Подбор винта для ЛА

[Denis]

Пример профессионалов по винтам. Обратите внимание, как они "современно" называют древесину - идеальный материал для большинства винтов.

http://www.sauer-flugmotorenbau.de/Propeller.html

 

[Edg]

... я прошел путь от классических винтов до пластиковых и зная своих коллег по цеху, думаю на территории бывшего Союза их едва наберётся больше чем пальцев на одной руке ,и кто же из этого большинства дилетант?Как то уж очень категорично Коллега

"Рукотворные" композиты формально по своим меххарактеристикам превосходят дерево - поэтому я пользуюсь углепластиковым спинингом в обычной жизнии, а не бамбуковым.
Но есть большое "НО"! Композиты (полимеры, пластики) по своей природе неизбежно стареют, меняют параметры и они неизбежно падают критично со временем (спиниги ломаются на раз в самых безобидных ситуациях со временем)- плюс непредсказуемость этого процесса, невозможность 100% гарантировать начальные параметры и так далее - а в повседневной, утилитарной авиации главное безопасность и надежность (спорт, рекорды и прочее - совсем другой случай).
Причины использования композитов в производстве-бизнесе еще банальнее - это при малой серийности технологичнее, проще  и дешевле в итоге, чем "строгать" деревянные винты - сделал матрицу и выклеивай винты с отличной повторяемостью, материалы, смолы доступны на рынке. А дерево найди, просуши, отбери, поставь на станок ЧПУ (его начальная цена  очень не маленькая). Но дерево в итоге будет сохранять свои свойства "вечно" при должном уходе, плюс благоприятный характер разрушение, что уже многократно отмечал Денис. Если я хочу вечный спининг для рыбалки на необитаемом острове (когда от этого зависит жизнь) я выберу бамбук, и внукам останется.
Переходите на деревянные, если метите в топ профессионалы. 🙂

 

[compozitvint]

Коллега Edg ,тоже чувствуется большой консерватор  по поводу композитов ,но потому что написано, понятно что это от не полного знания темы ,дерево изумительный материал ,его придумал ГЛАВНЫЙ ,но нечто не вечно под луной , у меня на химии пару винтов отлетали по 800часов, редкий случай такой наработки на дельте да еще на химии,и мы их списали потому, что они износились ,но не сломались,были сделаны по классической схеме переклей из брусочков 20*25 четыре слоя стекла  шесть слоев на комле ,  а практика показывает очень не плохие ресурсные характеристики винтов,ПРИ ДОЛЖНОМ УХОДЕ ,кто то может сказать от пластиковых винтах что проходили по 1000часов и более не подвинувшись в характеристиках, а главный контролер в утилитарной ( где слово-то такое нашел?) авиации,это голова, композит уже давно теснит метал в большой авиации ,и говорить что ресурс этих вещей,какой то не понятный ,это только малой информированности.
С уважением   

 

[Edg]

Коллега Edg ,тоже чувствуется большой консерваторпо поводу композитов ,но потому что написано, понятно что это от не полного знания темы ,дерево изумительный материал ,его придумал ГЛАВНЫЙ ,но нечто не вечно под луной , у меня на химии пару винтов отлетали по 800часов, редкий случай такой наработки на дельте да еще на химии,и мы их списали потому, что они износились ,но не сломались,были сделаны по классической схеме переклей из брусочков 20*25 четыре слоя стеклашесть слоев на комле ,а практика показывает очень не плохие ресурсные характеристики винтов,ПРИ ДОЛЖНОМ УХОДЕ ,кто то может сказать от пластиковых винтах что проходили по 1000часов и более не подвинувшись в характеристиках,

Я не консерватор, а информированный реалист. И это дифирамбы деревянным винтам? - что и требовалось доказать? 😉

главный контролер в утилитарной ( где слово-то такое нашел?) авиации,это голова, композит уже давно теснит метал в большой авиации ,и говорить что ресурс этих вещей,какой то не понятный ,это только малой информированности.

Утилитарный - по смыслу что-то вроде  повседневный, хозяйственный - то есть "ехать, а не шашечки"(с)
Композит теснит метал там, где за ценой (повышенный риск, внезапный отказ, жизни) не постоим, где малонагруженные, не критичные и неответственные узлы, ну или по малограмотности и недостатку опыта - это именно Вы скорее плохо информированы., ИМХО. 😉
По поводу себестоимости производства Вы так ничего и не сказали - это и есть основная причина "популярости" композитов в сравнении с деревом.

С уважением.

