Всем кто строит, или будет строить вертолёт

Как определить оптимальную хорда лопасти НВ ? Винт 3-лопастной. Читал, что у 2-лопастного хорда должна быть в 1,5 раза больше, чем у 3-лопастного. Если брать аппарат соизмерим с Робинсон R-22, у которого хорда 180 мм, для 3-лопастного получаем 120 мм. Только хиленькой она какой то кажется ...
Также форма и профиль: трапециевидная или прямая, симметричный или несимметричный ?? А еще интересует диаметр вала НВ у R-22 ? Спасибо
Есть два решения.
Первое уже Вам подсказали:
Купить готовые лопасти и не париться.
Второе. Самому разобраться и посчитать.
Если Вас не пугает слово "трапецеидальная", то Вам прямо сюда:
Там Вы найдете и чуток необходимой теории и много картинок, и показательный расчет реального несущего вида, и как этот несущий винт оптимизировать.
Прочтите всю тему внимательно до конца и будете во все оружие.
 
Последнее редактирование:
конечно же выбрать трапецеидальную лопасть. единственное ограничение - сложность изготовления матрицы.
Хорда 120 выйдет в конце, а в начале можно сделать 200-210.
 
Лет 10 назад имел несчастье изготовить угловой редуктор на РВ из шестерёнок диф. от Уаз (Ваз- один хрен!) от шума оглохнешь, через пять минут закипает масло. Убить такой редуктор сложно, но я его выбросил😉
 
У соосного вертолета Ка-18 по три лопасти на винте. В корне лопасти хорда 250 мм, а на конце лопасти хорда 100 мм при диаметре несущих винтов 9,96 метра.
При этом взлетный вес равен 1460 кг.
Взлетная мощность равна 242 л.с.
Итого удельная тяга несущих винтов на взлете равна 6,033 кг/л.с.
 
сложность изготовления матрицы.
А в чем сложность?
Вы собрались на глазок вручную "строгать" матрицу?
Или привлечете ЧПУ фрезерный станок?
Так ЧПУ по барабану, что прямую матрицу, что заумную фрезеровать.
Трапецеидальную матрицу даже быстрее изготовить.
Зато точность будет великолепная.
 
Строгать профильной фрезой на горизонталке. Потом из секций собирать матрицу.

Чпу станок должен быть с нормальной жесткостью, иначе драть сутками по десятке тоже такое себе.
Хотя да, за идею спасибо, надо подумать. Я ведь до этого даже не рассматривал изготовление трапециедальных лопастей.
Добавить 3 шаговых мотора на фрезерный и так же секциями отфрезеровать в режиме чпу.
Сейчас из за этого дурдома появилось много свободного времени, можно экспериментировать.
 
Последние трапецевидные лопасти были запущены в 1967г. с первым Ка-26. После этого в мире не встречались. Повышения кпд несущего винта на 2% не стоит тех экономически-технологических сложностей изготовления лопастей. Поэтому в серии никто и не делает. Матрица - это полбеды, на СЧПУ можно сделать из кусков и состыковать. А вот кучу шаблонов для резки хвостовых секций (если из пенопласта струной резать!), несколько разных матриц для отливки свинцовых противофлаттерных грузов, несколько матриц для штамповки передней противоэрозионной оковки, и главное - трапецевидный раскрой по диагонали угле и стеклоткани с кучей отходов от рулона - это все для мазохистов-любителей изготовления лопастей, кому важен сам процесс, а не конечный результат. Я свой первый вертолет, очень давно, тоже начинал с трапецевидных лопастей, но быстро все понял...
 
Последнее редактирование:
Чпу станок должен быть с нормальной жесткостью, иначе драть сутками по десятке тоже такое себе.
У меня ЧПУ станок "детско - хоббийный"
1,5 кВт шпиндель с воздушным охлаждением.
Рабочее пространство 1500 на 900 и на 200 мм.
Точность позиционирования 3,125 микрона (дробный микрошаг).
Фреза 4 мм по Д16 грызет по глубине 1 - 1,5 мм.
Охлаждающая жидкость Синопол.
Стеклотекстолит обрабатываю твердосплавной 3-х миллиметровой борфрезой с 10 режущими кромками с охлаждающей жидкостью.
 
  • Мне нравится!
Reactions: vk8
Последние трапецевидные лопасти были запущены в 1967г. с первым Ка-26. После этого в мире не встречались. Повышения кпд несущего винта на 2%
Смысл трапецеидальной в плане лопасти в том, что центр приложения равнодействующей подъемной силы как и силы сопротивления смещается к оси и это приносит примерно 10 и более процентов снижения потребной мощности. Это сравнимо с применением крутки лопасти.
Поэтому такие несущие винты более экономичные намного более тех упомянутых 2 %.
С появлением возможности устанавливать на вертолетах более мощные двигатели надобность в трапецеидальных лопастях отпала по причине технологии их изготовления. А в те времена мир авиаконструкторов не знал что такое ЧПУ фрезерные станки, да и компьютеры еще не появились с такими возможностями управления.
Матрица - это полбеды, на СЧПУ можно сделать из кусков и состыковать. А вот кучу шаблонов для резки хвостовых секций (если из пенопласта струной резать!), несколько разных матриц для отливки свинцовых противофлатерных грузов, несколько матриц для штамповки передней противоэрозионной оковки
Но можно не следовать этой принятой конструкции и технологии изготовления лопастей.
Тогда эти проблемы отпадут сами собой.
и главное - трапецевидный раскрой по диагонали угле и стеклоткани с кучей отходов от рулона - это все для мазохистов-любителей изготовления лопастей.
Можно и не раскраивать по диагонали стеклоткань для матрицы. Тогда и отходов не будет.
 
