Подбор винта для ЛА

[dmitri]

Рекомендую диаметр

Р-582 , редуктор 4 , ( такой достался ! ) , максимально возможный диаметр 190 см , какой винт можете порекомендовать ?

 

[Айрат]

Айрат писал(а) Вчера :: 21:26:41:
При диаметре 2м, скорость концов лопастей уже 300м\с. Подозреваю, что надо уменьшать диаметр до 1.9, или даже меньше. Актуально улучшение взлётных характеристик с-та даже в ущерб крейсерским.

Рекомендую диаметр 1.55м, шаг 1.2м. максимальная ширина лопасти 12%. А лучше 4-х лопастный с теми же параметрами, но с шириной - 8%

И какой у этого винта будет кпд на скорости 90-100? По поводу того "лёгкий" он или "тяжёлый" на этом режиме не спрашиваю, полагаю расчётный.
Я и на винты малого диаметра поглядываю, но смысл в их использовании вижу только для скоростных самолётов. В частности предлагаемый Вами винт будет иметь максимальный кпд на скорости примерно 150-160 (для оборотов 2400) или 190 для максимальных... Винт от мудрого КАА будет иметь на этой скорости однозначно больший кпд,даже имея большие потери на сжимаемость... Ну или переубедите меня.
          С уважением, Айрат.

 

[qwertyasasa]

Не путайте мощность с крутящим моментом.

мощность - это энергия, затрачиваемая в единицу времени (в секунду). 

Если слово энергия заменить словом работа - абсолютно верно.

Мощность, которую развивает мотор на определенных оборотах ни чем не увеличить. Редуктор лишь позволяет наиболее эффективно использовать мощность в конкретных определенных условиях

Как на ручном подъемнике автомобилей, там же тоже редуктор силу увеличивает во много раз, путем уменьшения оборотов, человек бы машину не поднял.

Я имею ввиду не мощьностть двигателя, а мощность прилагаемую на винт, уже от редуктора. 

Не МОЩНОСТЬ, а усилие!
"Ни один простой механизм выигрыша в работе не дает"
        Золотое правило механики.

А если представить такой пример, у двигателя максимальная мощьность на 6000 оборотов, и к нему присобачили крупный винт, который он не может разогнать даже до 3000 оборотов из-за недостаточной мощьности, вот тут мы как раз подключаем редуктор, и о чудо винт раскручивается без труда  😀 потому что редуктор дает большее так сказать усилие.

Зачем все эти научные термины, усилие, работа, мощьность. Я всего лишь хотел узнать что с помощью редуктора к двигателю можно прибацать винт больше чем пологается, за счет того что у дигателя слишком болльшие обороты.

Как коробка передач в автомобиле, двигатель ревет, а едет машина медленно, но зато еще одну за собой тащить может. Так же и с винтом. :craZy

Кстати, кто мне скажет что такое G raiting, как это на руский езык переводится?  🙂

 

[Айрат]

Как коробка передач в автомобиле, двигатель ревет, а едет машина медленно, но зато еще одну за собой тащить может. Так же и с винтом. Крэзи пайлот

  Чем больше передаточное отношение редуктора, тем большего диаметра можно впендюрить винт! Но тем меньше скорость на которой этот винт выродится, т е перестанет создавать тягу и начнёт крутиться как ветряк, тормозя как парашют..

 

[mdp-shnik]

   Дело в том, Айрат, что несмотря на нелепость статтяги с моей точки зрения, я по прежнему продолжаю её измерять. Мало того, даже устранил влияние трения колёс. Зная значение, которое придают многие пилоты статтяге, у меня возникает желание шутить на эту тему даже над собой. Поэтому таблетки - из моего опыта.

   Наш винт при диаметре 1,5 м, раскручиваясь до 3600 1/м (скорость концов 280 м/с), обеспечивает расчётный к.п.д. (0,5-0,52) в режиме набора высоты - 4 м/с с пол. весом 340 кГ. Заявленная мощность  мотора 64 л.с. Считайте, что ссылку я дал на самого себя, который летает с такими винтами с конца 2002 года.

