Делаем деревянный винт.

pilotdv

Автожир - моя мечта!
Всем привет. Паша, в файлике что ты предоставил формула для шага винта от скорости НЕПРАВИЛЬНАЯ. H=V/n, где V- скорость в м/с, а n - количество оборотов в секунду. У тебя же там км/ч делятся на обороты в минуту да и ещё коэф 30 откуда-то берётся. Может я конечно неправильно понимаю. Вы мне уж расскажите тогда.

И ещё, Денис. Подскажи пожалуйста как скай, мог на винте 1,5 м диаметром с шагом 0,51 развить 150 к/мч ????? С таким шагом скорость отбрасываемого воздуха будет 105 км/ч (при 3400 об/мин). Винт этот раскрутится ужасно. Или я в этой жизни уже совсем ничего не понимаю  ;D  Какая мощность двигателя была?
 

Denis

Я люблю самолеты!
Всем привет. Паша, в файлике что ты предоставил формула для шага винта от скорости НЕПРАВИЛЬНАЯ. H=V/n, где V- скорость в м/с, а n - количество оборотов в секунду. У тебя же там км/ч делятся на обороты в минуту да и ещё коэф 30 откуда-то берётся. Может я конечно неправильно понимаю. Вы мне уж расскажите тогда.

И ещё, Денис. Подскажи пожалуйста как скай, мог на винте 1,5 м диаметром с шагом 0,51 развить 150 к/мч ????? С таким шагом скорость отбрасываемого воздуха будет 105 км/ч (при 3400 об/мин). Винт этот раскрутится ужасно. Или я в этой жизни уже совсем ничего не понимаю  ;D  Какая мощность двигателя была?
Интересно, каким образом Вы вычислили "скорость отбрасываемого винтом воздуха" и что Вы под ней понимаете? Если рассматривать индуктивную скорость в плоскости винта, т.е. приращение скорости набегающего потока, вызывамое винтом, то она в данном случае будет измеряться единицами метров в секунду. Это значит, если скорость перед вином была 150км/ч, то в его плоскости она возрастет может быть до 170. Точно расчитать эту величину невозможно, даже применяя современный методы вычислительной гидродинамики. Распределение индуктивной скорости по диску винта существенно неравномерно и зависит от многих условий.  

Теоретическая относительная поступь винта в данном случае была J = V/nD =0.48, что не только меньше относительного шага 0.51, но и приходится на максимум КПД данного винта (смотрим семейство кривых серии СДВ-1). Действительная поступь немного ниже  за счет местного торможения потока, она может быть 0.43-0.45, что также находится в области упомянутого максимума.

Мотор развивает в стандартных условиях 65л.с.  при 3600об/мин, 62л.с. при 3400. С учетом атмосферных условий в рассматриваемом примере было 52-55л.с.

Раскрутка винта началась с о скорости 110км/ч и составила 250об/мин (от 3200 до 3450), что тоже совершенно обычно.      
 

pilotdv

Автожир - моя мечта!
Скорость отбрасываемого воздуха я вычислил из формулы поступи винта и указанного вами шага 0,51. Так, как же всё-таки получили скорость 150 км/ч, если у вас он на 110 км/ч начал раскручиваться?  Или раскрутка винта на 250 об/мин у вас произошла в диапазоне 40 км/ч?  По моим прикидкам раскрутка вашего винта должна была начаться на 75-80 км/ч.
 

Denis

Я люблю самолеты!
Скорость отбрасываемого воздуха я вычислил из формулы поступи винта и указанного вами шага 0,51. Так, как же всё-таки получили скорость 150 км/ч, если у вас он на 110 км/ч начал раскручиваться?  Или раскрутка винта на 250 об/мин у вас произошла в диапазоне 40 км/ч?  По моим прикидкам раскрутка вашего винта должна была начаться на 75-80 км/ч.
Ваши вычисления неверны в принципе. Относительный шаг в общем случае не имеет однозначного соотвествия режиму обтекания лопастей и не может рассматриваться вне зависимости от серии винтов. то же остносится и к зависимости раскрутки от скорости. Если посмотреть на семейство криваых коэффициента мощности в зависимости от относительной поступи, то раскрутке оборотов соотвествует падающий участок оной кривой, причем тогда,Ю когда падение достаточно выражено. От 110 до 150км\ч действительно40км/ч. При снижении наблюдалась дальнейшая раскрутка винта, 3600об/мин было где-то на 170км/ч.
 

