Подбор винта для ЛА

[argentavis]

Дык хитрые авиамоделисты придумали загнутый назад противовес, момент которого уравновешивает аэродинамический от лопасти на определённом режиме. Но всё равно, это не для нас!

Другой причиной может быть желание снизить уровень шума и вибрации. По уровню вибраций, 3-х лопастные заметно выигрывают у 2-х лопастных.
В данном случае, при диаметре 1,6 м, я бы предпочёл 2-х лопастный.

Да, ключевое замечание, на определённом режиме. И то лишь частично.
В остальных режимах вибрация в той или иной степени сохранится, как и паразитный вес груза. Думаю, то какой то процент прироста тяги не стоит того и это действительно не для нас.

 

[zov]

Дык хитрые авиамоделисты придумали загнутый назад противовес, момент которого уравновешивает аэродинамический от лопасти на определённом режиме. Но всё равно, это не для нас!

Отогнутый противовес устраняет изгибающий момент на вал, однако вибрации устраняют, что отогнутый, что не отогнутый одинаково. И на любых оборотах между прочим! Теория это утверждает, а практика подтверждает.
А вот то, что это не для нас.... С этим не поспоришь. Овчинка выделки не стоит.

 

[KAA]

Не согласен. Противовес парирует центробежную силу лопасти на любых оборотах, а его отгиб-момент от аэродинамических сил на лопасти. Выше, argentavis напомнил про него. Который не просто изгибает вал, а "мотыляет" весь мотор на узлах подвески., задавая ему круговое движение.

 

[argentavis]

Не согласен. Противовес парирует центробежную силу лопасти на любых оборотах, а его отгиб-момент от аэродинамических сил на лопасти. Выше, argentavis напомнил про него. Который не просто изгибает вал, а "мотыляет" весь мотор на узлах подвески., задавая ему круговое движение.

Аэродинамические силы на лопасти, с ростом скорости полета падают и увеличиваются обороты. А с ростом оборотов центробежная сила на грузе растет в геометрической прогрессии. И на скорости аэродинамическое отгибание лопасти, заменяется отгибанием от центробежной силы отогнутого груза. Так что хрен редьки не слаще.

 

[zov]

КАА, Эх-хе-хе... Алексей, расстроил ты меня...

 

[zov]

argentavis, Если обороты увеличились в 2 раза, то что произойдет с центобежной силой? Если ЦС увеличивается " в геометрической прогрессии". Желательно с формулами😜

 

[vert]

Нет, там проблема в другом. Для уравновешивания изгибного момента лопасти груз смещают назад, чтобы его момент Nцб х А равен моменту лопасти Т х С. Но во-первых это возможно только на одном узком режиме по скорости и оборотов (т.к. тяга меняется), а во вторых имеем динамический дисбаланс между двумя равными центробежками с плечами А и В. Это как на диске автомобильного колеса- статически уравновешено, но для динамической балансировки приходится лепить одинаковые груза с противоположных сторон диска напротив друг друга. У скоростных авиамоделей видимо такой эксцентрик с дисбалансом допустим, т.к. скорость полета - одна (максимальная) и вибрации особо не волнуют, а на наших аппаратах так "колбасить" вал винта и двигатель недопустимо.

 

[zov]

Андрей, Ну разве с этим кто спорит? По- моему никто. Вот по твоему рисунку: противовес можно и не отгибать назад, достаточно лопасти придать изгиб вперед, что у тебя и нарисовано.
С Алексеем у меня несогласие в другом: Да, без отгиба противовеса и(или) прогиба лопасти появляется изгибающий момент на валу. Но если вспомнить, что ЦС минимум на порядок больше силы тяги, то тот Мизг. будет ничтожным, им можно пренебречь.
Чем меня расстроил КАА, так это "мотылянием".... с чего он это взял? 🥺
Другое дело лопасть НВ. Да, из за большого диаметра и, как следствие, большой тяги... тут конечно изгибающий момент существенный. Лучшим способом устранить его- применить ГШ.Разнесенный, не совмещенныйНо это уже совсем другая тема. Нет?

