Электрички наступают на пятки

[DesertEagle]

Да будет Вам известно,милейший,что при шаге в два сантиметра и озвученных 5624 об/мин (93.7 об/с) скорость нулевой тяги составит всего 8 км/ч,что равно скорости убегающего трусцой от инфаркта.

Совершенно верно, о том и речь - с винтом 88 см без редуктора на оборотах 5624 для снятия мощности 2 кВт шаг получается слишком малым. Поэтому без редуктора винт такого диаметра на этом двигателе использовать невозможно. И поэтому без редуктора придется уменьшать диаметр винта, чтобы увеличить шаг. На практике в такой размерности винтов шаг используют примерно 20 см и выше, что и приводит к максимально возможному диаметру винта без редуктора на этом двигателе примерно 50-60 см, а не 88 см как было бы только из условия не превышения кончиками скорости в 260 м/с. А меньший диаметр ведет к меньшей статической тяге. На самом деле это частая проблема маломощных моторов, когда обороты двигателя позволяют поставить напрямую большой винт, а шаг из-за малой мощности не позволяет это сделать.

Другими словами, не смотря на то, что винт 88 см можно закрепить на этом двигателе напрямую на валу, и на полных оборотах 5624 об/мин его кончики не превысят скорость звука, в реальности винт такого диаметра пришлось бы ставить через понижающий редуктор. Чтобы снизить обороты до таких, при которых шаг для такой мощности станет приемлимым. Это неочевидный момент, корни которого, видимо, исходят из того что в большинство простых формул для предварительного подбора винта не входит шаг винта. Поэтому по ним невозможно определить когда шаг винта становится ограничением для диаметра при прямом приводе, а также в обратном случае когда требуется переход к многолопастным винтам из-за превышения максимального шага.

что будет лучше (предподчтительней) при одинаковой мощности двигателей, высокооборотистый вариант, но с редуктором, или низкооборотистый без редуктора.

Без разницы, кпд редукторов около 90% и выше. При очень маленьких авиамодельных размерностях или больших передаточных числах (как в акро моделях RC вертолетов, где редукция может составлять более 10:1) конкретная реализация редуктора конечно может повлиять на тягу, но при мощности в несколько киловатт и диаметрах винта 40-150 см можно считать, что редуктор никак не влияет на максимальную величину тяги в сравнении с низкооборотистым двигателем такой же мощности. Там просто разница будет меньше погрешности измерений из-за меняющихся окружающих условий.

Единственное на что нужно обратить внимание, если ставить редуктор на такие маломощные электромоторчики - это на подшипники выходного вала. Если редуктор ременный, то у него из-за натяжения ремня есть боковая составляющая. Но народ вроде ставит редукторы и пока никто не жалуется, так что думаю в данном случае это некритично.

 

[Lapshin]

Вы так ничего и не поняли - продолжайте нести свою околесицу уже без меня.

 

[ARTABAN-A]

Видимо я не совсем корректно поставил вопрос. наверное так: что будет лучше (предподчтительней) при одинаковой мощности двигателей, высокооборотистый вариант, но с редуктором, или низкооборотистый без редуктора.

По моему мнению движок с малым KV (оборотами на вольт) будет предпочтительнее в плане компоновки, да и редуктор КПД не добавляет, вес также увеличится. Поэтому и выпускают мощные движки с малым KV, чтобы увеличить напряжение (уменьшив ток) что облегчает работу всей системы, ну и поставить винтик большой. (я здесь не теоретизирую, а из своего авиамодельного опыта пишу). Есть к Вам вопрос, а для чего Вам это? На модель или сами на электрике летать думаете в перспективе?

 

[ARTABAN-A]

Да будет Вам известно,милейший,что при шаге в два сантиметра и озвученных 5624 об/мин (93.7 об/с) скорость нулевой тяги составит всего 8 км/ч,

Теоретически верно, но на практике скорость будет несколько поболее.

