Делаем деревянный винт.

[Vitalich]

Положение винта без грузиков.

 

[Vitalich]

Критика приветствуется.

 

[fan444]

За  мою  не очень  большую  практику  я  изготовил  массу  хороших  и  не очень  удачных  движетелей.  И  пришел  я  к  такому  выводу, что  для  достижения  максимального  эффекта  от  винта  его  просто  необходимо  подбирать  под  каждые  условия  эксплуатации.  Это  и  погодные  условия,  это  выработка  двигателя,  качество  смесеобразования  и  наконец  само  качество  самолета ,его  несущих  поверхностей.  В  связи  с этим   не  принимаю  утверждения  что  ВФШ  это  все  легко .  Переставной  винт  -  я воспринимаю  как  значительное  облегчение  настройки  самолета  и  лишь  сожалею,что  он  еще  значительно  облегчает  наш  карман.

 

[KAA]

Вытачиваю оправку с выступающим центром, центр опирается на плоскость. Изменяя высоту точки опоры можно добиться большой чувствительнос

Хороший способ,по-моему!

 

[banyaoy]

Задача проектирования винта не может быть решена чисто расчетным путем.

Несмотря на то, что современные методы вычислительной гидродинамики позволяют моделировать обтекание в сложных случаях, используя только их не удастся получить хороший результат. При проектировании винтов неизбежно использование большого объема экспериментальных данных и кропотливая доводка. По этой причине целесообразно разрабатывать серии винтов, а затем подбирать подходящиий винт из подходящей серии по семействам винтовых характеристик.

Здесь отмечу, что разработка серии винтов на несколько порядков сложнее разработки семейства профилей крыла.

Основной проблемой при разработке винта является реализация наилучшего распределения индуктивной скорости по радиусу.

Идеализированное распределение реализовать невозможно даже на одном режиме работы винта. Линейная скорость лопасти от корня до конца изменяется в 6-8раз, а квадрат этой скорости, соотвественно в 36-64 раза. Близкое  к максимальному значение Сy/Cx профиля достигается в относительном диапазоне Су менее 2.
Поэтому совершенно невозможно получить оптимальные условия работы сечений лопасти на малом расстоянии от корня. Приходиться считаться с тем, что в пределах первых 30-40% радиуса лопасти винта в основном сопротивляются, а не создают тягу и потребляемую этими сечениями мощность придется почти целиком записать в потери.

Из-за невозможности эффективной генерациии индуктивной скорости корневыми  сечениями лопастей. в центре диска винта при работе на месте возникает обратное перетекание потока, а сечения лопасей там охвачены срывом. По мере разгона скорости возникает расшимряющееся мертвое пятно, в котром винт не ускоряет, а наоборот, тормозит поток.

В каждом сечении лопасти действует сумма трех векторов скорсти, линейной скорсти сечения (лежит в плоскости винта), индуктивной скорости (немного отклонен от оси винта из-за закрутки потока) и скорости полета (не обязательно совпадает с осью винта, в зависимости от углов тангажа и рыскания). За счет вектора скорсоти полета результирующий вектор скорости отклоняется назад и угол атаки уменьшается.

разберем этот процесс подробно.

Распределение индуктивной скорости по радиусу лопасти имеет максимум в диапазоне 60-80% радиуса и основная часть тяги создается в этом кольце.
По мере роста относительной поступи J=V/nD (у нас ее называют не J а lambda),  вышеописанное отклонение результирующего вектора скорости назад и соответссвенное уменьшение местных углов атаки сечений происходит по-разному на разных радиусах. Чем ближе к корню , тем оно сильнее, поскольку там значительно меньше местная линейная скорость сечения.
Сначала за счет этого явления улучшается обтекание корневых сечений и снижаются потери. КПД винта при этом растет, а коэффициент мощности первоначально изменяется мало. Максимум индуктивной скорости обостряется и устанавливается вблизи 75% радиуса лопасти. По этой причине выбор расчетного сечения и определение геометрического шага именно  на 75% не случайны.
При дальнейшем росте J коэффициент мощности начиает заметно уменьшаться и при постоянномшаге и положении РУДа  винт раскручивается по оборотам.  КПД растет и достигает максимума, при этом коэжффициент мощности Cp (он же beta) снижается примерно на 50% по отношению к статическому.

При дальнейшем росте J корневые сечения начинают создавать выраженную отрицательную тягу, винт дальше облегчается и КПД начинет интенсивно падать. В дальнейшем тяга всего вингта становится отрицательной при положительной потребляемой мощности, а затем вместо потребления мощности от мотора винт сам его начинает крутить (режим ветряка).

Как я уже отметил, особую трудность в анализе этого процесса вызывает  сложный нелинейный характер изменнеия местных угглов атаки сенчений и его влияние на распределение индуктивной скорости.

С учетом отмеченных неидеальностей в руках разработчика винтов остается только возможность ограниченно влиять на изменение расперделения индуктивной скорости по радиусу в функции относительной поступи J.

Воздействовать на этот процесс можно за счет выбора распределения хорд, толщины и кривизны профиля и геометрической крутки по радиусу. Наэту тему наработано много экспериментального материала и   начиная с середины 30-х годов прошлого века уже мало что меняется, особенно для легконагруженных винтов, работающих при малых J и Cр.

Еслия пишу понятно, продолжение следует.      
     