pashtet_2007

Я люблю строить самолеты!
Откуда
г.Энергодар
Дело все в том что нет понятия формулы шага винта от скорости и частоты вращения.
Формулу шага прикрепил ниже. Углы установки лопасти вычисляются исходя из уже известного шага. Ту формулу я взял из "Моделиста конструктора". Она понятное дело отфонарная, тоесть империческая. Я ж писал в самом начале ветки - зная заведомо шаг винта. На нее надеяться нечего. Она более подходит для поступи винта. А поступь это немного не то.
Если кто подзабыл, шаг это расстояние которое проходит винт за один оборот, как будто в твердом теле. Например как болт в гайке :). А поступь это насколько он реально проходит. Ну как например резьба в той же гайке сорвана и болт проскальзывает немного ;D.
Я не теоретик, а как и подавляющие большенство на форуме, практик. Разница между шагом и реальной поступью и есть КПД винта. И  КПД=1 достигается когда шаг и поступь совпадают, а это только на пикировании, может быть и больше единицы, ну енто как пикировать.
Про VW  это отдельный разговор. Я уверен что на Скай тоже винт делался по американским прикидкам.  У меня тоже в голове не укладывается как можно с таким шагом летать. Но блин летают же.
Непонятно другое. На различных двигателях VW и половинках в том числе диаметр одинаковый, изменяют только шаг. Не диаметр а именно шаг. И на тот же хаммель берд можно ставить движки довольно большого разброса мощности. И соответственно винтов с разным шагом. Больше всего интересно как это отразится на ЛТХ самолета. Первый винт, который я сделал для половинки был шагом 0,85 и диаметром 1,37. Оказался сильно тяжелым. Последний 0,54 , похож на правду, но самолет так и не разогнал до нужной скорости. 110 в горизонте, что для Арго мало. Возможно или планер нужен другого качества или самолет с другими ЛТХ. С меньшими скоростями. Если Буран с редуктором прощает такие косяки с винтами(поверьте, знаю о чем говорю), то с VW нужна тонкость.
У нас в ангаре стоит одноместка мототелега. Там винт топорнейшей работы. Как нить сфотаю, попугаю. Но 95 кг выдает на ура.
 

Вложения

pilotdv

Автожир - моя мечта!
Оказался сильно тяжелым. Последний 0,54 , похож на правду, но самолет так и не разогнал до нужной скорости. 110 в горизонте, что для Арго мало.  
Паш, так ты свой аргошик уже поднял? Или я что-то пропустил
 

Denis

Я люблю самолеты!
"Разница между шагом и реальной поступью и есть КПД винта. И  КПД=1 достигается когда шаг и поступь совпадают, а это только на пикировании, может быть и больше единицы, ну енто как пикировать."

НУИНУ  :~~)

Шаг и относительная поступь напрямую не позволяют определить КПД. Разные винты, отличающиеся распределением хорд, толщины и крутки по радиусу, для потребления от мотора одной и той же мощности при одной и той же поступи, потребуют различного шага. Для наилучшего согласования с одним и тем же  двигателем в одинаковом диапазоне скорстей они не обязательно будут различного диаметра.  Однако, значения максимального КПД при заданнойпоступи у них будут отличаться и более всего будут зависить именно от аэродинамической компоновки лопасти.

Шагом пользуются как независимым параметром только для построения семейства характеристик винтов одной серии. Собственно серия и есть набор винтов, отличающихся только шагом, которые испытывают во одном и том же диапазоне поступей. Часто вместо шага напрямую используют угол установки лопасти в каком-то заданном сечении, как правило, 0.75.  