 

[zov]

На счет динамической и статической балансировки НЕ СОГЛАСЕН АБСОЛЮТНО!!! Это не явление, а способ, технология балансировки. Можно применить статический метод, которым я и пользуюсь, можно динамический. При наличии стэнда динамической балансировки этот метод удобней.
Любое тело, которому предстоит вращаться вокруг нЕкой оси, Если ОНО сбалансировано статически, относительно той оси, останется таковым и при вращении!!! Причем на любых оборотах!!!
Это не только теория, это и практика.
Все, устал. Ты человек не глупый, сам найдешь подтверждение моих слов. Проводить ликбез желания нет(это не в твой адрес)

 

[zov]

Не удержался от дополнения....
Вот работник - шинмонтажник, проводит балансировку колеса... крутнул его... с какой скоростью? Ну, согласись, с небольшой, ну пусть соответствующей скорости авто 20км/ ч. По индикаторам на стэнде определил сколько и куда вешать грузов. Повесил. опять крутнул, стэнд показал Ок!
Продолжая твои рассуждения на скорости 120км/ ч. балансировка должна уйти?! Ведь режим на котором она проводилась изменился в 6 раз! 😜

 

[Айрат]

На счет динамической и статической балансировки НЕ СОГЛАСЕН АБСОЛЮТНО!!! Это не явление, а способ, технология балансировки

Если я правильно понял, что Вы имеете в виду, то Вам бы надо поизучать вопросы статической и динамической балансировки роторов.
Статическая =динамической балансировке только для тонкого диска.
Посмотрите на два диска на одном валу. Если хоть как-то разнесены по оси вала, каждый имеет (статический) дисбаланс, а вцелом сборка вал сдвумя дисками статически сбалансирован, то при вращении эту конструкцию будет колбасить. Поэтому колёса на шиномонтаже балансируют ДИНАМИЧЕСКИ, ибо ширина у колеса есть (разнос масс по оси) и приличная, не обойтись одной статической балансировкой.

 

[zov]

Уффф. Айрат, Вы далеко не глупый человек, но какой- то "клин поймали" Что конкретно Вы хотите сказать в противовес моим утверждпниям? Мое утверждение: Некое тело, сбалансированное статически относительно оси вращения, останется сбалансировснным при любой угловой скорости вращения!!!
Есть что возразить? Желательно на языке формул?

 

[vert]

Любое тело, которому предстоит вращаться вокруг нЕкой оси, Если ОНО сбалансировано статически, относительно той оси, останется таковым и при вращении!!! Причем на любых оборотах!!!

Если тело имеет разнос масс по оси вращения (реальное тело) и уравновешено только статически, при росте оборотов будет вибрация от динамического дисбаланса. См. картинку. Момент изгиба вала на подшипники будет разный от этих двух масс на валу и с ростом оборотов вибрация будет расти.
В свое время занимался на вертолетном серийном заводе балансировкой вентиляторов на Ка-27. Вроде на вид плоский диск диаметром 0,5м с лопатками, статически уравновешен, но на 6000об/мин с динамическим дисбалансом в эксплуатации разваливал подшипники через 200часов работы. А динамически отбалансированный имел ресурс подшипников -2000 часов.
С нашими винтами такая же картина. Если пластиковые лопасти имеют разную массу и статически отбалансированы добавкой груза только на конец лопасти, то имеем динамический дисбаланс из-за угла конусности и деформации лопасти в полете от силы тяги. Мы на своих винтах добиваемя положения ц.т. лопасти на одном радиусе и одинаковой массы лопастей путем добавления груза и в комель и в конец лопасти. Величина дисбаланса небольшая и соизмерима с вибрацией двигателя, но она ощущается летчиком. Особенно на автожирных и вертолетных лопастях это сильно заметно из-за большего угла конусности.

 

[niksann]

Можно не отгибать ни лопасть, ни груз, а просто установить качельный шарнир. И лопасть и груз сами взаимно найдут свое положение.
Кстати, если правильно понимаю, зависимость тяги от скорости вращения винта квадратичная, так же как и ЦС. Получается что отогнутый груз в принципе на всем диапазоне должен компенсировать тягу, если конечно винт фиксированного шага.

На планерах все же ставили однолопастные, видно, чисто из-за удобства складывания.

 

[Айрат]

Есть что возразить? Желательно на языке формул?