                                                                                            Исходныен данные винтомоорной установки


Силовой аппарат -------------------------- "Урал"ИМЗ 1974г.в. 650куб.см.32л.с.(23,4Кв)4500об.в мин.

Ne-эфективная мощность ДВС--------31,36-30,4л.с.

Hp-расчётная высота полёта-----------2000м.

Vp-расчётная скорость-------------------

Dв-Диаметр винта---------------------------1600мм.(тянущего типа,правого вращения).

Ns дв-число оборотов двигателя-----4500об/мин.

Iдв-степень редукции двигателя------1/2,3=221м/сек.(при цепной передаче).


Просьба, помогите пожалуйста с расчётом теоретического чертежа воздушного  воздушного винта. Не знаю как и подойти к этому вопросу,а решение приходится искать.
С уважением Виталий.

 

[fan444]

Кстати  могу  поделится  способом  изготовления  винта  из  обычной  ,  лучше  шлифованной,  4 мм  фанеры.  По  чертежу  набирается  пакет  полос  фанеры  с  переклеем  ее  на  эпоксидке  эд-6  и  закладкой  между  слоями  тонкой,  отоженной,  стеклоткани  соответственно  так же  пропитанную  смолой.  Далее  пакет  зажимается  струбцинами  и  сохнет.  Далее  ,через  сутки  все  в  обычном  порядке  обрабатывается  по  шаблону.  Конечно  вес  винта  приличный  , но  после  обработки  принимает  такой  красивый  и  прочный  вид  ,  что  диву  даешся.  Оковка,  покрытие  паркетным  лаком  и  в  жизнь.  Винт  получается  довольно  живучим,  проверено.

 

[Пчеловод]

Подтверждаю, только фанера 10, смола эд 20, и оклейка стеклотканью, потом или лак или покраска. Ходит не хуже традиций.

 

[sergei530992]

А зачем нам винты с приличным весом?В чем смысл замены дерева на фанеру?Не понимаю

 

[Пчеловод]

Смысл  будет понятен когда купите древесину, отбракуете, высушите, склеете.  И вообще , лучше купить  готовый винт .

 

[sergei530992]

Древесины на винт идет совсем мало,сушить совсем не проблема,проблема купить хороший винт,вот и приходится делать самому.Да и люблю я это дело,изготовление винта это искуство

 

[Пчеловод]

Согласитесь что  зачастую подобраться к хорошему винту сразу не удаётся, нужна серия,хотя я делал исправления, наклейка, сошлифовка, а фанера она и сухая как правило и проще собрать заготовку.  Дешевле короче.  Ну а любимое дело жизни это святое.

 

[banyaoy]

Денис, спасибо тебе за ответ и внимание. С прошлого года я на пенсии,30 лет назад создал и руководил клубом НТТМ"драндулет" в Карелии,в г.Суоярви. мне понравилась  идея" Arup"Хофмана и Шнайдера,а характеристики поразили.То что мог себе позволить "БОК-5" при 100л.с.Эруп выполнял на апозите "BMV".Я взял сегодняшний аналог,Ирбитский"Урал".Подглядел на форуме рекомендованый профиль с плавным сваливанием и самостоятельно рассчитал крыло.Технология не беспокоит,чего не могу сказать о расчёте пропеллера.Это для меня не по силам,а я уж поварьирую параметрами на практике.Но без вашей помощи с теоретическим чертежом мне не потянуть.За раннее спасибо. :-/ 

 

[banyaoy]

На счёт изготовления из фанеры думаю что,лучше использовать шпон и склеивать его с радиальным смещением,именно такую технологию я и выбрал. В Карелии есть возможность подобрать древесину и изготовить шпон. А фанера может и хороша,но на бакелитовой основе.

 

[Vitalich]

Для banyaoy

 

[fan444]

Бакелит  конечно  лучше  ,но  дороже.  После  оклейки  стеклом  винт  наипрочнейший  .  Однажды  мне  по  первости  получилось  покосить  заросли  сухой  травы,  ничего,  винт  тогда  был  даже  без  оковки.  Кстати  и  ремонтируется  легко.

 

[pashtet_2007]

Не забывайте что фанерный винт по определению всегда в 2 раза менее прочный. Половина слоев не работает!

 

[Айрат]

Не забывайте что фанерный винт по определению всегда в 2 раза менее прочный. Половина слоев не работает! 

   Вообще-то, если делать как предлагает fan444 из 4мм фанеры, то не в два, а в полтора раза. Но лучше уж 3мм авиационную использовать...

 

[don migel]

Не забывайте что фанерный винт по определению всегда в 2 раза менее прочный. Половина слоев не работает!

А если делать под 45 гр.,как на стенку лонжерона?

 

[ingar]

Не забывайте что фанерный винт по определению всегда в 2 раза менее прочный. Половина слоев не работает! 

Если делать винт по чертежам, что есть на форуме, то там и сечения рассчитаны с запасом 2-2,5. Так что из фанеры может и разлететься.

 

[Пчеловод]

Если делать руками, нормалльной , а неполусхаченной смолой, то ничего не разлетается, испытано Ф 1.7м i 2,2 Буран оклейка стеклоткань в один слой. Фанера 10 сроительная  сухая, средний лист вырезан по диогонали, чтобы набрать 1.7 м . :IMHO       зы на малых  диаметрах   не рискну .