Самолёт ULF-2

Эх, уважаемый КАА! В Германии с винтами всё не так просто. Официально я свой винт имею право сделать, но не имею права с ним летать. Хотя, если полёт окончится без аварий, то никто на аэродроме мой винт сверять с сертификатом не будет. С момента моей постройки сертификат типа был пополнен в 2014 ещё одним серийным двухлопастным винтом: Neuform S3 Novaprop
 
На какой скорости у вас вертикальная - 1.5м/сек. И на какой +1.5м/сек? Лошадки запросто могут уходить в бесполезное перемалывание винтом атмосферы ,  так как вы слишком оптимистичный кпд заложили в расчеты - 75%. Он может  30 и 40% получится
 
Скорость при +1,5 м/с и при -1,5 м/с одинаковая: путевая где-то 70 км/ч. (срыв при 60). Согласен, что КПД винта может оказаться небольшим, почему и пишу эти строки. На самом деле многое можно посчитать. У Чумака с Кривокрысенко есть вполне понятная, совершенно прозрачная и мною пересчитанная-перепроверенная (ясное дело, упрощённая) довольно детальная математическая модель винта. Если что-то по ней непонятно - спрашивайте. Я вряд-ли буду сам делать винт, по причине загрузки новым проектом Ассо, но поиграться с моделью мне было интересно. И вот что я пока-что обнаружил.

Вполне возможно оказалось смоделировать двухлопастной винт с профилем ВС-2 и идентичными моему трёхлопастному SR200 диаметром и нагрузочными характеристиками в полётном номинале. Достичь этого можно, например, увеличением угла установки лопастей с нынешних 12 градуов до 22 😱 В результате винт на месте и при малых скоростях выходит далеко за критический угол атаки и перестаёт тянуть, так что даже рулить по мягкому грунту уже не получится. Альтернативно можно увеличивать хорду профиля, оставив в разумных пределах установочный угол. Думаю, тогда постепенно придём к параметрам трёхлопастного винта. Так что пока что бесплатный сыр получается в мышеловке: получается что-то вроде МиГ-25, который более-менее хорошо начинает лететь только после 2 Мах, а ведь туда надо ещё как-то взлететь и разогнаться...

ЗЫ. Мне как юзеру ценнее улететь с мягкого поля после вынужденной посадки в Польше, чем увеличить скороподъёмность.
ЗЗЫ. Из вышесказанного очевидно, насколько порочна всё ещё местами применяемая практика оптимирования винта по статической тяге.
 
У Чумака с Кривокрысенко есть вполне понятная, совершенно прозрачная и мною пересчитанная-перепроверенная (ясное дело, упрощённая) довольно детальная математическая модель винта.
Каким образом перепроверенная? Расчётом? Или сравнением расчётного винта с геометрически идентичным испытанным в аэродинамической трубе?  😉
Я бы в данном случае, не изобретал велосипеда, а взял винт с реальными характеристиками ( СДВ-1 очень подойдёт), сделал бы его как возможно точнее, и получил обоснованный КПД, с поправкой на обдувку фюзеляжа.
ЗЫ. Мне как юзеру ценнее улететь с мягкого поля после вынужденной посадки в Польше, чем увеличить скороподъёмность.
Расчитываете винт на скорость набора высоты (70 км/ч), а при больших скоростях, будете дросселировать двигатель.
Но вам-то сейчас нужно больше до сути добраться!
А изобретать свои винты-отдельная тема, имеющая смысл лишь если плучаемый со стандартным винтом КПД вас совершенно не устраивает. 😉
 

Вложения

  • Setka_SDV_002.jpg
    Setka_SDV_002.jpg
    179,4 КБ · Просмотры: 108
Все  эти  заморочки  с  цифрами хороши  для  теории, на  практике  нужно  ставить  более  мощный  мотор  и  всё  встанет  на  свои  места.
 
Каким образом перепроверенная? Расчётом? Или сравнением расчётного винта с геометрически идентичным испытанным в аэродинамической трубе?
От Вы ж наш недоверчивый! Не верите Вы результатам теоретической физики  🙂 Я тоже им не очень верю, но мне сейчас важнее понять механизмы почему всё так плачевно или где зарыта очередная граната, чем получить точную цифру. Проверка имелась в виду чисто теоретическая, потому что такие издания, как правило, изобилуют опечатками. Но здесь имеем исключение: "Проверено, мин нет!" :IMHO
А с такой диаграммой каждый дурак посчитать сможет 🙂
 
Виктор, так а погода нелётная, так что всё равно либо пилить, либо считать. Пилить мне пока надоело, поразвлекаю(-сь) расчётами.
 
