Определение параметров конкретной СУ (с винтом)

[alfa_DOP]

msp430, добрый вечер!

Утром было некогда расписывать, сейчас есть время кое-что рассказать, до чего я вчера "дошел".
Во-первых, результаты предыдущего расчета я предлагаю временно забыть.
Слова: "По величине тяг у меня особых сомнений нет, по прежнему гарантирую +-10%), даже с учетом не очень доскональных данных по геометрии..." беру обратно

Основание - я понял, насколько они "недоскональные".
Дело в том, что я, в неподобающем моему возрасту стремлении, поскорее "что-нибудь посчитать" слишком легкомысленно отнесся к отсутствию замеренных данных на самом "рабочем" участке лопасти 0,75R до R, дающем самый большой вклад в создание тяги и "потребление мощности"   
"Аппроксимация" (тьфу на это слово), примененная на таком длинном участке, да еще с такой фигуристой геометрией- полный идиотизм (позор на мою полуседую голову)!
,писал же сам

лопасть по длине разбивается на некоторое количество полос сечениями с шагом 10-15% радиуса. 

Проще говоря, программа считала не Ваш винт, вернее Ваш, у которого топориком стесали лопасть по прямым образующим от сечения 0,75R  до 0,95R.

Первая моя ошибка. что я написал:

MSP430. чтоб Вам лишнего не мерять, на самом деле я бычно считал
r=1.0, 0.875, 0.75, 0.625,0.5,0.375, 0.25,
но можно и меньше сечений. 

Не хотел вас лишку напрягать, думал так сойдет.
Для серийного винта сошло бы, потому что там закон крутки и ширины лопасти задан жестко, поэтому, зная шаг, или угол в одном сечении, можно построить все остальные, но у вас то винт "не очень серийный".

Ведь предупреждала меня программа, что не хочет считать такие чудеса, заработала только когда ввел доп. сечения с линейно "аброськсимированными" значениями, а я её не понял.

Поэтому предлагаю 2-й раунд - от Вас замеры -угол. хорда, толщина сечений 0,8R, 0,85R 0,9R, от меня - нох айн маль расчет. И не переживайте, что чем то себя обяжете, мне Ваш случай самому интересен, если чем смогу помочь - буду рад.

С уважением. alfa_DOP.

 

[ingener]

Я поступил проще - посчитал тягу и потребляемую мощность обычного винта диаметром 0,71 м, шагом 0,254 м, относительной шириной лопасти 0,08  с оборотами 7500 об/мин на разных скоростях:

км/час  кГ  л.с.
2   34,7  13,36
40  29,2  13,2
80  21,4  12,1
120  11,4  9,5
160  -0,5  -0,77

То есть в реальности на скорости до 100 км/час двигатель не будет добирать обороты и мощность и тяга будет меньше рассчитанной. А выше 100 км/час двигатель будет перекручиваться и тоже не добирать мощность и тяга будет быстро падать до отрицательной на 160 км/час.

Не думаю, что любые другие винты такого шага, относительной ширины лопасти и диаметра с вменяемыми особенностями будут сильно отличаться от этого "обыкновенного".

Не думаю, что летательный аппарат не совсем обычной конструкции, построенный руками человека, не умеющего самостоятельно посчитать тягу винта, будет нормально летать с суммарной тягой двух двигателей в районе 25 кГ. Это очень маленькая тяга для экспериментов начинающих конструкторов.

 

[alfa_DOP]

Я поступил проще - посчитал тягу и потребляемую мощность обычного винта диаметром 0,71 м, шагом 0,254 м, относительной шириной лопасти 0,08с оборотами 7500 об/мин на разных скоростях:

Уважаемый ingener!

Ваши расчеты и выводы, похоже, практически совпадают с моими (пост 38), которые я забраковал в посте 41.
Однако я всё же не стал бы так сразу обескураживать стартера ветки, предлагаю всё-таки сделать доп. замеры и посчитать ещё раз, мне кажется, что внешняя часть лопасти не очень-то "обыкновенная".
Почему-то не верю я, что тот наш коллега, который проектировал винт сознательно сотворил такую не очень оптимальную (с точки зрения наших расчетов - ИМХО) конструкцию.
А расчет винтов - область специфическая, я в неё влез,в своё время, по необходимости... Много Вы знаете авиационных инженеров, способных рассчитать нетиповой винт?

С уважением. alfa_DOP.