   Та предельная скорость концов в 200 м/с для обрезанных винтов - опыт хаёвцев. Для меня те ребята - авторитет. Понятно, что я не настаиваю на его признании. Но иметь ввиду не помешает.

   Статтяга имеет смысл для переставного винта. Его следует настраивать так, чтобы получить статтягу, несколько меньшую, чем максимальная. Но это не имеет отношение к моноблочным винтам. Для них связь статтяги с к.п.д. в полёте может быть непредсказуема.

    Не думаю, что Вас ждёт успех в создании винта, допускающего сжимаемость воздуха.

 

[Рябиков]

НУЖНА МЕТОДИКА РАСЧЁТА ВИНТА С УЧЁТОМ СЖИМАЕМОСТИ!

Самый надежный источник - РДК.
Есть немного здесь - Келдыш В.В.-Проектирование и аэродинамический расчет воздушных винтов(1946).

Я попробовал определять характеристики концевых сечений лопасти винта на высоких скоростях с помощью программы XFOIL. По результатам испытаний  соструганных винтов думаю, что ей можно верить.

При около звуковых скоростях растет не только Сх, но и Су при одном и том же угле атаки профиля, и все это происходит нелинейно при изменении скорости. Расчет характеристик ВВ при этом, естессно, усложняется.

 

[Айрат]

Не думаю, что Вас ждёт успех в создании винта, допускающего сжимаемость воздуха. 

Вообще-то сжимаемость проявляется и на очень маленьких скоростях, только учитывать её начинают с 0.5-06М (это около 200м\с)...

Самый надежный источник - РДК.
Есть немного здесь - Келдыш В.В.-Проектирование и аэродинамический расчет воздушных винтов(1946).

  Спасибо!  Вы который РДК имеете в виду? Что касаемо теории, я неплохо её знаю, и про рост Су и про то где когда и какие скачки возникают и пр. и пр.. Интересует конкретная методика, чтобы посчитать можно было.
  А по Келдышу ссылочку никто не даст?
       Заранее признателен.

 

[Рябиков]

Попробуй порыться здесь: http://www.lib.nau.edu.ua/rus/elbook/

 

[KAA]

Вопрос к тем кто пользовался РДК от Сиб НИА. На стр 176 по винту СДВ-1 очень большое расхождение по относительной ширине лопасти. В графике одни данные (видимо правильные), а на рисунке внизу страницы не понятно откуда взятые, или это не относительные величины (похоже что это данные для винта диаметром примерно 1,7м)?

Вот данные из "Материалов для проектирования винтов с профилем ВС-2"(СДВ-1) 1938г.
r       b/D
0,2   0,07555
0,3   0,0792
0,4   0,08
0,5   0,0772
0,6   0,072
0,8   0,06435
0,9   0,05335 

 

[KAA]

Ещё интересно можно ли оценить какая будет статическая тяга с выбранным винтом, и какие при этом будут обороты(на известных и стабильных моторах)? 

Оценить можно. Мне это удавалось с точностью 10%,если имелись данные для серии винтов по работе на месте.Значения коэффициента тяги тяги для СДВ-1 при работе на месте у меня есть,правда я не уверен на 100% в их достоверности. Коэффициент мощности СДВ-1 можно узнать, экстраполируя его кривые коэффициента мощности по отн. поступи до лямбда=0.
Отсюда получаете мощность винта,и по внешней характеристике обороты на месте.

Не думаю, что Вас ждёт успех в создании винта, допускающего сжимаемость воздуха

Может у Айрата и не получится,но винт АВ-1 самолётов И-153 и И -16 с мотором М-62 имел скорость конца лопасти на взлётном режиме близкую к 330 м/с,а при полёте на макс. скорости > 340 м/с. Значит,товарищ Поликарпов счёл это оправданным! Или он и тут ошибался? 😉

 

[KAA]

Рекомендую диаметр 1.55м, шаг 1.2м. максимальная ширина лопасти 12%. А лучше 4-х лопастный с теми же параметрами, но с шириной - 8%

Коллега,думаю в данном случае вы ошибаетесь,ориентируясь на макс.КПД изолированного винта. Потери за счёт обдувки большого ф-жа за винтом,могут быть значительными,при столь небольшом диаметре. Кроме того,у Айрата,как я понял высокоплан,и ему крыло обдувать очень пользительно будет.

