Не, увы, не "мало ли" - йа так-то высоты боюсь😆
Ищу помощи по параметрическому моделированию винта и продувке в САПР
Так-с, народ! Снова нужна ваша помощь! Будем повышать гипотетическую эффективность гипотетического пропеллера!
Дано:
Крыло парапланерное, в конфигурации с тележкой.
В паспорте к крылу указана скорость:
На триммерах - 50 км/ч
С отпущенными триммерами - 68 км/ч.
Очевидно, что повышенная скорость полёта повышает аэродинамическое сопротивление системы крыло-стропы-трайк.
Но, вместе со скоростью растёт и КПД винта. Если не прав - поправьте.
КПД винта, вроде как, напрямую зависит от коэффициента лямбда, то бишь относительной поступи. Так?
Коэффициент лямбда - это поступь, делённая на диаметр винта (в метрах) - так?
А поступь - это скорость полёта (в метрах в секунду), деленные на обороты винта (в секунду).
То есть, чтобы повысить КПД винта, надо бы повысить скорость полёта.
Отсюда вопрос - прав ли я в предположении, что несмотря на возросшее аэродинамическое сопротивление трайка, иногда возможны такие параметры когда винт сделанный под 68км/ч и скорости полёта 68км/ч будет выгоднее (дальность/скороподъемность), чем винт, сделанный под 50 км/ч и скоростью полёта 50 км/ч?
Дано:
Крыло парапланерное, в конфигурации с тележкой.
В паспорте к крылу указана скорость:
На триммерах - 50 км/ч
С отпущенными триммерами - 68 км/ч.
Очевидно, что повышенная скорость полёта повышает аэродинамическое сопротивление системы крыло-стропы-трайк.
Но, вместе со скоростью растёт и КПД винта. Если не прав - поправьте.
КПД винта, вроде как, напрямую зависит от коэффициента лямбда, то бишь относительной поступи. Так?
Коэффициент лямбда - это поступь, делённая на диаметр винта (в метрах) - так?
А поступь - это скорость полёта (в метрах в секунду), деленные на обороты винта (в секунду).
То есть, чтобы повысить КПД винта, надо бы повысить скорость полёта.
Отсюда вопрос - прав ли я в предположении, что несмотря на возросшее аэродинамическое сопротивление трайка, иногда возможны такие параметры когда винт сделанный под 68км/ч и скорости полёта 68км/ч будет выгоднее (дальность/скороподъемность), чем винт, сделанный под 50 км/ч и скоростью полёта 50 км/ч?
Последнее редактирование:
UPD с примерными рассчётами:
Случай 1:
Винт D1,75см
23.333 оборотов в секунду
Шаг 90см (чтобы уравнять потребную мощность с мощностью двигателя)
Скорость полёта: 50 кмч или 13,888 м/с.
Через PropSelector получаем КПД 66,259 процентов:
Теперь считаем:
Поступь: 13,888/23,333 = 0,5952
Лямбда: 0,5952 / 1,75 = 0,3401
Случай 2:
Тот же винт 1,75
23,333 оборотов/с
Шаг 100 (опять таки, чтобы уравнять мощности)
Скорость 68кмч или же 18,888 м/с
По PropSelector получаем уже КПД 74,6 процентов:
Считаем:
Поступь: 18,888/23,333 = 0,8094
Лямбда: 0,8094 / 1,75 = 0,4625
А теперь скорости полёта и КПД винтов, полученные в PropSelector загоняем в калькулятор с форулами:
Потребную мощность для горизонтального полёта я считаю так:
(((M*G)*V)/Ак)/КПД
Где:
М - Масса в килограммах
G - ускорение свободного падения = 9,8
V - скорость полёта в метрах в секунду
Ак - аэродинамическое качество
КПД - КПД винта в десятичной дроби, то есть, к примеру 60% = 0,6
По формуле получаем потребную мощность в ваттах, а для перевода в л.с. делим на 735,5
Правда, тут не учитывал КПД редуктора...
Избыточная мощность - мощность дрыгателя минус потребная мощность.
