Ищу помощи по параметрическому моделированию винта и продувке в САПР

[(benutzer)]

Ни какого фиаско нет. 🙂
Вы не спешите.
Постройте все профили сечения лопасти, и тогда соединяйте их поверхностью включая и контур ступицы.

Не нужно делать отдельный переход, как я Вам писал ранее и повторю снова. Стройте лопасть целиком.
Или это у Вас еще не поверхностное моделирование?

Вот это правильная мысль!
Главное не спешите и делайте всё последовательно.

Я пробовал следовать вашему совету, но, то ли я что-то делаю неправильно, то ли Autodesk Inventor работает неправильно.
Я на 3D эскизе спроецировал все 7 сечений лопасти, а также спроецировал 45-градусный сектор ступицы.
Потом провел сплайн через передний носик сечений и увел его в передний верхний угол ступицы.
Так как задняя кромка сечений у меня сходится на углом, сглаживается полукругом, то там провел 2 аналогичных сплайна и завел их в задний нижний угол.
То есть, у вас было две части - верхняя и нижняя половинка, а у меня планировалась три - две половинки и заднее скругление.
И вот на этапе построения всё пошло наперекосяк:
Если я выделял один "сектор" - например верхние половинки сечений 7 и 6, а также кромки сечений 7 и 6, то поверхность строилась, но с ошибкой - она была "выпукло" и без касательности к следующим элементам. А если же я пытался выделить обе кромки целиком и все верхние половинки сечений разом - то оно вообще отказывалось строить поверхность. Что забавно - я открыл справку по программе и там в примере подобное построение работало нормально. А у меня почему-то не хочет.
Была даже мысль плюнуть и все поверхности построить по отдельности, а потом сшить, но, как я сказал выше - касательности там не было.
Так что решил лопасть и ступицу оставить как было, твердым телом, а вот переход сделать поверхностным. Весь вчерашний день потратил на то, чтобы сделать касательность, ибо постоянно где-то были углы. Наконец, касательность полуучилась, но вот сама поверхность на верхней стороне получилась "впалой", что вчера и показал.

 

[(benutzer)]

Можно бы поспорить, но я не стану. Разве что отмечу, что автожира с картинки летают на скорости раза в два и более выше, чем Вы собираетесь. Ну, и у паратрайка основное сопротивление это не телега, а купол и веревки которые никуда не денутся. Хозяин-барин, как грится, по меньшей мере ногам теплее будет, если что. )))

Вот поэтому я и упоминал выше - что надо бы смоделировать и продуть два варианта - без обтекателя и с ним.

 

[UA0IHZ]

Что забавно - я открыл справку по программе и там в примере подобное построение работало нормально. А у меня почему-то не хочет.

Возможно что где-то в геометрии закралась ошибка.
Стройте модель так, как Вам удобнее.
На меня не обращайте внимания. 😀
Самое главное Вы поняли что и как.

 

[(benutzer)]

Что касается построения профилей сечения лопасти для 3D модели.
Тут и далее, буду говорить только про поверхностное моделирование.

Все же постарайтесь строить профили сечений из двух частей верхней и нижней дужек. Не нужно что бы они у Вас состояли из четырех или пяти частей.
Как пример, приведу эскиз профиля RAF-6 «выдернутого» из своего чертежа в плане.
Посмотреть вложение 582848

Чем больше точек будет в сплайне дужки, тем точнее будет построение поверхностей лопасти.

Есть программы, при помощи которых можно сгенерировать нужный профиль.
К примеру, вот этот сайт.

В нем выбрав нужный профиль, на котором строится воздушный винт, Вы можете задать установочный угол профилей в сечениях и указав длину хорды и толщину профиля, сгенерировать в файл ординаты точек, количество которых, так же можно указать. Можно посмотреть параметры (Cx, Cy) профиля на установочных углах, а так же и д.р. параметры.

Можно воспользоваться другими похожими программами. В Инете, их найдется большое количество.

Останется только эти ординаты загрузить в САПР и профили сечений будут построены автоматически.