 

[zov]

Потери за счёт обдувки большого ф-жа за винтом,могут быть значительными,при столь небольшом диаметре.

КАА, Вы правы. Но увеличивать диаметр нельзя из за волнового кризиса на концах лопастей. Миллиметров на 100 диаметр можно увеличить, если кончикам придать стреловидность, но не более.

 

[mdp-shnik]

    Я бы поставил вопрос иначе. Винтовые характеристики винтов получены эксперименткально. Это значит, что, если мы находим на них точку, соответствующую винту с очень высокой скоростью концов, то мы без всяких рассчётов получаем его параметры. Так же сделал и Поликарпов. Его те параметры устроили. А вот, Айрата не устраивают. Путём прямого рассчёта СДВ-1 он получит такие же низкие параметры.

   Совсем другое дело, мы изобретём винт, который на околозвуковой скорости своих концов не будет слишком уплотнять воздух. Как я понимаю, для больших самолётов такие винты есть. Будет ли кто-то финансировать разработку таких пропеллеров для СЛА? Вряд ли. За свой счёт эту науку не потянуть.

   Нам ничего не остаётся, как лёгкими ударами топорика подгонять доступный нам винт под имеющийся двигатель и ЛА. Если мотор имеет на внешней характеристике полочку, то можно бы и пожертвовать несколькими лошадками, не добирая оборотов. Если полочки нет, то возникает призрак редуктора, который избавит от необходимости применять именно СДВ-1.

 

[KAA]

В общем-то есть методики учёта влияния сжимаемости по числу М конца лопасти.Например у Остославского. Чем не устраивает?

 

[Айрат]

Спасибо Алексей за цифры по ширине, очень кстати.
По расчёту стат тяги, я именно так и пытался считать , но с таким количеством допущений и экстраполяция, ошибку результатов оценивал не менее 30%... Поскольку я не планирую открывать производство винтов, то и позволить себе много экспериментов не могу; два-три винта максимум. А 10% это уже интересно!
  Я сначала пытался пересчитать Ваш, Алексей, винт на другой, меньший шаг, чтобы гарантировано выйти на 2850 на скорости около 100, но поскольку Мах полез за критический (а уменьшать диаметр не хотелось), то понял, что учёт сжимаемости неизбежен. Видимо всё же придётся идти по пути уменьшения диаметра.  Уменьшать обороты нерационально.
  То, mdp-shnik, нет на внешних характеристиках двигателя М332 никакой полочки, очень крутая, прямо пропорциональная зависимость мощности от оборотов. А редуктор теоретически конечно выручил бы, но городить его на авиационный двигатель?! Как выражается Денис, это будет "Дундуктор"!
  Двигатель я устанавливаю очень высоко, как никто на этих самолётах("Леший"),и ограничений компоновочных по диаметру винта нет, но всё равно он будет сильно дуть "под мышки", увы...
  Нашёл вчера одну методику коррекции кпд винта по числу Маха, с учётом угла атаки, для винтов с толщиной 0.05 на 0.9R. Потери кпд небольшие вплоть до Ма 1.1  но это явно для металлических винтов... 🙁  Решение Поликарпова вполне понятно.Пересчитывать на другой профиль (ВС-2) муторно будет, лучше почитаю Остославского по совету мудрого КАА, может чего нарою.
                             С уважением, Айрат.

 

[mdp-shnik]

   Согласен, Айрат. Нам, кстати, предстоит выстрогать двухметровый СДВ-1 именно для М332. Предполагаем делать шаг 0,8.