 

[KAA]

Композит теснит метал там, где за ценой (повышенный риск, внезапный отказ, жизни) не постоим, где малонагруженные, не критичные и неответственные узлы, ну или по малограмотности и недостатку опыта - это именно Вы скорее плохо информированы., ИМХО

Да уж,видимо пластиковые крылья планеров по малограмотности стали делать, и от неё же их эксплуатация по состоянию! А то,что у металлических есть назначенный ресурс-это от научного подхода. Тут не поспоришь! 😉

 

[Denis]

Большинство металлических конструкций легких самолетов НЕ ИМЕЮТ назначенного ресурса - исключения из этого правила единичны.
Все композитные несущие конструкции известных самолетов АОН имеют назначенный ресурс, по крайней мере, исключений из этого правила я не видел.   

Сертифицированные воздушные винты, применяемые на легких самолетах, металлические и деревянные. Композитных пока не появилось, за исключением отдельных недавних примеров для LSA.

Только деревянные воздушные винты не имеют назначенного ресурса, а только деревянные ВФШ не имеют плановых капремонтов и дорогостоящих плановых проверок, таких, как динамическая балансировка.

Нередко деревянные винты в пластиковой оболочке ошибочно называют композитными, несмотря на то, что основным структурным элементом у них явялется древесина.

Синтетических композитных материалов, соотвествующих требованиям для винтов так же идеально, как древесина, не существует и в вообразимом будущем не предвидится.

 

 

[Denis]

И еще. До сих пор мировые рекорды на легких самолетах с поршневыми двигателями ставят на классических деревянных винтах.

Вот недавний пример:

http://cea308record.wordpress.com/

Его винт отсюда:
http://www.cattoprops.com/ - насчет "композитности" читаем внимательно.

 

[compozitvint]

Только деревянные воздушные винты не имеют назначенного ресурса,
хоть один паспорт для примера ,где в графе ,ресурс ,будет написано ,неограничен ,не имеет ,или что подобное

 

[Denis]

http://www.mt-propeller.com/en/entw/blades.htm

http://www.mt-propeller.com/en/entw/pro_fixed.htm

http://www.mt-propeller.com/en/entw/pro_hydr.htm

Даже металлическая втулка ВИШ у них имеет Unlimited Life Time


http://www.mt-propeller.com/en/entw/pro_spin.htm



Life limited components - None:

http://www.sensenich.com/files/documents/Installation_Instructions_Wood_Aircraft_Installation_1261581692.pdf

 

[KAA]

Большинство металлических конструкций легких самолетов НЕ ИМЕЮТ назначенного ресурса - исключения из этого правила единичны.
Все композитные несущие конструкции известных самолетов АОН имеют назначенный ресурс, по крайней мере, исключений из этого правила я не видел.

Денис,разработчики Боинга-787 наверное посмеялись бы,прочитав ваши измышлизмы.
Неуклонная постепенная замена металла на пластик в конструкции несущих и рулевых винтов вертолётов вам ни о чём не говорит?
Материалы,куда более выигрышные для винтов уже есть-это стекло,органо и углепластики уже есть. Деревянный винт без оклейки стеклопластиком-это сувенир на стенку! Прогресс в композитных технологиях таков,что уже при вашей жизни деревянный винт станет винтажным раритетом.
Я вот,вынашиваю в мыслях идею изготовления ВИШа с деревянными лопастями. Но,лишь потому,что не имею возможности и желания годами отрабатывать конструкцию и технологию изготовленияпластиковой лопасти ,с должной надёжностью и ресурсом. А в несущих способностях деревянной из ЛВЛ я не сомневаюсь. Остаётся проблемное место-заделка. Думаю,у серьёзных производителей деревянных винтов аналогичный подход-при отсутствии технологий изготовления лопастей из композитов не заморачиваться их обретением (окупятся не скоро).

 

[Denis]

Наоборот, есть над чем смеяться в проекте 787.
Вертолеты и самолеты тем более не следует сопоставлять друг с другом никаким образом. В каждой области применения наилучшим образом работают свои технологии. Для воздушных винтов самолетов, особенно маломощных поршневых абсолютный чемпион-дерево. 
Деревянные винты без оклейки стеклотканью, выпущенные компанией Sensenich 75 лет тому назад исправно трудятся до сих пор. Оклененные лет на 50 моложе.
ВИШ на легких самолетах лишен смысла, переставной на земле - тем более.  Их техническая сложность и вес даже отдаленно не окупаются выигрышем в ЛТХ. Технологии изготовления пластиковых лопастей, сравнимых по эксплуатационным характеристикам с деревянными нет вообще ни у кого.   Думайте.

 

[KAA]

ВИШ на легких самолетах лишен смысла, переставной на земле - тем более.Их техническая сложность и вес даже отдаленно не окупаются выигрышем в ЛТХ. Технологии изготовления пластиковых лопастей, сравнимых по эксплуатационным характеристикам с деревянными нет вообще ни у кого. Думайте.