Во вложении, для примера два TXT файла с ординатами точек профиля CLARK-Y 11,7%. Отдельно верхняя и нижняя дужки.

"Чем больше точек будет в сплайне дужки, тем точнее будет построение поверхностей лопасти."
У меня построение настолько максимально точное, насколько это возможно. Я делал не вручную, а через график функции, где входные параметры параметризированы.

Запасайтесь валерьянкой! Готовы?😀

Вот параметризированный код для построения одного из сегментов профиля (это, вроде, передний верхний сегмент).
Первый большой фрагмент - координаты по Х, второй большой фрагмент - координаты по У.
Третье и четвертое значение - минимальное и максимальное значение функции и, следовательно, крайние точки построенной кривой, чтобы она не шла слишком далеко.

Вот вам и ответ, почему не могу сделать так, чтобы профиль состоял только из двух половинок - если выйти за пределы функции, то она на тех участках будет неправильной.

Поэтому используется 4 аналогичных блока кода - каждый строит одну из 4 частей, притом задняя кромка имеет щель и просто закрывается скруглением по касательной.

В коде видно такие параметры, как N17 / N27 / N347.
Объясняю - они ссылаются на четырех символьное обозначение профилей NACA:
N17: "1" - первое число в обозначении профиля, "7" - седьмой сечение лопасти (у меня 7 сечений)
N27 - вторая цифра, 7 сечение.
N347 - цифры 3 и 4, 7 сечение.

По итогу имеем полностью параметризированную красоту:

А по поводу кода для построения графика функции на ум приходит вот такая лабуда:

Ехал синус через синус,
Видит синус - в синус синус,
Сунул синус синус в синус,
Синус синус синус синус!😏

 

[UA0IHZ]

Всё понятно! 😀

 

[(benutzer)]

Что касается самого расчёта воздушного винта. То я бы поступил так.

Это моё личное мнение и только. 🙂

Как я понял, у Вас «дельталёт» и скорость его точно не самолётная. Может стоит выполнить расчёт в том же Propselector, не на 50 км/час, а выполнить расчёт на максимальную статическую тягу? Как это делается для аэросаней и аэролодок.

Конечно, было бы хорошо знать параметры мотора, для которого проектируется воздушный винт. Мощность, обороты (об/мин) на максимальной мощности, максимальный крутящий момент на валу и на каких он оборотах. Хорошо бы иметь внешнею (скоростную) характеристику мотора. Если таковой нет, то её можно построить, хотя бы приближенно по координатам одной точки (Nemax, nN) - метод профессора С. Р. Лейдермана.

Расчет воздушного винта выполнять не на полную мощность мотора, а на 0,8*N, где N-полня мощность мотора.

Моторы тоже разные, не смотря на одинаковую марку (модель). Это зависит от срока его эксплуатации, новый, после ремонта и т.д.

Для начала, чтобы выяснить точные параметры мотора, хорошо бы изготовить мулинетку и крутануть с ней мотор, контролируя обороты тахометром. Так узнаем реальную развиваемую мощность мотора.

Обороты воздушного винта D = 1,5 м, выбрать 2500 – 2600 об/мин. При таких оборотах, окружная скорость законцовок лопастей будет: 2500 об/мин. = 196 м/сек., при 2600 об/мин. = 204 м/сек. Что вполне приемлемо.

В целом, для расчёта воздушного винта в первом приближении, процесс будет не такой и сложный.

Не, не дельталёт, паратрайк - парапланерное крыло с телегой.
Скорость 50 км/ч взял с сайта производителя крыла - "Скорость триммерная - 50/кмч). Есть ещё и с отпущенными триммерами - 68, но, я такое не рассматриваю - опыта мало и боюсь поймать переднее сложение, особенно если внезапно влететь в область турбулентности.