При работе на месте КПД любого винта равен нулю.
При возрастании относительной поступи КПД растет, сначала примерно линейно, затем рост замедляется, КПД достигает максимума, а затем палает. Падение КПД за максимумом сначала плавное, а затем резкое. При некотором значении поступи (нередко большей, чем относительный шаг), тяга винта и, соотвественно, КПД, становится равным нулю, пари положительной мощности, подводимой к винту. Это- полное вырождение. Если поступь увеличивать дальше, тяга винта станет отрицательной при по-прежнему положительной мощности, подводимой к винту (т.е. когда мотор крутит винт). Реверс тяги возникает из-за выхода большинства  сечений лопасти на отрицательные углы атаки.

При дальнейшем росте поступи потребляемая винтом от мотора мощность стремится к нулю, а затем становится отрицательной, т.е. винт начинает крутить мотор за счет энергии набегающего потока. Это называется режим ветряка.

В точке нулевой мощности, потребляемой от мотора, винт создает сопротивление.

Еонятие КПД винта как движителя (пропульсивного КПД) имеет смысл только вдиапазоне от нуля относительной поступи до точки полного вырождения, от нуля до нуля. Естественно, нигде в этом диапазоне КПД не достигает единицы.      
 

pilotdv

Автожир - моя мечта!
Денис, не могли бы вы поделиться своими практическими способами определения приблизительных характеристик винта при заданной скорости полёта, мощности двигателя и диаметра винта. И какую литературу вы можете порекомендовать на эту тему. Насколько я себе представляю весь этот процесс (ознакомившись с теорией). То выглядит это примерно так:
1.По мощности мы определяем максимально возможную ширину лопасти (если диаметр нам известен)
2. По скорости полёта пытаемся определить необходимый шаг введя некую поправку на "чудеса", которые творятся в плоскости вращения винта


P.S А куда, всеми уважаемый, Владимир Павлович запропостился?
 

Denis

Я люблю самолеты!
Метод не у меня а вообще. такой:

1. Выполняется аэродинамический расчет самолета или используются данные испытаний для построения кривой потребной мощности.

2. Используется семейство характеристик подходящей серии винтов.

3. Из серии выбирается винт (определяется диаметр и шаг ) методом последовательных приближений. Иногда исходный винт из серии модифицируют по покрытию (изменяют хорду).

Собственно выбор винта из серии - достаточно сложная задача. Необходимо определить минимум два параметра при том. что решение не единственно. Одну и ту же мощность на одинаковой скорости и оборотах можно снять, используя различные сочетания диаметра и шага, задача еще слощнее если вдобавок изменяем покрытие. Поэтому выбирают 2-3 варианта и для каждого расчитывают кривую располагаемой мощности, совмещаютс кривой потребной мощности и находят скороподъемность и градиент набора. Выбирают лучший вариант.

После изготовления винта и испытаний все равно остается вероятнось неидеального согласования из-за неучтенных параметров. Но обычно нетрудно оценить насколько и в какую сторону нужно изменить, например, шаг, чтобы попасть в точку.

Классические винты, как правило, не особо критичны к точности подбора параметров. Изготовление уточненного винта может оказаться не обязательным. Предпочтительно, чтобы винт был скорее пертяжелен. нежели пероблегчен по отношению к идеалу. Для пероблегченного винта существует опасность раннего вырождения, что часто получают на переставных винтах, когда их настраивают на максимум статической тяги.    