 

[henryk]

на практике скорость будет несколько поболее.

http://videos.tf1.fr/jt-we/salon-du-bourget-le-cri-cri-est-un-drole-de-coucou-6551398.html

=283 км/ч на элекстричке!

"with a 45kg battery flies for a bit more than half an hour. "

 

[DesertEagle]

Вы так ничего и не поняли

Вообще-то я спроектировал и изготовил по шаблонам из собственноручно написанной программы не один десяток винтов, поэтому имею практический опыт сравнения различных методик расчета винтов. На мощность примерно такого же порядка, кстати. Которых только на основе математической аппроксимации могу назвать разных штук пять, это из тех что проверял практически. Все что я писал, основано на личном опыте и замерах тяги. Вы невнимательно прочитали или не поняли написанного, я отвечал на вопрос автора по поводу максимальной _статической_ тяги с редуктором и без на конкретном двигателе. Про поступь и шаг, помноженные на обороты, пожалуйста не надо... Так же как про разницу между ними.

продолжайте нести свою околесицу уже без меня.

Аргументированную критику я всегда готов принять. Однако где логика? Я сказал, что на максимально возможном диаметре винта (88 см), который можно без редуктора поставить на данный двигатель на оборотах максимальной мощности, шаг для снятия имеющейся у двигателя мощности получится недопустимо малым (~2 см). Поэтому такой диаметр на таких оборотах ставить без редуктора на этот двигатель нельзя. Вы посчитали на сколько этот винт с таким шагом при таких оборотах будет "ввинчиваться" в воздух и сказали то же самое: такой винт ставить нельзя! Масло масленное. Только с какими-то аллегориями насчет двоек. Хорошо что мне больше повезло с учителями.

 

[Lapshin]

Аргументированную критику я всегда готов принять. Однако где логика?

Логика,любезный,в простой физике,основные формулы которой проходили в далеком 6-м классе.
   Итак,Вы говорите,что располагаемая мощность равна 2кВт и максимально допустимый диаметр винта без редуктора - 0.88м:примем это за исходные данные.
   Далее Вы утверждаете,что при 5624 об/мин шаг винта получается всего 0.02м - давайте проверим как раз этот посыл (против которого,собственно,я и возразил) школьной физикой и законами сохранения.Так мощность,переданная винтом потоку,равна произведению силы тяги на скорость,приданную воздушному потоку,а тяга,в свою очередь,равна произведению секундного расхода массы воздуха на ту же скорость.
   Таким образом,в первом приближении,считая скорость отбрасывания воздуха равномерно распределенной по площади,ометаемой винтом и равной произведению шага на обороты,получаем
V= 93.7 об/с*0.02 м = 1.874 м/с.
Тогда,при площади,ометаемой винтом,равной 3.14*0.88^2/4 = 0.608 м^2,
получим секундный объемный расход воздуха равным
V*S = 1.874 м/с.*0.608 м^2 = 1.14 м^3/с,
а массовый расход воздуха при плотности воздуха в 1.25кг/м3 - равным
1.14 м^3/с* 1.25кг/м3 = 1.425 кг/с.
Теперь,по известной формуле
E=mV^2/2
получим кинетическую энергию,ежесекундно передаваемую винтом потоку,равной
1.425 кг/с*(1.874 м/с.)^2/2 =2.5 кг*м/с^2.
Принимая во внимание,что размерность [кг*м/с] принадлежит силе в ньютонах,получим,что мы передаем потоку мощность всего 2.5 Н/с, т.е. 2.5 вТ,что на ТРИ ПОРЯДКА меньше располагаемой мощности.
Иными словами,Вы,произвольно или нет,хотите сказать,что относительный к.п.д.Вашего винта составит всего 0.1% - это явный абсурд.
   Абсурдность цифры была видна невооруженным глазом изначально,но я привел пошаговые рассуждения,чтобы,в последующем Вы и прочие всегда проверяли свои расчеты и методики примитивными расчетами на пальцах со всеми возможными допущениями,сводя все к законам сохранения.
И порядок величин Вы всегда определите верно.
Успехов.

 

[ВС.]