Возможный набор высоты при известной избыточной мощности считаю так:
((N*J)*КПДв)/(M*G)
Где:
N - избыточная мощность в л.с.
J - коэффициент перевода в ватты = 735,5. То есть, N*G - получаем избыточную мощность в ваттах
КПДв - КПД винта в десятичных дробях
M - масса в кг
G - ускорение свободного падения = 9,8
И, у меня выходит, при большей скорости полёта нужно больше тяги, но при этом эта дополнительная тяга берётся за счёт того, что винт работает на большем КПД и даже чуток с запасом остаётся. То есть, можно взять меньше топлива, но на большей скорости лететь на то же расстояние.
А теперь берём тухлые помидоры, кидаем в меня и говорим, где я опять накосячил в теории и расчётах!🙂
Случай 1:
Винт D1,75см
23.333 оборотов в секунду
Шаг 90см (чтобы уравнять потребную мощность с мощностью двигателя)
Скорость полёта: 50 кмч или 13,888 м/с.
Через PropSelector получаем КПД 66,259 процентов:
Теперь считаем:
Поступь: 13,888/23,333 = 0,5952
Лямбда: 0,5952 / 1,75 = 0,3401
Случай 2:
Тот же винт 1,75
23,333 оборотов/с
Шаг 100 (опять таки, чтобы уравнять мощности)
Скорость 68кмч или же 18,888 м/с
По PropSelector получаем уже КПД 74,6 процентов:
Считаем:
Поступь: 18,888/23,333 = 0,8094
Лямбда: 0,8094 / 1,75 = 0,4625
А теперь скорости полёта и КПД винтов, полученные в PropSelector загоняем в калькулятор с форулами:
Потребную мощность для горизонтального полёта я считаю так:
(((M*G)*V)/Ак)/КПД
Где:
М - Масса в килограммах
G - ускорение свободного падения = 9,8
V - скорость полёта в метрах в секунду
Ак - аэродинамическое качество
КПД - КПД винта в десятичной дроби, то есть, к примеру 60% = 0,6
По формуле получаем потребную мощность в ваттах, а для перевода в л.с. делим на 735,5
Правда, тут не учитывал КПД редуктора...
Избыточная мощность - мощность дрыгателя минус потребная мощность.
Возможный набор высоты при известной избыточной мощности считаю так:
((N*J)*КПДв)/(M*G)
Где:
N - избыточная мощность в л.с.
J - коэффициент перевода в ватты = 735,5. То есть, N*G - получаем избыточную мощность в ваттах
КПДв - КПД винта в десятичных дробях
M - масса в кг
G - ускорение свободного падения = 9,8
И, у меня выходит, при большей скорости полёта нужно больше тяги, но при этом эта дополнительная тяга берётся за счёт того, что винт работает на большем КПД и даже чуток с запасом остаётся. То есть, можно взять меньше топлива, но на большей скорости лететь на то же расстояние.
А теперь берём тухлые помидоры, кидаем в меня и говорим, где я опять накосячил в теории и расчётах!🙂
"На самом деле, всё не так как в действительности..."©
Когда Вы сделаете своими руками первый деревянный ( или пластиковый ) пропеллер и проверите его на практике, то вышеприведённый эпиграф станет наполняться смыслом.
Можно бесконечно пересчитывать пропеллеры в разных программах и по разным методикам, но хороший результат Вы получите только изготовляя что-нибудь, минимум, с третьего раза. И поймёте, что все методики - это не более чем руководство к действию. Тогда же, придёт ( или не придёт...) понимание, как пользоваться методиками расчёта, для чего годятся и не годятся все эти готовые "семейства характеристик" и многое, многое...
Пока не съеден пуд опилок, удовлетворительного результата не будет.
Все расчётные методики и калькуляторы дают результат. Но, пока нет достаточного представления каким должен быть результат, точность Ваших расчётов "+/- лапоть".
Не случайно же люди годами приобретают знание в профильном учреждении, а потом, годами, на практике приобретают понимание, как это знание правильно применять.
А тут, Вам предлагают нажать несколько виртуальных клавиш и... полагаете это то что вы хотите..?