Денис,такое мнение оттого,что вы не занимаетесь лётной и технической эксплуатацией самолётов. И я в упор не вижу преимуществ деревянных лопастей Вудкомпа перед пластиковыми Фмнишпропа. (На нашем аэродроме,самолёты с ними рядом стоят) 😉

 

[compozitvint]

похоже что Denis крупный теоретик ,особенно ВИШ на легких самолетах лишен смысла, переставной на земле - тем более. ,кто много полетел, на разном, с уважением относиться к решениям и творческим порывам своих коллег ,и уж тем более такие выражения как "не имеют смыслы" в среде людей которые пришли к полетом,через свое стремление, трудолюбие,и не мыслемое желание летать ,вообще не уместно
Я смотрел винты МТ ,они тоже оклеены и угольком и стеклом, старина Герд кстати пытался развить тему пластиковых винтов ,и когда плотность пенопластовых наполнителей пришла к 550кг/м3 он вернулся к французской сосне  ,но судя по его выставочным стендам были в его карьере и пластиковые винты просто технологически не смог решить не которых проблем, поэтому вернулся к дереву, и кто своей жизни сделал несколько деревянных винтов ,а потом научился их оклеивать ,подтвердит, что ту аэродинамику и жесткость которую дает пластик или пластик +дерево ,просто дерево не потянет уже никогда
С уважением Олег 

 

[иггол]

Самый лучший винт для легких самолетов- моноблок,  сосновый, передняя кромка - уголь, оклеен стеклом. Если сделать пластиковый винт моноблочным, он будет слишком тяжел и технологически сложнее переставного и тем более деревянного.
Переставной на земле винт начинался  скорее как мода и желание подобрать шаг винта , и на основе летного эксперимента сделать моноблок, причем деревянный. Началось это у нас в стране лет 20 назад. Но аэродинамика переставного винта слишком отличается от моноблочного (и не в пользу переставного), и все равно приходилось делать несколько разных моноблоков. Так зачем делать переставной?
Технологические сложности при подборе древесины и ее обработке оказались труднопреодолимы  по сравнению с изготовлением стеклянной лопасти и ступицы, поэтому у нас все делают серийные  винты - только пластиковые.
Зачем нужен ВИШ на самолете типа Пайпер с его скоростями и мощностью двигателя?
На каком легком самолете стоит ВИШ и он там реально нужен? Мне действительно интересно.
Насчет жесткости винта... В винте больше нужна вязкость, если можно так выразиться, т.е. способность гасить колебания.
Все высказанное - просто мое мнение, раньше приходилось делать серийно деревянные винты на специальном строгальном  станке. Кстати, винт из заготовки до оклейки и покраски делался за 4 часа, что уже сравнимо  по времени со стеклопластиковым, дело только в трудности подбора древесины

 

[KAA]

передняя кромка - уголь

Это зачем?

Переставной на земле винт начиналсяскорее как мода и желание подобрать шаг винта , и на основе летного эксперимента сделать моноблок, причем деревянный. Началось это у нас в стране лет 20 назад.

Началось это-в США, лет 80 назад!

Но аэродинамика переставного винта слишком отличается от моноблочного (и не в пользу переставного),

На картинке,диаграммы американского ВФШ начала 30-х гг. Чем плох? И чем лучше деревянный моноблок?

На каком легком самолете стоит ВИШ и он там реально нужен?

Их много!WT-8 Dinamic,например.
Для чего нужен ВИШ-объяснять не буду. Поясню,для чего нужен ВФШ. На самолёте моего друга стоит ВФШ. Сейчас у него учебные полёты по кругу.Взлётов-посадок много.Соответственно винт настроен на скорость километров 160 на номинале. Разбег 150 м. Это-безопасность,при полосе 400м ! Дойдёт дело до маршрутов,за пол-часа перенастроим винт на крейсерский полёт Разбег будет 250,ну и фиг с ним. При 1-2 взлётах за день,безопасность не пострадает. Вы предлагаете иметь 2-3 моноблока? 😉 Причём,при замене 2-х лопастных моноблоков на 3-х лопастные винты шум и вибрация снижаются заметно! С этим спорят лишь маньяки.

 

[KAA]

Вторая важная расчетная точка - Vne. В большинстве НЛГ записано, что при пикировании на непревышаемой скорости и полностью закрытом дросселе обороты мотора не должны превышать 110% максимально допустимых в полете,

Это-проблемное место в вашей метОде,Денис!Перекручивает ли винт задросселированный полностью двигатель,вы можете установить только экспериментально. Т.е. эта точка никак не просчитывается,и сначала надо сделать винт! 😉

 

[иггол]

Уважаемый КАА!