 

[Фар]

Насколько я уловил из изучения моделистских форумов, с этого двигателя в реальности снимают в среднем около 25 кг стат. тяги с винтами 27х10. Насчет тяги на скорости отличной от нуля нигде данных не находил, моделисты её не мерят а других источников инфы не нашел.

@ alfa_DOP

А насколько верны ваши расчеты относительно падения тяги на скорости относительно стат. тяги?

 

[ingener]

А насколько верны ваши расчеты относительно падения тяги на скорости относительно стат. тяги?

Для винта с геометрией, заложенной в расчеты, погрешность расчета не более 1%. Погрешности при изготовлении винта могут вызвать отклонение тяги до 5%. Для винта с произвольной, но вменяемой геометрией лопасти отклонение реальной тяги будет не более 15%. Причем как правило в худшую сторону.

 

[KAA]

Для винта с геометрией, заложенной в расчеты, погрешность расчета не более 1%. Погрешности при изготовлении винта могут вызвать отклонение тяги до 5%

Как проверяли?

 

[ingener]

Как проверяли?

Ножевкой и рубанком.  🙂

 

[ingener]

А расчет винтов - область специфическая

Само собой. Только сейчас программ расчета дофига. Помимо общедоступных, у каждого, кто связан с винтами, есть еще как минимум одна своя, собственная.  🙂

 

[alfa_DOP]

А насколько верны ваши расчеты относительно падения тяги на скорости относительно стат. тяги?

Я считаю, что не хуже +/- 5% (по статической тяге проверено на десятке винтов +/- 2-3%) на всех режимах до начала вырождения винта, естественно, при вводе достоверных исходных данных.
Шлите реально проверяемую известным Вам методом "задачку", по моему "ответу" увидите. 

 

[alfa_DOP]

Само собой. Только сейчас программ расчета дофига. Помимо общедоступных, у каждого, кто связан с винтами, есть еще как минимум одна своя, собственная.

Программ то много, да считают они по разному. Как считает моя - я изложил в посте №5, а как другие - не знаю.
Опять же, если много общедоступных программ,  подскажите msp430, где их взять - и весь вопрос исчерпан...

 

[KAA]

Ножевкой и рубанком.

Тягу на скорости?! 😱

 

[Айрат]

Тема ветки очень актуальна для многих строителей ЛА, особенно если пытаться адаптировать имеющийся двигатель к конкретному аппарату...

Был у меня на бумажке набросан алгоритм учета числа М, сейчас не найду, но из-за отсутствиянеобходимости в программу не забит.

  Жаль, было бы очень интересно взглянуть на этот алгоритм; может у кого-нибудь есть подобный?
Прорабатывать подобный алгоритм самому, что-то не хочется (ленивый стал, наверное старею), да и нельзя объять необъятного.
Очень непростая задача (типичная для многих): снять с авиационного безредукторного двигателя максимальную мощность на разбеге(с хорошим КПД, разумеется), получить приличную скороподъёмность и иметь в ГП запас по скорости и это всё с одним винтом.
Каждая из этих трёх задач в отдельности решается несложно...

 

[Айрат]

И винт конечно моноблочный.

 

[ingener]

Тягу на скорости?!

А зачем ее мерять? Для двигателя с известными характеристиками достаточно знать его обороты на соответствующей скорости, чтобы определить, правильно ли расчитан винт. А тягу уж приходится считать соответствующей расчетной. Ну, для уверенности можно еще померять статическую тягу, поскольку это просто. Только пользы от этого не много.

 

[KAA]

Понятно! Тгда не стоит так безапелляционно заявлять

Фар писал(а) 27. Декабрь 2010 :: 23:41:

А насколько верны ваши расчеты относительно падения тяги на скорости относительно стат. тяги?
Для винта с геометрией, заложенной в расчеты, погрешность расчета не более 1%. Погрешности при изготовлении винта могут вызвать отклонение тяги до 5%. Для винта с произвольной, но вменяемой геометрией лопасти отклонение реальной тяги будет не более 15%. Причем как правило в худшую сторону

Достоверность вашей расчётной программы для скоростей,отличных от 0 не подтверждена НИЧЕМ!
Тем более,стоит измерять статическую тягу.Если она соответствует расчётной-это уже кое-что!

 

[KAA]

Я вот, пользую известные диаграммы винтовых серий,и нормально,в общем получается. Модифицирую по своему разумению."Дончака" ВН-3 превзойти,правда не получилось. 🙁

 

[ingener]

Очень непростая задача (типичная для многих): снять с авиационного безредукторного двигателя максимальную мощность на разбеге(с хорошим КПД, разумеется), получить приличную скороподъёмность и иметь в ГП запас по скорости и это всё с одним винтом.