В студенчестве, я, например, Юрьева раза три перечитывал полностью. А помимо, всё, что было доступно в библиотеке института... Составлял на программируемом калькуляторе алгоритм расчёта, считал... Получалась ерунда. Брал статистические номограммы получалось, что-то похожее на правду. И, только с достаточным пониманием влияния геометрических параметров на результат, изготовив два пропеллера, стало понятно, какой нужен для снятия максимальной тяги в статике и получения максимального КПД в полёте. При этом, профили, крутка и форма в плане ( шаблоны ) оставались неизменными. Менялся только шаг.
Полагаю, что в диапазоне мощности от 15 до 60 л.с. хорошие пропеллеры будут иметь диаметр, соответственно, 120 - 170 см. Редукцию выбирайте с учётом скорости конца лопасти не менее190 м/с, но не более 210.
Это практическое видение подходящего пропеллера.
Известно, что лучшие образцы винтов, дают: для мощности 25л.с. стат тягу 90кг при диаметре 1420 мм. Для мощности 30 л.с. стат тягу 120 кг при диаметре 1620 мм. Для мощности 50 л.с дают стат тягу 145 кг при диаметре 1640 мм. Для мощности 64 л.с. стат тягу 170 кг при диаметре 1720 мм. Для крейсера 75-90 км/ч. угол сечений на R0,75 13-14 градусов. Угол концевого сечения 7-10 градусов. В корне 23-26 градусов. Крутка не линейная. Сравнивайте с результатом расчётной методики, которой пользуетесь.
Есть и альтернатива. Приобретайте разные проверенные пропеллеры и из них выбирайте, какой больше подходит под Ваши желания...
Когда Вы сделаете своими руками первый деревянный ( или пластиковый ) пропеллер и проверите его на практике, то вышеприведённый эпиграф станет наполняться смыслом.
Можно бесконечно пересчитывать пропеллеры в разных программах и по разным методикам, но хороший результат Вы получите только изготовляя что-нибудь, минимум, с третьего раза. И поймёте, что все методики - это не более чем руководство к действию. Тогда же, придёт ( или не придёт...) понимание, как пользоваться методиками расчёта, для чего годятся и не годятся все эти готовые "семейства характеристик" и многое, многое...
Пока не съеден пуд опилок, удовлетворительного результата не будет.
Все расчётные методики и калькуляторы дают результат. Но, пока нет достаточного представления каким должен быть результат, точность Ваших расчётов "+/- лапоть".
Не случайно же люди годами приобретают знание в профильном учреждении, а потом, годами, на практике приобретают понимание, как это знание правильно применять.
А тут, Вам предлагают нажать несколько виртуальных клавиш и... полагаете это то что вы хотите..?
В студенчестве, я, например, Юрьева раза три перечитывал полностью. А помимо, всё, что было доступно в библиотеке института... Составлял на программируемом калькуляторе алгоритм расчёта, считал... Получалась ерунда. Брал статистические номограммы получалось, что-то похожее на правду. И, только с достаточным пониманием влияния геометрических параметров на результат, изготовив два пропеллера, стало понятно, какой нужен для снятия максимальной тяги в статике и получения максимального КПД в полёте. При этом, профили, крутка и форма в плане ( шаблоны ) оставались неизменными. Менялся только шаг.
Полагаю, что в диапазоне мощности от 15 до 60 л.с. хорошие пропеллеры будут иметь диаметр, соответственно, 120 - 170 см. Редукцию выбирайте с учётом скорости конца лопасти не менее190 м/с, но не более 210.
Это практическое видение подходящего пропеллера.
Известно, что лучшие образцы винтов, дают: для мощности 25л.с. стат тягу 90кг при диаметре 1420 мм. Для мощности 30 л.с. стат тягу 120 кг при диаметре 1620 мм. Для мощности 50 л.с дают стат тягу 145 кг при диаметре 1640 мм. Для мощности 64 л.с. стат тягу 170 кг при диаметре 1720 мм. Для крейсера 75-90 км/ч. угол сечений на R0,75 13-14 градусов. Угол концевого сечения 7-10 градусов. В корне 23-26 градусов. Крутка не линейная. Сравнивайте с результатом расчётной методики, которой пользуетесь.