Достичь этого можно, например, увеличением угла установки лопастей с нынешних 12 градуов до 22 Ужас В результате винт на месте и при малых скоростях выходит далеко за критический угол атаки и перестаёт тянуть,
- эй, ну что такие глупости писать. установочный угол даже 22 градуса вообще ничего не говорит об угле атаки. Очевидно что даже на стопе он будет значительно меньшим и однозначно досрывным. Если Вы оптимизируете винт на крейсер- то тогда он действительно будет тяжел и слаб на стопе. Но винт оптимизированный на максимальную скороподьемность- будет хорошо тянуть и на земле- это довольно близкие режимы.
у меня по Кривокрысенко написана собственная прога но помимо исправления ошибок в формуля я еще дополнил ее концевыми эффектами и она дает более адекватные результаты. Но второй винт почти всегда приходится делать- помимо программной погрешности  данные по силовым установкам как правило не достоверны.
 
От Вы ж наш недоверчивый! Не верите Вы результатам теоретической физики 
Не верю! Ибо аэродинамика наука наполовину эмпирическая. И теория не проверенная экспериментом в ней немного значит (это я из общения с аэродинамиками- зкспериментаторами из аэродинамической лаборатории вынес).
А с такой диаграммой каждый дурак посчитать сможет 
Ну да, если  нужно выстрелить и попасть в цель, то следует поступать как дураку, а гужеваться с проблемой можно долго и по-разному! 😛
Тут помниться мдп-шник из Донецка долго переживал, что у него мощность сделанного по диаграмме винта отличалась от расчётной на 2-3%. ;D
 
Посчитал я тем временем СДВ-1 для заданных параметров. Результат очень близкий к Кривокрысенко: Установочный угол 20гр вместо 22, КПД 81,5% вместо 84, ну хорда профиля процентов на 20 меньше. Уверен, будет та же проблема со срывом потока на месте. Зато, если развить далее теорию из Кривокрысенко и экстраполировать (увы) характеристики профиля в засрывной области, то получается прикинуть интереснейшие измеряемые параметры: обороты двигателя на месте на максимале 3940 мин-1 (с трехлопастным у меня 4600-4700),  тяга на стопе 870 Н, скорость потока в плоскости винта 17,4 м/с.

Pisman, признавайтесь, на какой странице в какой формуле нашли опечатки? (если не трёп, конечно)

ЗЫ. Пришлось выдумать почти наугад внешнюю скоростную х-ку двигателя, потому что кто её на самом деле знает, да с моими уникальными трубами-то...

ЗЗЫ. Специально для Pisman, угол атаки на месте при установочном 22гр получается от 18гр на 30 % радиуса до 10гр на кончиках лопастей. Винт, конечно, планировался под перспективный круиз в 125 км/ч, я уже писал что скороподъёмность меня устраивает (если останется как прежде).
 
Где то квадрата не было. Хотя это 20 лет назад было.
Дай мне диаметр, обороты винта. Желаемую ширину лопасти. Мощность.
Моя прога выдает углы атаки
 
Pisman, да.
Ну вот я и поимел требуемое, не закончились и сутки. Кончаю тут мастурбировать, выкладываю результаты. Если винт выставлен для оптимального круиза, то ясное дело что он будет слишком тяжёл в наборе из-за маленькой скорости. И по внешней характеристике двигателя уже столько мощи не получить. Но это еще не всё: КПД самого винта заметно падает. Я посчитал КПД винта в наборе по модели Кривокрысенко на 70 км/ч и 22 кВт: он падает с 84% до 64%! Итак, считаем скороподъёмность: с учётом КПД редуктора и осевой закрутки вместе 94,5% и кпд винта 64% остаётся на 70 км/ч скорости всего 13,3 кВт полезной мощности, из которых, как я уже писал, 4,8 кВт тратятся на ГП (с учётом -1,5 м/с мин. снижения), а оставшиеся 8,5 кВт дают +2,7 м/с на уровне моря, от которых на 3000 футах уже может остаться где-то 2 м/с. Ну а у меня с неоптимальным трёхлопастным винтом 1,5 м/с вместо 2, ну и чёрт с ним, зато я рулю по полю, как зверь. Вобщем, я всё понял, вопросов больше нет. Кому интересно - расчётный файл экселя прилагаю. Найдёте грубые ошибки - пишите пожалуйста сюда в ветку. Расчёт прочности я потом стал опускать, он неактуален, т. к. прочность достаточная.
 