Это не только непростая, но и практически неразрешимая задача. Однако она успешно решается, если пытаться оптимизировать не только винт, но и двигатель в комплексе с винтом. В частности отношением оборотов максимального момента к оборотам максимальной мощности можно многое поправить. Но в первую очередь нужно выбирать двигатель, имеющий мощность в самом экономичном режиме, соответствующую потребной мощности для горизонтального полета на экономическом режиме проектируемого самолета с учетом предполагаемого КПД винта. А затем несколько циклов оптимизации с учетом взлетных характеристик и скороподъемности, в ходе которых изменяется диаметр винта (и меняется двигатель, если не подходят обороты и не хочется ставить редуктор) - и дело в шляпе.

 

[Фар]

Это не только непростая, но и практически неразрешимая задача. Однако она успешно решается, если пытаться оптимизировать не только винт, но и двигатель в комплексе с винтом. В частности отношением оборотов максимального момента к оборотам максимальной мощности можно многое поправить. Но в первую очередь нужно выбирать двигатель, имеющий мощность в самом экономичном режиме, соответствующую потребной мощности для горизонтального полета на экономическом режиме проектируемого самолета с учетом предполагаемого КПД винта. А затем несколько циклов оптимизации с учетом взлетных характеристик и скороподъемности, в ходе которых изменяется диаметр винта (и меняется двигатель, если не подходят обороты и не хочется ставить редуктор) - и дело в шляпе.

Только зачастую самолет рассчитывается под имеющийся двигатель, а не наооборот 🙂

Я считаю, что не хуже +/- 5% (по статической тяге проверено на десятке винтов +/- 2-3%) на всех режимах до начала вырождения винта, естественно, при вводе достоверных исходных данных.Шлите реально проверяемую известным Вам методом "задачку", по моему "ответу" увидите.

Тоесть при стат тяге 25 кг можно ожидать 20 кг на 40 км\ч и 15 на 80 км\ч?

 

[ingener]

Тоесть при стат тяге 25 кг можно ожидать 20 кг на 40 км\ч и 15 на 80 км\ч?

Темпы падения тяги с ростом скорости зависят от коэффициента загрузки винта и в данном случае рассчитанные значения соответствуют винту диаметром 0,71м с подводимой мощностью 11,5 л.с. Для винтов с стат тягой 25 кГ и другими диаметром и подводимой мощностью темпы падения тяги будут другими.

 

[alfa_DOP]

Жаль, было бы очень интересно взглянуть на этот алгоритм; может у кого-нибудь есть подобный?

Поищу, я тоже старый и ленивый, но это поправка для моей программы, для расчета серийных винтов он не годится. Для молодых и любознательных могу только вспомнить, что там в формулу Cy по альфа и Cx0 вводятся поправки по известным зависимостям от М.

Кстати , раз обещал, сообщаю результаты моего воскресного экскурса  в аэродинамику околозвуковых скоростей.
По винту  msp430 на 0,9R стреловидность ~ 16 гр., по 0,95 R ~24 гр., с  учетом стреловидности расчетное М = 0,74 в обеих случаях, что в точности равно М кр  для профиля с с_= 12% по книге
Петров К.П., 1985 - Аэродинамика элементов летательных аппаратов.djvu

То есть:
1. В данном случае М можно не учитывать.
2.  "Тот наш коллега, который проектировал винт" все-таки делал это с открытыми глазами.

Очень непростая задача (типичная для многих): снять с авиационного безредукторного двигателя максимальную мощность на разбеге(с хорошим КПД, разумеется), получить приличную скороподъёмность и иметь в ГП запас по скорости и это всё с одним винтом.
Каждая из этих трёх задач в отдельности решается несложно...

В дополнение к тому, что сказал ingeneer и с чем трудно не согласиться (несмотря на противоречивость "практически неразрешимая - успешно решается")

Это не только непростая, но и практически неразрешимая задача. Однако она успешно решается, если пытаться оптимизировать не только винт, но и двигатель в комплексе с винтом.

я бы добавил "не только винт, но и двигатель в комплексе с винтом... и самолетом" , почему я и писал msp430

насчет Вашего будущего ЛА. Если он не похож на Кри-Кри, то я пока его вообще не представляю. 

тем более в заявленном диапазоне V= 0-130 км/ч, менее оборотистый движок (пусть более тяжелый) с хотя бы метровым винтом без всяких расчетов будет выгоднее.