Есть и альтернатива. Приобретайте разные проверенные пропеллеры и из них выбирайте, какой больше подходит под Ваши желания...
Anatoliy.
Верной дорогой идете товарищи!!!
- Откуда
- Севастополь
Все эти калькуляторы пригодны только для какого то одного вида воздушного винта и для определенных условий эксплуатации.
Шаг в лево,шаг в право дают результат
Поэтому и появляются рекомендации типа для такой то мощности подходят воздушные винты с таким то диаметром и с такой то поступью.
А если надо в конкретном случае вот такие то обороты и для такой то скорости полета, то предлагают "гениальное" решение
Я просто фигею от этих консультантов - предлагателей решения проблем с воздушным винтом.
Anatoliy.
Верной дорогой идете товарищи!!!
- Откуда
- Севастополь
Балка это про прочность деревянного винта или Вы действительно наконец то приобрели электроды для сварки деревянных реечек?
Не, раздобыл пару мотков синей изоленты.
Не винт, именно балка на прогиб.
- Откуда
- город Магадан
Шпашыба!
Правда, у меня херня какая-то получается, если сравнивать стальной профиль и деревянный брус:
Стальной профиль 40*20*2, длина 1500, нагрузка 270кг по центру - прогиб около 6-8мм, масса одной трубы 2,64кг
Деревянный брус 40*20*1500, нагрузка 270 по центру - прогиб около 1,25мм. Масса одного бруска 640грамм...
Это что, получается что дерево в некоторых случаях не только прочнее, но и легче? Не верю...
А это, наверное, от того, что Вы пользуетесь калькулятором расчёта балок, а не методичкой по сапромату...
😁
Допустимые напряжения в дереве на порядок меньше, чем у стали. Для бруска 40х20х 1500 нагруженного в центре 270 кг. Критические напряжения возникнут раньше, чем полная нагрузка - он сломается. Так, что ищите ошибку ...
Вот и я чую подвох - не может такая тонка рейка держать 270кг. Завтра до работы доберусь, посмотрю - не считает ли случайно моя САПР прочность дерева...
Тем временем для наглядности (хотел глянуть переход первого сечения в ступицу) распечатал кусок в масштабе 1-1.
Максимально экономил и печатал в один слой толщиной. Из-за этого стенки получились мягкие и у ступицы прямые стенки превратились в выпуклые.
Ну и толщина, как по мне, слишком большая вышла у ступицы. Возможно, надо будет либо немного тупо обрезать, либо у первого сечения уменьшить шаг, чтоб угол стал меньше и, следовательно, толщина ступицы стала меньше.
Ну и на этом я иду спать, всем до завтра.
Максимально экономил и печатал в один слой толщиной. Из-за этого стенки получились мягкие и у ступицы прямые стенки превратились в выпуклые.
Ну и толщина, как по мне, слишком большая вышла у ступицы. Возможно, надо будет либо немного тупо обрезать, либо у первого сечения уменьшить шаг, чтоб угол стал меньше и, следовательно, толщина ступицы стала меньше.
Ну и на этом я иду спать, всем до завтра.
Товарищи! Снова нужен совет!
Снова открыл PropSelector, да поигрался с параметрами винта
(если кто забыл - планирую строить паратрайк и к нему надо бы рассчитать винт).
Вбил значения для винта D 1750мм и 150мм, получил вот такие данные:
68 км/ч - максимальная скорость парапланерного крыла (по крайней мере, так пишет производитель), триммерная - 50 км/ч.
Да, 68 км/ч по сравнению с с 50 км/ч требует большей мощности ввиду возросшего сопротивления но, зато КПД винта получается больше - 68% против 54.