Мотор Lifan KP 500 ECC планируется. Продаваны обещают 24 лошадиные, но, силы-то китайские, поэтому я их целенаправленно снизил до 20.
Помимо это где-то недавно видел (но, увы, потерял) файлик от производителя с испытанием прошлого мотора из этой линейки - KP 460 (обычный, карбюраторный, не ECC) - вот там были графики с испытательных стендов и KP 460, который обещал 20 л.с. от продавцов, выдал только 16.6

Плюс к этому на Youtube видел видео аэролодочников, которые с KP 460 (16.6 реальных л.с. вместо 20) снимали минимум 70 кг статичной тяги, а максимум - 82 (но это со снятым глушителем). Поэтому я ориентируюсь примерно на те же цифры - допустим, вместо обещанных 24л.с. будет только 20, значит, можно ожидать примерно тех же результатов, что и от 16,6 л.с с небольшим излишком.

Почему рассчитываю на 50 км/ч, а не статичную тягу?
Как я говорил раньше - по капельке выжимаю максимальную экономичность везде, где только можно. Обычным летунам важна именно статичная тяга, т.к. взлетают либо на лыжах со снега, либо на колесах с земляных или даже травяных полей. А мне важна именно экономичность в полёте. Да, дистанция взлета увеличится, да и взлетать придётся с асфальта - но это вообще не проблема.

 

[(benutzer)]

Качество картинки ужасное, но что то разобрать всё же можно. 😀
Посмотреть вложение 582855

Ну, в принципе, отсюда можно "на глазок" замерить ширину лопастей и толщину профилей - не думаю, что отклонение процента на 2-3 будет критичным.

 

[(benutzer)]

Всё понятно! 😀

Я этим кодом за последнюю неделю уже троих человек напугал😅

 

[(benutzer)]

Нашел! Данные с испытательного стенда Lifan KP 460 Е (Е - электростартер, без Е - дёргалка для запуска) (ЕСС - электронное управление заслонкой карбюратора + тот же электростартер)

Сравнение двигателей на силовом стенде

lifan-rf.ru

То есть, правильно народ пишет, что на таких двигателях надо отрегулировать регулятор максимальных оборотов, чтобы поднять их с 3600 до 4000. Но у ECC вроде как обещают 5000 оборотов без регулировок - но это надо либо искать документацию/обзоры, либо самому смотреть с тахометром.

 

[(benutzer)]

Нашел! Данные с испытательного стенда Lifan KP 460 Е (Е - электростартер, без Е - дёргалка для запуска) (ЕСС - электронное управление заслонкой карбюратора + тот же электростартер)

Сравнение двигателей на силовом стенде

lifan-rf.ru

То есть, правильно народ пишет, что на таких двигателях надо отрегулировать регулятор максимальных оборотов, чтобы поднять их с 3600 до 4000. Но у ECC вроде как обещают 5000 оборотов без регулировок - но это надо либо искать документацию/обзоры, либо самому смотреть с тахометром.

Сейчас написал этим продавцам по ссылке - спросил, нет ли у них графиков испытаний именно на Lifan KP 500 ECC и также спросил, нет ли у них контактов производителя, чтобы напрямую у них спросить. Ждём-с, пока ответят (хотя, мне кажется, что вообще не ответят)

 

[(benutzer)]

P.S. Эх, жаль, что у Lifan нет дизельного двигателя на 20-24 лошади, только на 17 - экономия бы получилась шикарной.
У бензинового двигателя (АИ-92) расход 375 грамм на Квт*Ч, а у дизеля всего 280.
Из плюсов - выхлопной копотью можно было бы буквы в небе писать - на рекламе бы заработал😅

 

[vert]

Если печатать на 3Д принтере, то может напечатать основу винта целиком с учетом слоев стеклоткани,(как бы пенопласт), а затем обклеить его снаружи нужным количеством ткани. Правда, наружную поверхность долго выводить придется шкурением и шпаклеванием. Применительно к винту с параметрами 16л.с.,2500 об/мин., 1,5м, две лопасти, профиль NACA -4412 у меня по Юрьеву получаются такие параметры. См. картинку При оптимизации максимальной тяги на месте - лопасть ,будет шире и крутка меньше, чем при 40-50 км/час.