шаг винта (Н в метрах)приближенно равен:
Н= 30(V рас/n)
Где Vрасч -расчетная скорость км/ч,
n-оборот в мин

Путем несложных арифмет действий можно посчитать: С шагом в 0.02 м (2 см) расчетная скорость будет
Vрас=5624(0.02/30)=3.75км/ч.
А вот сможет для двигатель крутить винт с таким шагом и такими оборотами-другая тема

 

[Lapshin]

шаг винта (Н в метрах)приближенно равен:
Н= 30(V рас/n)
Где Vрасч -расчетная скорость км/ч,
n-оборот в мин

Путем несложных арифмет действий можно посчитать: С шагом в 0.02 м (2 см) расчетная скорость будет
Vрас=5624(0.02/30)=3.75км/ч.
А вот сможет для двигатель крутить винт с таким шагом и такими оборотами-другая тема

Умник - научитесь считать на счетах перед тем,как сувать сюда формулы,смысла которых просто не понимаете.
Повторяю для тугодумов:
- Если винт за минуту сделает 5624 оборота,то за секунду это число надо поделить на 60 (в минуте - 60 секунд) - получите 93.7 оборотов за секунду.
- Шаг - это расстояние,проходимое винтом за оборот,если бы он двигался,скажем,по резьбе:если за один оборот винт проходит 2 см,то за 93.7 оборота - 187.4 см,т.е.1.874 м;и никак иначе.
   Засуньте свои формулы себе в одно место - может быть,изнутри они усвоятся лучше.
   И,ради Бога,не превращайте,в общем,довольно информативный форум в какой-то детский сад,где особо продвинутые выпускники дубовых школ скоро потребуют доказать,что дважды два - четыре.

 

[ВМГ]

с винтом 88 см без редуктора на оборотах 5624 для снятия мощности 2 кВт шаг получается слишком малым. Поэтому без редуктора винт такого диаметра на этом двигателе использовать невозможно. И поэтому без редуктора придется уменьшать диаметр винта, чтобы увеличить шаг. На практике в такой размерности винтов шаг используют примерно 20 см и выше, что и приводит к максимально возможному диаметру винта без редуктора на этом двигателе примерно 50-60 см, а не 88 см как было бы только из условия не превышения кончиками скорости в 260 м/с. А меньший диаметр ведет к меньшей статической тяге. На самом деле это частая проблема маломощных моторов, когда обороты двигателя позволяют поставить напрямую большой винт, а шаг из-за малой мощности не позволяет это сделать.

Исходя из заданных условий получаем:

При
диаметре пропеллера 0.88 м,
редукторе 1.2
получаем тягу винта 12.43 кгс

При
диаметре пропеллера 0.8 м,
без редуктора
получаем тягу винта 11.4 кгс

По моему, нужно брать диаметр винта 0.88 м и не париться. Т.к. при этом не нужен редуктор, а тяга всего на 1 кгс меньше.

Что такое шаг винта в статике не совсем понятно, т.к. в данном случае винт никуда не шагает, а стоит на месте.

 

[ВС.]

Шаг - это расстояние,проходимое винтом за оборот,если бы он двигался,скажем,по резьбе:если за один оборот винт проходит 2 см,то за 93.7 оборота - 187.4 см,т.е.1.874 м;и никак иначе.

По факту  меньше 1.8 м на 15-20%, поступь винта однако

 

[ВС.]

Что такое шаг винта в статике не совсем понятно, т.к. в данном случае винт никуда не шагает, а стоит на месте.

какая разница, воздух то прокачивает. шаг винта:
H = 0,75Dtg, (угол установки сечения на 0.75 диаметра)

 

[DesertEagle]

Далее Вы утверждаете,что при 5624 об/мин шаг винта получается всего 0.02м - давайте проверим как раз этот посыл (против которого,собственно,я и возразил)

Ах, это... Да, вы правы, шаг 2 см я вручную не проверял, да и не писал про точную цифру, а сказал "а, неважно, пару сантиметров", что означает плюс минус, подразумевая, что он в любом случае будет недопустимо малым. Дело в том, что для мощностей от 5 до 14 л.с. и диаметров винта от 80 см до 135 см, из всех найденных в бумажной и цифровой литературе методик расчета, по моим замерам, наиболее точно статическую тягу предсказывает программа PropSelector. С погрешностью где-то 2 кг при размерности тяги около 25 кг. А так как тут зашла речь о соизмеримой мощности ~3 л.с., то решил что этот опыт может оказаться полезным.

