Подъёмная сила

[Bochkarev]

Приветствую любителей неба.
Интересует такой вопрос.
Какую тягу образуют направленные вертикально вверх винты с двумя лопастями диаметрами 1/1,5/2 метра при скоростях вращения 6000/4500/3000 оборотов в минуту соответственно?
Интересуют данные для каждого винта.
Шаг винта небольшой, максимальный для медленного неповоротливого вертолёта.
Ожидаю однозначный ответ с примерным или плавающим значением или перенаправление на страницу с атласом профилей винтов.
Заранее спасибо.

 

[Sykes]

Ожидаю однозначный ответ с примерным или плавающим значением или перенаправление на страницу с атласом профилей винтов.

Вы искренне считаете, что кто-то вот так возьмёт и расчитает Вам сразу три винта? А литературку поискать, да самому взять в руки калькулятор кто мешает?

 

[Bochkarev]

Где я прошу рассчитать для меня эти три винта? Даже из одного значения я без проблем смогу найти остальные. Ключевое слово здесь - примерное значение.
Я предполагаю, что в тему может зайти человек, встречавшийся с этим.
Может кто-то создавал свой вертолёт и измерял эти величины. Таким образом, если бы он сказал, что его лопасть была диаметром 10 метров и с таким то углом при таких то оборотах и при таком то мощности движка она могла поднять в воздух 500 кг, то он бы оказал мне огромную помощь и я мог бы использовать эти данные для примерного расчёта тяги винта с моим диаметром лопасти и моими оборотами.
Если человек с этим работал, то хотя бы часть данных он вспомнит и для него ничего не стоит написать одно предложение и помочь человеку, а если не работал, то он может спокойно пройти мимо и не указывать мне что делать, максимум дать мне ссылку в помощь.
Я сегодня на это кучу времени уже убил и продолжаю убивать и калькулятор постоянно используется, а вы меня всё туда же и отправляете.

 

[Sykes]

Может кто-то создавал свой вертолёт и измерял эти величины. Таким образом, если бы он сказал, что его лопасть была диаметром 10 метров и с таким то углом при таких то оборотах и при таком то мощности движка она могла поднять в воздух 500 кг, то он бы оказал мне огромную помощь и я мог бы использовать эти данные для примерного расчёта тяги винта с моим диаметром лопасти и моими оборотами.

Если нужны настолько примерные значения, то такой человек есть - фамилия Миль, данные по вертолётам Ми-2 и Ми-8 найти не сложно.
Для более полного расчёта так же полно литературы, например книга Володько "Основы аэродинамики и динамики полёта вертолётов", в которой есть полная формула расчёта тяги и вычисления входящих в неё коэффициентов. Ссылку на неё не дам, поскольку она лежит у меня в тумбочке в бумажном виде.

 

[KAA]

@ Bochkarev
Здесь http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1336739199/120
Анатолий представил некую номограмму,по которой вполне можно определить тягу винтов.
Однако я не рекомендовал бы для данных оборотов указанные диаметры,ибо 5-10% мощности будут потеряны.

 

[Строитель самолета]

Без учета экрана
Потребная мощность для вращения винта с заданным диаметром с заданными оборотами
N=(n/1.6)^3*D^5
Где N- л.с
n -тыс. об.мин
D-диаметр в м.

А тяга7.5(ND)^2/3
Для 1 метр и 6000 об/мин
(6/1.6)^3*(1)^5=52 л.с
То есть для вращения винта диаметром 1 м, с частотой 6000 об/мин надо 52 л.с(примерно)

А тяга будет:
7.5(52*1)^2/3=105 кг


Для 1.5 м и 4500 об/мин  168 л.с и  300 кг

Для 2 м и 3000 об/мин  211 л.с и  422 кг.

Все конечно +/- 10%

Присоединяюсь к КАА: заданные вами соотношения исключительно неоптимальны, так как на концах лопастей скорость более 300м/сек, что приводит к потерям тяги и повышению потребной мощности
ЗЫ.
Углы атаки сечений для получения таких оборотов, на такой мощности  и такой тяги(на месте, без движения)-отдельная тема для писанины.