 

[(benutzer)]

Если печатать на 3Д принтере, то может напечатать основу винта целиком с учетом слоев стеклоткани,(как бы пенопласт), а затем обклеить его снаружи нужным количеством ткани. Правда, наружную поверхность долго выводить придется шкурением и шпаклеванием. Применительно к винту с параметрами 16л.с.,2500 об/мин., 1,5м, две лопасти, профиль NACA -4412 у меня по Юрьеву получаются такие параметры. См. картинку При оптимизации максимальной тяги на месте - лопасть ,будет шире и крутка меньше, чем при 40-50 км/час.

В принципе, можно. Но, во-первых, как я упоминал ранее - надо всё таки рассчитать центробежную нагрузку и глянуть, хватит ли только внешней стеклопластиковой оболочки. Во-вторых, надо всё таки как-то скрепить напечатанные сегменты между собой. У меня рабочее поле принтера по высоте 25см. То есть, на одну лопасть получается 6 сегментов.

А можно спросить? Что на картинке значат B, Fi и Nb? Не совсем понял - то ли углы атаки, то ли установочные углы.

И по поводу печати... Вот вам немного позора полугодичной давности, когда я был вообще дуб дубом в этой теме:

Как говорится - без комментариев. Пойду, пожалуй, в монастырь уйду, ибо душа моя не вынесет сего позора...🙄

 

[UA0IHZ]

Как говорится - без комментариев.

Всё в порядке! 🙂 Зачем в монастырь то сразу.😆
Что-то меня Ваши эти фото на мысль натолкнули.
А почему бы Вам не построить воздушный винт переставного шага?
Было дело, как то проектировал такой. На форму лопасти не обращайте внимания.

Воздушный винт в сборе.

Лопасть.

...и одна половинка ступицы. Вторая точно такая же.

 

[(benutzer)]

Если печатать на 3Д принтере, то может напечатать основу винта целиком с учетом слоев стеклоткани,(как бы пенопласт), а затем обклеить его снаружи нужным количеством ткани. Правда, наружную поверхность долго выводить придется шкурением и шпаклеванием. Применительно к винту с параметрами 16л.с.,2500 об/мин., 1,5м, две лопасти, профиль NACA -4412 у меня по Юрьеву получаются такие параметры. См. картинку При оптимизации максимальной тяги на месте - лопасть ,будет шире и крутка меньше, чем при 40-50 км/час.

Что забавно

Всё в порядке! 🙂 Зачем в монастырь то сразу.😆
Что-то меня Ваши эти фото на мысль натолкнули.
А почему бы Вам не построить воздушный винт переставного шага?
Было дело, как то проектировал такой. На форму лопасти не обращайте внимания.

Воздушный винт в сборе.
Посмотреть вложение 582863

Лопасть.
Посмотреть вложение 582864

...и одна половинка ступицы. Вторая точно такая же.

Посмотреть вложение 582865
Посмотреть вложение 582866

Да я бы рад сделать винт переставного шага - было бы просто шикарно. Но, есть проблема - нет денег на покупку ступицы (тот же ростоввинт продают их), плюс нет доступа к станкам, чтобы отфрезеровать самому. Поэтому остаётся наиболее простой выход - сделать два двухлопастных винта, сделать в ступицах выборки на половину толщины, соединить винты крест на крест в один четырехлопастной и оклеить всё стеклотканью. В дополнении к этому не смогу сделать нормальный "буртик", чтобы закрепить лопасть в ступице. Обычно винты делают в металлических формах, где этот буртик уже отфрезерован, а вручную выклеить его я наверняка не смогу.

P.S. Кстати, мне тот "винт" чуть по балде не прилетел, когда я его попробовал в шуруповерте раскрутить😅

 

[UA0IHZ]

Что на картинке значат B, Fi и Nb?

Полагаю, что:
- r (i) - это радиусы сечений .
- b (i) - это длина хорды профилей в сечении.
- f (i) - это максимальная толщина профилей в сечении.
- Nb - мощность мотора

 

[(benutzer)]

Полагаю, что:
- r (i) - это радиусы сечений .
- b (i) - это длина хорды профилей в сечении.
- f (i) - это максимальная толщина профилей в сечении.
- Nb - мощность мотора

Хм, пожалуй, да, весьма похоже на то.