Почему обороты 1700? На Озоне присмотрел шестеренчатый редуктор с коэффициентом 1:2. Тогда как 3400 оборотов двигателя - это результаты испытаний двигателя Lifan KP 460, где при 3400 он показывает наименьший расход. Но есть отличие - я планирую брать Lifan KP 1100 на 30 л.с., и, думаю, что график у него будет по форме примерно такой же, но на 3400 оборотах он, надеюсь, выдаст 22-25 л.с. 3400 делим на 2, получаем 1700 оборотов винта.
Собственно, вопрос - насколько можно верить показаниям PropSelector?
Хотелось бы отдать предпочтение именно четырехлопастному винту 1500мм - КПД ниже всего на две десятых процента, зато габариты меньше аж на 25см. При меньших гарабритах потребуется меньшее ограждение, а это меньшая масса и меньший рычаг (стропы крыла так-то давят на ограждение при старте).
В общем, жду критики и советов.
Снова открыл PropSelector, да поигрался с параметрами винта
(если кто забыл - планирую строить паратрайк и к нему надо бы рассчитать винт).
Вбил значения для винта D 1750мм и 150мм, получил вот такие данные:
68 км/ч - максимальная скорость парапланерного крыла (по крайней мере, так пишет производитель), триммерная - 50 км/ч.
Да, 68 км/ч по сравнению с с 50 км/ч требует большей мощности ввиду возросшего сопротивления но, зато КПД винта получается больше - 68% против 54.
Почему обороты 1700? На Озоне присмотрел шестеренчатый редуктор с коэффициентом 1:2. Тогда как 3400 оборотов двигателя - это результаты испытаний двигателя Lifan KP 460, где при 3400 он показывает наименьший расход. Но есть отличие - я планирую брать Lifan KP 1100 на 30 л.с., и, думаю, что график у него будет по форме примерно такой же, но на 3400 оборотах он, надеюсь, выдаст 22-25 л.с. 3400 делим на 2, получаем 1700 оборотов винта.
Собственно, вопрос - насколько можно верить показаниям PropSelector?
Хотелось бы отдать предпочтение именно четырехлопастному винту 1500мм - КПД ниже всего на две десятых процента, зато габариты меньше аж на 25см. При меньших гарабритах потребуется меньшее ограждение, а это меньшая масса и меньший рычаг (стропы крыла так-то давят на ограждение при старте).
В общем, жду критики и советов.
И, чтобы не плодить лишние темы, спрошу прямо тут:
Нужен совет по сопромату:
Смотрите, есть сталь ст3 (озон продаёт именно такие профильные трубы). У неё прочность на разрыв 370 МПа и плотность 7850кг / м3.
Удельная прочность на разрыв: делим 370 на 7850 = 0,04713
И есть фанера (березовая, ламинированная) с прочностью на разрыв 30 МПа и плотностью 700 кг / м3.
Удельная прочность: 0,04285. Разница всего 9 процентов.
Правильно ли я понимаю, что если нагрузка будет только на растяжение, то сталь вполне можно заменить фанерой?
Нужен совет по сопромату:
Смотрите, есть сталь ст3 (озон продаёт именно такие профильные трубы). У неё прочность на разрыв 370 МПа и плотность 7850кг / м3.
Удельная прочность на разрыв: делим 370 на 7850 = 0,04713
И есть фанера (березовая, ламинированная) с прочностью на разрыв 30 МПа и плотностью 700 кг / м3.
Удельная прочность: 0,04285. Разница всего 9 процентов.
Правильно ли я понимаю, что если нагрузка будет только на растяжение, то сталь вполне можно заменить фанерой?
Да, я про смятие тоже думал. Если это отверстие, то на ум приходит сделать какую-нибудь втулку из металлической трубы. Ну и отверстий сделать несколько, чтобы нагрузку равномерно между ними распределить. Если же нагрузка идёт не на отверстие, а не плоскость фанеры, то просто сделать проставку из листа металла 1.5-3мм, чтобы давление меньше было.
Ну, я гуглил - из результатов как раз и взял "30-40 МПа", ну и взял меньшее значение. Но про трехслойную там ничего не говорилось. У меня на уме использовать фанеру 21мм. Там, вроде как, на растяжение будут работать только половина слоев - 10 штук.
Similar threads