Подбор винтов довольно компактно описан в РДК СЛА, издание СибНИА. Там же даны семейства характеристик  и геометрические данные серий винтов РАФ и СДВ-1.
 

pashtet_2007

Я люблю строить самолеты!
Откуда
г.Энергодар
Не пока не поднял, как говорится бытовуха заела. Когда холода пойдут буду поактивнее. Недавно закончил мотораму, бак нужно переварить много пор оказалось мелких. Вобщем мелочевка хуже всего. Одно могу сказать - одному строить самолет и долго и скучно и накладно. :(
 

Айрат

Я люблю строить самолеты!
Откуда
г Дубна
Мне тож показалось подозрительным, что с шагом 0,51 на оборотах 3400 смоль разогнался до 150. ::) Лажа это, господа авиаторы, ну разве что в очень крутом пикировании, потому-как винт при этом будет создавать немалую отрицательную тягу. Поясню. Уже на скорости 104км\ч "альфа" равна нулю, а при "альфа" равном минус полтора- два градуса нулю равна тяга, это  на скорости 123км\ч. Ну а дальше отрицательная тяга только возрастает. А для винта с шагом 0,54 скорости соотв. 110 и 130. Это исходя из допущения, что скорость потока в плоскости винта равна полётной( вполне приемлимое для данных скоростей  и оборотов допущение). Поэтому ,уважаемый pashtet_2007,Ваш  Арго и не разогнался. И конечно, если винт 1,37 на земле слишком тяжёл, надо переходить на больший диаметр с меньш. шагом (редуктор конечно).  
 

Denis

Я люблю самолеты!
Мне тож показалось подозрительным, что с шагом 0,51 на оборотах 3400 смоль разогнался до 150. ::) Лажа это, господа авиаторы, ну разве что в очень крутом пикировании, потому-как винт при этом будет создавать немалую отрицательную тягу. Поясню. Уже на скорости 104км\ч "альфа" равна нулю, а при "альфа" равном минус полтора- два градуса нулю равна тяга, это  на скорости 123км\ч. Ну а дальше отрицательная тяга только возрастает. А для винта с шагом 0,54 скорости соотв. 110 и 130. Это исходя из допущения, что скорость потока в плоскости винта равна полётной( вполне приемлимое для данных скоростей  и оборотов допущение). Поэтому ,уважаемый pashtet_2007,Ваш  Арго и не разогнался. И конечно, если винт 1,37 на земле слишком тяжёл, надо переходить на больший диаметр с меньш. шагом (редуктор конечно).  

Смотрим: РДК СЛА Новосибирск 1989 Том 1
" Аэродинамика"  стр 175-177.

Разберитесь и больше не пишите такие глупости.

______________________

Товарищи крестьяне, всем понятно как работает трактор? Понятно, но объясните еще раз, куда там кобыла впрягается! :~~)
 

Denis

Я люблю самолеты!
Это исходя из допущения, что скорость потока в плоскости винта равна полётной( вполне приемлимое для данных скоростей  и оборотов допущение).  
Это допущение полностью неприемлемо. Если его принять, то получится, что законы сохранения перестали действовать.
 

Айрат

Я люблю строить самолеты!
Откуда
г Дубна
Куда уж мне до 175стр. Я дальше 168стр ничё не врубаюсь  :eek:. Куда уж в такие дебри. Всего-то посчитал как на рис 6.1....Ну и лажа Ваша стала очевидной.
Касаемо трактора- увы; нам бы сначала кобылу научиться запрягать. :'(

Про допущение извиняюсь: то не в плоскости винта, а попендикулярно оной.
 

Denis

Я люблю самолеты!
Куда уж мне до 175стр. Я дальше 168стр ничё не врубаюсь  :eek:. Куда уж в такие дебри. Всего-то посчитал как на рис 6.1....Ну и лажа Ваша стала очевидной.
Касаемо трактора- увы; нам бы сначала кобылу научиться запрягать. :'(

Про допущение извиняюсь: то не в плоскости винта, а попендикулярно оной.
Вы выучили букву А, а там еще 32 буквы есть. Читайте дальше, особое внимание на стр.177. Разбирайтесь у кого лажа. Жду ящик чешского пива в возмещение морального ущерба.
 