 

[vert]

Что на картинке значат B, Fi и Nb?

На картинке столбики
r (i) - это относительные радиусы сечений .
- b (i) - это длина хорды (мм) профилей в сечении.
- f (i) - это угол установки сечения (град.).
- Nb - мощность мотора (л.с.)
На картинке справа вверху - fi - крутка лопасти. Для статики, нулевой скорости - 9 град., для скорости -40 км/час -уже 15 град. и хорда меньше.
Но у меня используется профиль выпукло-вогнутый NACA 4412, у него Су выше и соответственно хорду можно меньше делать, чем у плосковыпуклого профиля. Но если строгать вручную из дерева - плоско выпуклый легче выполнить. Для лопасти такого диаметра-1,5м обычно достаточно толщины стеклоткани в комле -3 -4 мм при пустотелой лопасти. Для соединения пенопластовых профилей основы вертолетной лопасти мы использовали такие замки по длине при фрезеровке на СЧПУ.

 

[(benutzer)]

На картинке столбики
r (i) - это относительные радиусы сечений .
- b (i) - это длина хорды (мм) профилей в сечении.
- f (i) - это угол установки сечения (град.).
- Nb - мощность мотора (л.с.)
На картинке справа вверху - fi - крутка лопасти. Для статики, нулевой скорости - 9 град., для скорости -40 км/час -уже 15 град. и хорда меньше.
Но у меня используется профиль выпукло-вогнутый NACA 4412, у него Су выше и соответственно хорду можно меньше делать, чем у плосковыпуклого профиля. Но если строгать вручную из дерева - плоско выпуклый легче выполнить. Для лопасти такого диаметра-1,5м обычно достаточно толщины стеклоткани в комле -3 -4 мм при пустотелой лопасти. Для соединения пенопластовых профилей основы вертолетной лопасти мы использовали такие замки по длине при фрезеровке на СЧПУ.

Посмотреть вложение 582867

Шикарная заготовка!
А стеклоткань какой плотности лучше использовать? Или без разницы, лишь набрать эти 3-4мм? Хотя, по логике, менее плотная ложится легче и даёт меньше искажений.

И ещё вопрос:
Если попробовать соединить 2 лопасти в 4 методом половинной выборки ступицы, то как лучше усилить это место? Или просто хватит тех же 3-4 мм стеклоткани поверх собранной ступицы?

И по поводу вашей программы - она, случайно, не подсчитывает КПД винта?

 

[vert]

Мы используем кордную стеклоткань Т-25 , толщиной около 0,3мм в пакете и 320г/кв.м -сухая. Тонкую долго укладывать, много слоев надо.
Не понял почему хотите 4 лопасти? Неразъемный четырехлопастной винт 1,5м даже в легковую машину не влезет для перевозки. Двухлопасной проще, ну лопасти у него соответственно пошире будут. Соединять можно как угодно, т.к. всю прочность несет стеклоткань. Программка КПД считает. См. картинку для 1,5м, 2 лопасти, 50 км/час. кпд -0,574, хорда макс.-102мм.
Что-то я подумал, что пластик с 3Д принтера наверное тяжеловат все-таки будет.
А не лучше ли напечатать матрицу из двух половинок на принтере, отшкурить, отполировать ее и спокойно клеить в ней стеклопластиковые винты. Вариантов изготовления - много. Можно пустотелый двухлопастной винт под вакуумом полиэтиленовым мешком с выходом мешка через ступицу. Можно сделать еще одну матрицу для отливки пенопласта (двухкомпонентный ППУ) с заданной геометрией с учетом стеклоткани, затем обклеить пенопласт пропитанной смолой стеклотканью и сдавить двумя половинками основной матрицы. Получится- серийное изготовление винтов, т.к. часто бывают ломаются они об землю. Также переставные винты можно делать с покупкой втулок.