 

[Bochkarev]

Спасибо всем большое.

Присоединяюсь к КАА: заданные вами соотношения исключительно неоптимальны, так как на концах лопастей скорость более 300м/сек, что приводит к потерям тяги и повышению потребной мощности
ЗЫ.

Эм, разве выше скорости звука?
Периметр окружности = pi*d
d=1m pi=3,14 скорость звука 340м/с, потому берём меньше, допустим 300м/с.
Получаем периметр окружности равным 3,14 метра. Делим 300 на p и получаем 95,5 оборотов в секунду, то есть 5730 оборотов в минуту. Значит смотрим максимальную тягу в районе 6000 оборотов, а всё что ниже подбираем уже математикой. Естественно максимум будет в районе 5000.
Я что-то посчитал неправильно?
забаненный А.Б., меня немного смутили расчёты. Вы подставляете значения для уже известного вам винта?

 

[Sykes]

Эм, разве выше скорости звука?
Периметр окружности = pi*d
d=1m pi=3,14 скорость звука 340м/с, потому берём меньше, допустим 300м/с.

Из этой фразы следует, что книг по аэродинамике вертолёта Вы не открывали, поскольку косая обдувка винта на режиме горизонтального полёта вносит свои коррективы в скорость обтекания.
Глупо заниматься проектирование такого сложного аппарата, как вертолёт, опираясь только на подсказки на форуме, к тому же когда в сети полно специальной литературы. Когда я проектировал свой аппарат, интернета ещё не было и приходилось наматывать километры в поисках нужной литературы по библиотекам и книжным рынкам, а сейчас всё можно найти не выходя из дома и то ленятся - что за люди...

 

[Bochkarev]

Sixe
У меня ещё один вопрос.
Не посоветуете какой-нибудь форум по экспериментальной авиации? Я походу случайно попал на форум философов и вместо помощи по авиастроению меня учат жизни.
Я в какой-либо части текста упомянул, что строю какую-то сложную конструкцию или что вообще что-нибудь проектирую? Что за вертолёт такой с диаметром винта 1м? [smiley=shocked.gif]
По поводу лени и остального оффтопа.
1) Не у всех есть много времени на определённые увлечения и не все тянутся к своему хобби с одинаковой силой.
2) Зачем мне знать как вам было сложно 10-20-30 лет назад? Это устаревшая неактуальная информация и пользы от неё быть не может.
3) Зачем мне ограничивать свои возможности? Почему я не должен задавать на форуме тот же вопрос, с которым параллельно разбираюсь с помощью поисковика и других доступных мне средств? Вы получите более объективную и точную информацию если будете разбираться с ней в одиночку, или со своим знакомым?
4) Зачем мне данные по вертолётам ми2 и ми8, если они имеют количество лопастей отличное от того, что необходимо мне?
5) Зачем мне тратить время на книги по аэродинамике вертолёта, если мне нужны лишь данные по винтам?
6) При чём здесь косая обдувка винта, если в вопросе значится фраза "направленные вертикально вверх винты" и ничего про движение в стороны?
Я к тому, что КАА и А.Б. потратили гораздо меньше усилий и дали мне намного больше полезной информации. Я вас ни в чём не упрекаю, но за КПД сейчас весь мир борется.

 

[CINN]

Зачем мне тратить время на книги по аэродинамике вертолёта, если мне нужны лишь данные по винтам?

Знание- сила. 😉

 

[vld5]

Bochkarev
Неправильно заданный вопрос генерирует соответствующие ответы. Вы мощность не задали а спрашиваете тягу.

 

[Bochkarev]

Зачем мне тратить время на книги по аэродинамике вертолёта, если мне нужны лишь данные по винтам?

Знание- сила. 😉

Не спорю с этим, но...
Если принять интернет за одну большую книгу: почему же вы пользуетесь поисковиком, а не перебираете все адреса сайтов подряд? Потому что конкретные результаты поиска за короткие сроки дадут вам конкретные ответы без всякой побочной информации и траты времени.