 

[Айрат]

  Остославского не нашёл, почитал Кравца , там есть метод Остославского-Халезова и др методы.
Результаты получил весьма обнадёживающие, подозрительно красивые результаты, - может где-то ошибся....
Если кому не лень будет проверить, буду очень признателен.
Итак: двигатель М332, мощность 150сил на оборотах 2850 для диаметра 1.96м по номограммам стандартной серии СДВ-1 подобран шаг(относительный) 0.58 .
  По скоростям и оборотам вполне подходит (на 2400 до скорости 160 ещё тянет)
  Число М по стандартной атмосфере на высоте 0 получилось 0.865.
  По Остославскому-Халезову поправочный коэффициент для кпд равен единице
  По Вейнигу самая большая поправка --0.97 😀
  По приближённому способу-------------0.996
И это всё с учётом углов атаки - примерно около двух градусов(чуть меньше).
Не так страшен чёрт как его малютки.
   Теперь о малютках. Расчёты для толщин не больше 8-9% на 0.9R. При этом критическое число М около 0.87.
Т е если утолщать кончик потери будут уже больше 3%. А если ещё и шире его делать, на заданные обороты двиг не выйдет.
Да ещё есть одно серьёзное беспокойство по потребляемой винтом мощности. Столь незначительное падение кпд ещё можно понять. Но вот прирост сопротивления на концах лопастей гораздо больше чем 3%. По самым скромным прикидкам только коэффициент сопротивления вырастает примерно в 1.5-2 раза(на кончике от 0.95R до 1R) по сравнению с несжимаемым потоком. Т е получается, что не раскрутится винт до нужных 2850...
   Видимо придётся ограничиться диаметром 1.9м 🙁
                           С уважением, Айрат.

 

[Айрат]

Нам, кстати, предстоит выстрогать двухметровый СДВ-1 именно для М332. Предполагаем делать шаг 0,8.

А не маловат шаг? Или это аэросани? Прикинул, на оборотах2400 скорость не больше115км\ч получается, а на 125-130 уже конкретно отрицательная тяга.  Да и лёгкий наверное винт?

 

[KAA]

Нам, кстати, предстоит выстрогать двухметровый СДВ-1 именно для М332. Предполагаем делать шаг 0,8

Если это отн. шаг,то большой. Для скоростного самолёта. Если геометрический-то маленький.
@ mdp-shnik
Вы ,кстати,не пытались теоретически оценить затраты мощности на волновое сопротивление,когда свои СДВ делали?

Т е если утолщать кончик потери будут уже больше 3%. А если ещё и шире его делать, на заданные обороты двиг не выйдет.
Да ещё есть одно серьёзное беспокойство по потребляемой винтом мощности. Столь незначительное падение кпд ещё можно понять. Но вот прирост сопротивления на концах лопастей гораздо больше чем 3%. По самым скромным прикидкам только коэффициент сопротивления вырастает примерно в 1.5-2 раза(на кончике от 0.95R до 1R) по сравнению с несжимаемым потоком. Т е получается, что не раскрутится винт до нужных 2850...

Айрат,у Остославского же есть график поправки к коэффициенту мощности.так что гадать не нужно будет.
И ещё. Не стоит увеличивать отн. толщину конца лопасти в таком случае. Мы обычно расширяем конец. Тот винт.что я вам присылал,имеет как раз такой конец.Для учёта этого изменения,разработчик волюнтаристски уменьшил расчётную мощность двигателя на 10%. И почти не ошибся. Я теперь также делаю.
Но в общем,я бы не стал выбирать такой режим работы двигателя за расчётный. Думаю, винт окажется слишком лёгким,и вам постоянно придётся газ прибирать.Попробуйте просчитать вариант с 2700 об/мин. Может быть прирост КПД даст больше,чем 10 л.с.? 😉

 

[zov]

Нам, кстати, предстоит выстрогать двухметровый СДВ-1 именно для М332

Если не затруднит, сообщите о результатах испытаний данной СУ.