Поэтому я привык доверять этой программе и не обратил внимания, что в предельных случаях (фактически, не встречающихся в реальной жизни), ее алгоритм расчета становится неадекватным. Который неизвестен, кстати, но в озвученных выше пределах мощностей и диаметров очень хорошо совпал с результатами измерений.

Возвращаясь к теме, есть один трюк как при большом диаметре винта снять черезчур слишком малую мощность. Можно уменьшить ширину лопасти, это приведет к увеличению шага и он может стать приемлимым для изготовления. Я когда-то изготовил серию таких экспериментальных узких винтов диаметром ~90 см (по тем же причинам - хотелось без редуктора поставить максимально возможный диаметр, обороты позволяли, но шаг выходил слишком малый) в количестве трех штук, с относительной шириной чуть меньше 5%. Но результат меня не удовлетворил. Да, винты выходили на расчетные обороты, но тягу показывали меньше чем винт меньшего диаметра, но с обычной шириной 8-10%. Там где с обычным винтом я снимал ~20 кг тяги, узкий на больших оборотах давал ~15 кг. Допускаю, что технология изготовления была несовершенна, с пластиком может получиться лучше (на больших оборотах и узких лопастях выше требования к качеству профиля и толщине лопасти), но так как мой опыт в этмо смысле не завершился положительно, то советовать по этому поводу ничего не могу.

 

[Lapshin]

По факту меньше на 15-20%, поступь винта однако

Уймитесь - бесполезно.

 

[ВМГ]

Что такое шаг винта в статике не совсем понятно, т.к. в данном случае винт никуда не шагает, а стоит на месте.

какая разница, воздух то прокачивает. шаг винта:
H = 0,75Dtg, (угол установки сечения на 0.75 диаметра)

Да это все понятно. Не понятно только зачем оперировать таким понятием, как шаг, когда оно ничего не дает с практической точки зрения. Лучше уж пользоваться тягой и углом установки. Я так думаю.

 

[ВС.]

Не понятно только зачем оперировать таким понятием, как шаг, когда оно ничего не дает с практической точки зрения

Да. Это пустопорожний треп. Один и тот же винт при одних и тех же моторах, но на разных самолетах будет иметь в разы различное расстояние проходимое за один оборот

 

[ri...]

Уймитесь - бесполезно.

Действительно. Тема, как понял, про привода. А винты, и в "африке" винты.

 

[ВМГ]

Тема, как понял, про привода. А винты, и в "африке" винты.

Не про привода, а про приводЫ. А винты и приводЫ, они и в "африке" винты и приводЫ.

 

[slav]

Вопрос :
как добиться лучших результатов по стат тяге применив:

2. сделать редуктор на этот двигатель
http://www.parkflyer.ru/product/100599/?refcat=20211

\\\\
?
 

Вот этот   http://www.parkflyer.ru/product/386732/?refcat=223     и с редуктором  1 к 3  ! Жаба не должна давить при этом!!!          

 

[Slavka]

Да уж.... тогда ближе к телу:
Вариант (А):
два двигателя (А,В) мощностью по пять кВт каждый и 25000 об/мин вращают через муфты свободного хода центральный вал с винтом. коэф. редукции 1/4
Вариант (Б):
Один двигатель (без редукции) мощностью 10 кВт 6250 об/мин.

какой вариант потянет больший (тяжелее, лопастнее итд....) винт, если КПД редуктора в первом варианте, пренебречь?
PS: хотел вставить картинку, да тут черт ногу сломит, что бы ее вставить!