Vld, есть необходимые обороты и примерный шаг винта. Если мощности не хватит, то заданные обороты не будут достигнуты. Значит по условию должно быть ясно, что мощность движка можно опустить.
При определённых оборотах и шаге винта тяга не будет зависеть от мощности двигателя, так как условно эта мощность безгранична.

 

[CINN]

Потому что конкретные результаты поиска за короткие сроки дадут вам конкретные ответы без всякой побочной информации и траты времени.

Нет, не дадут.
Интернет не джинн из бутылки, а всего лишь средство доставки информации. Что с полученной информацией делать- задача пользователя.

 

[Sykes]

Потому что конкретные результаты поиска за короткие сроки дадут вам конкретные ответы без всякой побочной информации и траты времени.

Специальная литература даёт одно, очень важное преимущество перед любым другим источником информации, включая даже подробные расчёты профессионалов на форуме - первоисточник.

4) Зачем мне данные по вертолётам ми2 и ми8, если они имеют количество лопастей отличное от того, что необходимо мне?

Открою Вам страшную тайну - в формуле расчёта подъёмной силы вертолётного винта количество лопастей не фигурирует вообще, а есть только коэффициент наполнения, который может быть одинаков у винтов в разным числом лопастей разной хорды. Многолопастные винты применяют для более тихой работы - только и всего, чтоб уровнять коэф наполнения 3х и 2х-лопастного винта, достаточно у последнего увеличить хорду на 1/3.

но за КПД сейчас весь мир борется.

Весь прогрессивный научный мир сейчас ищет иные пути создания тяги и подъёмной силы, поскольку возможности классических устройств уже исчерпаны.

 

[Строитель самолета]

Эм, разве выше скорости звука?
Периметр окружности = pi*d
d=1m pi=3,14 скорость звука 340м/с, потому берём меньше, допустим 300м/с.
Получаем периметр окружности равным 3,14 метра. Делим 300 на p и получаем 95,5 оборотов в секунду, то есть 5730 оборотов в минуту. Значит смотрим максимальную тягу в районе 6000 оборотов, а всё что ниже подбираем уже математикой. Естественно максимум будет в районе 5000.
Я что-то посчитал неправильно?
забаненный А.Б., меня немного смутили расчёты. Вы подставляете значения для уже известного вам винта? 

При достижении околозвуковых и сверхзвуковых скоростей сопротивление воздуха значительно возрастает, а прирост тяги незначителен. К сопротивлению формы, трения, индуктивному и т.д и т.п. добавляется волновое сопротивление,  все выше перечисленное требует дополнительной мощности силовой установки. Поэтому винт проектируют так, чтоб кончики лопастей имели скорость не более 220-230 м/сек


ЗЫ. Формулы выведены(не мною) на основе стат обработки множества реальных винтов.

 

[Bochkarev]

Sixe, дополнительная лопасть, кроме тишины и грузоподъёмности, порождает некоторые проблемы и потери мощности, потому простой коэффициент не используешь, если верить первоисточникам.

Весь прогрессивный научный мир сейчас ищет иные пути создания тяги и подъёмной силы, поскольку возможности классических устройств уже исчерпаны.

Всё из одной области.

А.Б., спасибо, только недавно прочитал, что скорости на кончиках лопастей желательно должны достигать максимальной скорости в районе 200-250м/с
Слышал про резкое увеличение сопротивления воздуха при скоростях близких к звуку, но не знал конкретного диапазона.

 

[henryk]

Весь прогрессивный научный мир сейчас ищет иные пути создания тяги и подъёмной силы, поскольку возможности классических устройств уже исчерпаны.

"2 . Мы получили экспериментально на колеблющемся крыле в режиме висения на месте более 150 кГ/л.с. "

=
http://www.vortexosc.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=76

 

[KAA]

@ Bochkarev
Для разных толщин профиля на конце лопасти и его угла атаки будут и различными критические скорости. Всё совсем не просто. Но если скорость конца лопасти 220-230 м/с, опасаться в общем-то нечего.