Вложения

Владимир, ну давайте считать. 34 лс (по описанию двигателя) это 25 кВт - на валу. При полётном весе 3170 Н это максимум 7,9 м/с. Планер съедает на скорости мин снижения 1,5 м/с (точно не помню), должны остаться где-то 6,4 м/с. Хорошо, пусть КПД винта с редуктором 75%, но всё равно должны остаться 4,4 м/с скороподъёмности.

И ещё. Почему когда я умножаю 3170 Н веса на 1,5 м/с скорости минимального снижения, то получаются 6,3 лс мин. мощности для ГП вместо 20? И даже если принять 2 м/с скорость снижения, то до 20 лс очень далеко.

Что касается мощности, то я писал здесь на форуме об её измерении. Вряд-ли она меньше 30 лс. Так что возможно что причина основных потерь где-то между чистым планером и чистым двигателем:
1) затенение площади пропеллера большим капотом
2) знакомые получали лучшие х-ки с другим винтом. Woodcomp SR200 рассчитан для моторов до 100 лс. Функция установочного угла профиля лопасти по длине получается не оптимальной, если лопасть установить с шагом под 34лс.
Хорошо - давайте посчитаем вместе еще раз. Если скорость снижения в 1.5 м/с получена при скорости 90 км/ч (25 м/с), то качество при этом должно получиться 16.6, если считать, что винт при этом не создает ни тяги, ни сопротивления (а от знания этого все, собственно, и зависит). Тогда потребная для ГП мощность на этой скорости получится равной 317 кГ/16.6 * 25 м/с = 477.5 кГм/с, или 6.36 л.с. на винте, что соответствует примерно 10 л.с. на коленвалу при довольно пессимистичной оценке винта. Моя цифра была получена на основе предположения о качестве 10 на скорости 108 км/ч (зо м/с).
Значит, на набор высоты должно оставаться 24 л.с. или 1800 кГм/с, что при том же к.п.д. винта и весе 317 кГ, должно дать 3.6 м/с.
Сравнивая полученный в натуре результат с рассчитанным здесь, пренебрегая несоответствием реальных атмосферных условий от стандартных, можно сделать только два вывода - или хрен дубовый, или дуб хреновый или мощность мотора далека от заявленной, или к.п.д винта никакой: предположения о плохой аэродинамике, думаю, следует отмести, т.к. на планере КАИ-12 "Приморец", максимальное качество 18 достигалось на скорости 78 км/ч при снижении 1.2 м/с.
Исходя из сказанного, можно и спрогнозировать изменение характеристик от намеченных мероприятий. Видно, что обтекатели и закрытая кабина дадут эффект, но меньший, чем правильный винт, и/или выдающий заявленную мощность, мотор. Предположение о затенении капотом, ометаемой винтом, площади, также не катит (правильный капот дает даже собственную тягу - посмотрите на капоты И-15, И-16)
Качественная картинка нарисована вполне корректно - если, конечно, исключить вероятность того, что замеренное снижение 1.5 м/с происходило при сохранении остаточной тяги винта на малом газу (в это мне как-то не верится). В любом случае, аэродинамика уже очень достойная и дьявола надо искать в ВМГ, а не в планере. Предложение ув. КАА более, чем полезно и построенный по данной модели винт, безусловно, даст преимущество.
 
Ikono я давно не брал в руки шашек поэтому не исключаю ошибки. Но не было ни одного случая в моей практике когда ошибка была бы больше градуса.
В моих расчетах все выглядит не так как вы предполагаете. Углы атаки (зеленая заливка) бесконечно далеки от срывных даже на стопе. Про крейсер вообще смешно.
На стопе Ваш винт ведет себя нормально- но под набор на 70кмч Вам нужен двухлопастный винт с узкими лопастями.
 

Вложения

  • Vint_Visa-Ulf_na_20ms.png
    Vint_Visa-Ulf_na_20ms.png
    24,3 КБ · Просмотры: 128
  • Vint_Visa-Ulf_na_Stop__1ms_.png
    Vint_Visa-Ulf_na_Stop__1ms_.png
    25,7 КБ · Просмотры: 115
да я знаю что форма лопасти в плане отличается от вашей- но ее долго подгонять а разница будет в проценты.
 
од набор на 70кмч Вам нужен двухлопастный винт с узкими лопастями.
В принципе, да - при малой нагрузке на ометаемую площадь, для приемлемого шага, заполнение площади винта лопастями должно быть небольшим.
 
Да пока все к тому что мотор слабее заявленного.
по программе тяга на стопе более 100 а не 80 как в реальности.
и при тяге на 20мс в 80кг 300кг самолет с качеством 10 должен набирать 3мс.
 
Назад
Вверх