/60

Момент инерции винта отвечает за время разгона и торможение вращения-----МИв=n mл (D/Пи)^2 и кинетическая энергия вращения Ек=2 n mл (D fст)^2 

Это важно для электро-мультикоптеров, чем меньше МИ, тем лучше----а для ДВС наоборот, чем больше МИ, тем лучше и зависит от плотности материалов.

Философия винта в авиации это эффективная площадь винта Sв=Сул D Н и относительный шаг как соотношение Кв=Н/D--------например аэрокачество винта АКВ=Пи/Кв 

поступь пропеллера на стопе --------h=0.45(Sв)^0.5-----------------h=0.45 D(Сул Кв)^0.5 -------------скорость потока на стопе  Vв = h fст 

шаг нулевой тяги в полёте-----------Но=Н(Сул)^0.5--------------------Но=D Кв(Сул)^0.5 ----------------скорость пикирования  Vпик=Vмах= Но fхх

тяга на стопе-------------------Fст=0.18 Sв (D fст)^2--------------Fст=0.18 Сул Кв (D^2 fст)^2------скорость горизонтальная Vгор=0.9 Н fст

подбор габаритов ВВ-------------Sв=Су(1.1САХ)(0.9САХ)/Как=1.2Сумах САХ^2 /Как--------------------------- площадь крыла самолёта Sкр=Куд D Н

Инженерная формула силы тока на стопе э-ВМГ------Iст=Fст h Кхх/КПДвнут=0.5Fст(Но+h)Кхх=0.5Пи ро fст^2 Sл n^0.667(Сул)^0.5 Sв(Н+2(Sл n^0.667 Н/D)^0.5)Кхх =0.5Пи ро(Коб КПДэд Кхх Uакку)^2 Кхх Sл n^0.667(Сул)^0.5 Sв(Н+2(Sл n^0.667 Н/D)^0.5) 

или Iст=(1.0микро--1.2мини--1.4миди--1.6макси) ро n^0.667 (Сул)^0.5 Sв^1.5 Sл Кхх^3 Uакку^2


минимальные требование к полёту авиамодели самолёта------- 

скорость потока через плоскость винта на стопе не менее скорости сваливания Vo = h fст =(2mg/ро Сумах Sкр)^0.5

тяга в полёте не менее Fмин=mg/АКмах-----тяговооруженность для самостоятельного взлёта с ВПП не менее Тст=0.4----бросок с руки не менее Тст=0.3

минимальный механический момент на валу для пилотажного винта с Кв=0.62----- М=КПДв Fст Н/2Пи=0.13Fст Н

минимальная удельная потребляемая электро мощность ВМГ в горизонтальном полёте не менее Рэл/m=40вт/кг-------------с набором высоты Рэл/m=100вт/кг
Источник — «http://multicopterwiki.ru/index.php?title=%D0%98%D0%BD%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BD%D0%B3_%D0%B2%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B0-%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B1%D0%B5%D0%B7&oldid=20737»
Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты
Группа ВКонтакте