Олег, мне жаль, но целый раздел из механики Вами упущен, изучайте теорию.
Одной-двумя формулами не обойдусь. Представьте:
Простейший ротор - на концах длинного и толстого вала массивные диски. Два совершенно одинаковых диска, с одинаковым дисбалансом. По отдельности каждый диск имеет статический дисбаланс - это понятно? теперь мы так повернули и закрепили диски на концах вала, что весь ротор оказался статически сбалансирован. А теперь представьте (или рассчитайте) какие нагрузки будут на опоры ротора (подшипники в районе дисков) при вращении....
Не будет? Если Вы думаете так, то мне больше нечего Вам добавить.
Для упрощения задачи вал можно невесомый, теперь уберите вал мысленно
Каждый отдельный диск будет колбасить свою опору с частотой вращения. Теперь снова соедините диски валом (ротор статически сбалансирован). Изменилось что-то по нагрузкам в работе опор если вал очень длинный? А ведь ротор статически сбалансирован.

 

[Айрат]

Можно не отгибать ни лопасть, ни груз, а просто установить качельный шарнир

Действительно, если я ничего не упускаю, то такая система будет саморегулирующей. Вес конечно большой, но красиво. И потребные углы на шарнире - пара градусов всего.

 

[zov]

Олег, мне жаль, но целый раздел из механики Вами упущен, изучайте теорию.
Одной-двумя формулами не обойдусь. Представьте:
Простейший ротор - на концах длинного и толстого вала массивные диски. Два совершенно одинаковых диска, с одинаковым дисбалансом. По отдельности каждый диск имеет статический дисбаланс - это понятно? теперь мы так повернули и закрепили диски на концах вала, что весь ротор оказался статически сбалансирован. А теперь представьте (или рассчитайте) какие нагрузки будут на опоры ротора (подшипники в районе дисков) при вращении....
Не будет? Если Вы думаете так, то мне больше нечего Вам добавить.
Для упрощения задачи вал можно невесомый, теперь уберите вал мысленно
Каждый отдельный диск будет колбасить свою опору с частотой вращения. Теперь снова соедините диски валом (ротор статически сбалансирован). Изменилось что-то по нагрузкам в работе опор если вал очень длинный? А ведь ротор статически сбалансирован.

Айрат, Конечно в этом случае и на вал и на опоры будут действовать и нагрузки и изгибающие моменты.
Вот и vert в посту 973 привел аналогичный пример, только не с длинным валом а с НВ. И вы оба пытаетесь меня убедить в том, в чем я с вами и не спорю! Видимо невнимательно читаете мои посты. Хорошо, сформулирую свою точку зрения по-другому:
Если центр массы ТВЕРДОГО тела совпадает с осью вращения то при вращении с угловой скоростью от 0 до бесконечности вибрации не будет.
ТВЕРДОГО выделил специально, чтобы ни у кого не возникло желания приплести сюда деформации тела со всеми вытекающими...

 

[zov]

Кстати, Айрат, помогите мне, поясните какой раздел механики мной упущен и из каких источников его восполнить? Какую теорию мне следует изучить?
Благодарю за помощь.

 

[Айрат]

Если центр массы ТВЕРДОГО тела совпадает с осью вращения то при вращении с угловой скоростью от 0 до бесконечности вибрации не будет.

В корне не верно. Ещё как будет. Представьте себе ротор ТРД к примеру. Компрессор с дисбалансом и турбина с дисбалансом, цт всего ротора аккурат на оси вращения и?

Какую теорию мне следует изучить?

Тут не подскажу, не помню. Балансировка ротора ТРД, лабораторная работа была сорок пять лет назад.
Наверное погуглить надо "динамическая балансировка ротора".

 

[Vladimir1950]

Можно не отгибать ни лопасть, ни груз, а просто установить качельный шарнир. И лопасть и груз сами взаимно найдут свое положение.

В 19м году сделал стенд для отработки профилей НВ . Для простоты однолопастный с жёсткой заделкой.. Всё сбалансировал в статике в ноль. На оборотах от 150 до 600 весь стенд пытался то ли взлететь, то ли ускакать по гаражу за счет гуляющей по азимуту ПС. Поставил ГШ -всё ушло, строго по науке.