Может я неправильно выразился про "20 лет назад". Имелось в виду, что в нашей стране переставные винты для маленьких самолетов появились не так давно и именно для того, чтобы при подборе оптимального моноблочного винта для конкретного самолета попытаться сократить количество экспериментальных моноблочных винтов. По моему, это не очень получалось. Я имел в виду именно нашу страну и СЛА, а не весь мир.

Углеволокно с эпокс. связующим применялось вместо оковки деревянного  винта. Сострагивалась около 5 мм пер. кромки и 50% по длине лопасти,  и затем она формовалась из углепластика с последующей обработкой и оклейкой стеклотканью всего винта, кроме ступицы. Работало не хуже оковки.

WT-8 Dinamic в интернете не нашел, не дадите ссылку?

Насчет диаграммы американского ВФШ начала 30-х гг  ---там размеры самолета, винта, ступицы винта, миделей мотора и фюзеляжа , соотношения этих размеров между собой очень сильно отличаются от наших 100-сильных моторчиков и самолетиков, вряд ли возможна прямая аналогия

Насчет перестановки трех лопастей винта  за полчаса - это очень быстро, на грани спешки. Думаю, в реальности - около часа, и вообще безопасность страдает как раз от таких перестановок посреди аэродрома. Никогда лопасти не проворачивались? Или не замечали? Я Вас не подкалываю, просто сам сталкивался. Кстати, переставить моноблочный винт наверняка быстрее.

Если 2х лопастной винт качественно отбалансировать в двух плоскостях, ничего он не вибрирует. Деревянный 2х лопастной балансировать  гораздо проще, чем пластиковый.

Насчет шумности - бывает и те и другие шумят

 

[Denis]

....И я в упор не вижу преимуществ деревянных лопастей Вудкомпа перед пластиковыми Фмнишпропа. (На нашем аэродроме,самолёты с ними рядом стоят) 😉

Я тоже не вижу. И тот и другой винт - сувенирные.

 

[Denis]

Вторая важная расчетная точка - Vne. В большинстве НЛГ записано, что при пикировании на непревышаемой скорости и полностью закрытом дросселе обороты мотора не должны превышать 110% максимально допустимых в полете,

Это-проблемное место в вашей метОде,Денис!Перекручивает ли винт задросселированный полностью двигатель,вы можете установить только экспериментально. Т.е. эта точка никак не просчитывается,и сначала надо сделать винт! 😉

Эта точка находится элементарным расчетом. Ей соответствует нулевой коэффициент мощности - крайний правый конец винтовой характеристики. Для силовых установок легких самолетов скорость, которая соответсвует относительной поступи в этой точке, как правило получается значительно больше Vne даже для скороподъемного винта.    

 

[Denis]

Возрастиание длины разбега с 150 до 250м при замене скороподъемного винта на крейсерский = какой-то бред. Если оба этих винта не сувенирные, то различие в располагаемой мощности в диапазоне скоростей от 75% скорости отрыва до скорости набора высоты (что влияет на длину разбега и взлетную дистанцию) не превышает 10%.
основное различие между ними заключается в неколько большей (тоже на 5-10%) максимальной крейсерской скорости и сущесвенно меньшем (на 20% и более) километровом расходе топлива с крейсерским винтом.
В связи с этими соотношениями для большинства легких самолетов вообще нет смысла иметь скороподъемный винт в дополннеие к крейсерскому, за исключением, возможно, эксплуатации на высокогорных аэродромах.
Для самоелтов, которые используются ка кдля маршрутных полетов, так и для АХР, или как на колесах, таки и на поплавках, целесообразен второй винт. учитывающий возросшее вредное сопротивление за счет СХ оборудования или поплавков. Однако, гораздо больше смысла все же иметь два хороших ВФШ чем один переставной.

Как только лопасти винта подвижны относительно втулки (даже если условно подвижны, как у переставного), то вес винт возрастает в разы, а сложность его эксплуатации - экспоненциально. В частности, при этом сразу же возникает необходимость регулярной проверки динамической балансировки винта с помощью специального прибора, который стоит немалых денег. 
В связи с этим переставные винты на сертифицированных гражданских самолетах вообще не применяются. Полноценный ВИШ  получается ненамного сложнее, но при этом его шаг управляется в полете.
Выгода от использования ВИШ вместо ВФШ на конкретном самолете достаточно легко оценивается расчетом и для основного большинства легких самолетов (в том числе и скоростных) результата этого расчета - в пользу ВФШ.