Айрат

Я люблю строить самолеты!
Откуда
г Дубна
Денис. Подскажи пожалуйста как скай, мог на винте 1,5 м диаметром с шагом 0,51 развить 150 к/мч ?????
Конечно не мог бы с таким винтом, конечно лажа ;)
 Вот откуда пошла такая пьянка :(
 Поскольку  ввязался я в этот спор (ух как времени жалко), пришлось внимательно перечитать почти всю ветку.,и вот что я обнаружил: Denis писал об относительном шаге 0,51 , а это совсем другой винт( получается шаг где-то почти 0,8м и скорость на которой альфа равна нулю 156км\ч а тяга обнуляется  около 165-170км\ч . И считается это исходя из элементарного определения шага винта (даже не обязательно воздушного) И чтобы это посчитать не нужно забираться в дебри теории даже в таком упрощённом виде как РДК. :IMHO
  Так что внимательности нам, господа авиаторы, не хватает
Жду ящик чешского пива в возмещение морального ущерба.
Это ещё вопрос кто кому пива должен. Вы то Denis точно уже многим задолжали ;D

Собаки лают, караван идёт.
 

Denis

Я люблю самолеты!
Пива должны мне все, кто невнимательно читает мои посты а потом заявляет что там лажа. Лажи нет. Я Всегда исчерпывающе и точно называю все параметры и условия. И не забываю про размерности. Абсолютный шаг измеряется как и диаметр - в метрах, а относительный  шаг суть величина безразмерная. Так что двойной контроль обеспечен.
 

Denis

Я люблю самолеты!
Повторяем пройденное.

Винты СДВ-1 работают тихо, шуршат как мыши.  Крейсерский винт для скайренджера имел относительный шаг 0.51 при диаметре 1500мм, в горизонте выходил на 3450об/мин при 150км/ч - это максимальный крейсерский режим. 3600 об/мин можно было получить только на снижении. У Жука 3600 5-минутный режим, 3400-неограниченный.   Статические обороты полного газа с этм винтом 3200.


Долполнение. Диаметры винтов, которые ставят на мотры на базе Жука бывают самые разные. Самый большой, про который я знаю 63 дюйма или 1600мм, самый маленький 48дюймов =  1219мм. Такой винт встречается, например, на гоночных самолетах Formula Vee, на которых используется только мотор VW объемом 1600см3 и крутят его до 4200-4500об/мин. Это уже экстрим.

Диаметр 1.5м нормален начиная от мощности 60л.с. и выше. при меньшей мощности и на полужуках целесообразно уменьшать диаметр, чтобы поместить рабочую точку в оптимальную область семейства винтовых кривых.
 

pilotdv

Автожир - моя мечта!
Уважаемый Айрат, не могли бы вы подсказать, какую именно формулу вы применяете, для того чтобы определеить скорость, при которой альфа равна нулю и винт начинает раскручиваться. Я нашёл формулу для альфы только такую:

альфа = (P)/(p*Nc^2*D^4) ,где
P - мощность, p - плотность воздуха (0,125), Nc- обороты винта в секунду и D - диаметр.

Я пробовал обороты вывести из отн. поступи, но получается какае-то ерунда.

С уважением, я
 

Denis

Я люблю самолеты!
Не знаю, что ответит Айрат, но такую универсальную формулу невозможно вывести. Более того, ее не существует даже для конкретной серии винтов.  шаг винта не более, чем рукотворно введенный параметр, его связь с коэфициентами мощности и тяги и относительной посупью непрямая, она зависит от аэродинамической компоновки лопасти, т.е. распределения профиоля, хорды и крутки по радиусу.

Есщ уточнение: когда альфа равна нулю. винт еще потребляет мощность от двигателя, как и при дальнейшем возрастании лямбда до определенного предела (область отрицательной тяги, затем достигатется такая лямбда, при  которой  бета нуль (мощность не потребляется), а альфа отрицательна, только при дальнейшем увеличении лямбда происходит обратная пердача мощности с винта на двигатель, т.е. достигается режим ветряка. При подборе винта для самолета основное значение имеет область лямбда до максимума КПД или немножко далее, а не область отрицательной тяги  или тем более, режима ветряка.

Лямбда максимума КПД в зависимости от относительно шага также по универсальной формуле не считается.

 
 
Вверх