Но можно не следовать этой принятой конструкции и технологии изготовления лопастей.
Конечно! Поэтому ждем летных испытаний этих Ваших нестандартных трапецевидных лопастей, тогда и сравним все параметры.
 
Поэтому ждем летных испытаний этих Ваших нестандартных трапецевидных лопастей, тогда и сравним все параметры.
Можно и побыстрее получить результаты.
Для этого надо сравнить удельную тягу несущего винта вертолета Ка-18 с другим вертолетом при условии равных (приблизительно) удельных нагрузках на ометаемую площадь.
Про Ка-18 я написал. Теперь надо поискать другие вертолеты.
 
Высокая удельная тяга нужна только вертолету-крану на висении у земли. В реальности много других компромиссных параметров - максимальная скорость (без срыва с лопастей), статический и динамический потолок и т.д. И вот здесь Ка-18 проиграет современным вертолетам.
 
Высокая удельная тяга нужна только вертолету-крану на висении у земли.
Не только для висения вертолетов-кранов.
Это в первую очередь вес двигателя и вес горючего для одной и той же задачи.
Если повысить удельную тягу на 10 %, то это выльется либо в увеличении дальности полета на те 10 % или увеличит грузоподъемность на 10 % от взлетного веса.
При 40 % веса нагрузки от взлетного веса вертолета выигрыш составит уже 25% к полезной нагрузке.
Если некий вертолет поднимает в воздух 100 кг (пилот вместе с ботинками), то те 10 % прироста удельной тяги позволит взять на борт еще 25 кг в виде удочек, наживки, котелка, палатки, стульчика, столика, ложки, стаканов и горячительного.
А если удельная тяга меньшая, то ставят двигатель помощнее и не влазят в 115 кг.
 
всего на 2% ? Если так, то я не согласен заморачиваться. Учитывая что в основном сопротивление создает периферийная часть, полагал что это имело бы смысл.
В калькуляторе Юкки, хорда от 110 до 200 мм. Требуется мощность от 66 до 75 л.с. Правда лопасти прямоугольной формы, а с трапецией выйдет нечто среднее ?

hp_chor.png
 
В калькуляторе Юкки, хорда от 110 до 200 мм. Требуется мощность от 66 до 75 л.с. Правда лопасти прямоугольной формы, а с трапецией выйдет нечто среднее ?
Не получится среднего.
Если лопасть имеет трапецеидальную форму в плане, то при равной подъемной силе с прямоугольной лопастью уменьшается вклад концевых частей лопасти и возрастает доля корневых участков.
Но зависимость не пропорциональная, а квадратичная от радиуса участка лопасти.
При прямоугольный лопастях положение результирующей подъемной силы лопасти остается в том же месте не смотря на ширину хорды.
Только меняется угол атаки.
В трапецеидальной лопасти эта точка приложения силы тяги смещается к оси вращения и вместе с ней и сила сопротивления.
К чему это приводит?
Это приводит к уменьшению момента силы сопротивления на лопасти и вдобавок к уменьшению окружной скорости этой точки приложения силы сопротивления.
Или мы считаем потребную мощность через уменьшенный момент и угловую скорость, или считаем через силу сопротивления и уменьшенную окружную скорость, результат будет одинаков. А результат будет в виде уменьшения потребной мощности. Будет меньше той самой малой мощности, может даже понизится до 55 - 60 лошадей.
Всё это можно увидеть в той программе как в виде графиков, так и в виде табличных данных.
Многие не задумываются над некоторыми нюансами, а в них кроются потери мощности.
Посудите сами, или делать одноместный вертолет с двигателем в 45 - 50 л.с. как все, или один раз разобравшись и посчитав наилучший вариант поставить двигатель в 33 л.с.

Можно еще несколько снизить потребную мощность за счет уменьшения относительной толщины лопасти удаляясь от оси вращения.
ЧПУ всё стерпит.

А в том калькуляторе (он у меня то же есть) всё по детски считается, и набор профилей маловат.
Кстати, это не есть наилучшие профили вертолетных лопастей. Есть и более лучшие профили.
 
Последнее редактирование:
Anatoliy.
Ваша ошибка в том, что несущий винт нельзя рассчитывать только из условия висения и создания максимальной статической тяги, как обычно считают винты малоскоростных аэросаней, паралетов и мотодельт. Действительно, Вы можете заложить большие Су с максимального качества профиля и получите статтягу на 10-20% выше, чем у аналогичных вертолетов. Но при косом обтекании, при полете вперед с такими Су сразу получите режим срыва с лопастей. Посмотрите на рис. аэродинамического паспорта вертолета. Слева - классический вертолет, справа Ваш, с высокой статтягой на висении. Конечно, у Вашего будет большая грузоподьемность, или высокий статический потолок на висении, но лететь без срыва в горизонте он не сможет. Поэтому параметры несущего винта выбирают из компромисса на висении и в горизонтальном полете.
По поводу Вашей теории, что у трапецевидных лопастей точка приложения подъемной силы смещается к оси вращения, то непонятно, как на меньшей окружной скорости подъемная сила почему-то сохраняется, а крутящий момент уменьшается. Не хочу дискутировать в теории, мне это не интересно, я привык все на практике проверять, поэтому предлагаю оценить и сравнить с аналогами все параметры Ваших трапецевидных суперлопастей на летных испытаниях. Ждем отчет по летным испытаниям Вашего аппарата и в случае их гениального результата, готов разбираться дальше с Вашей теорией суперлопастей.
Т.к. шикарный станок СЧПУ у Вас уже есть - то дело за малым -отфрезеровать матрицы и сделать в них лопасти.

12.jpg
 
Последнее редактирование:
vk8

Прикинул расчет одновинтового вертолета с двигателем 50 л.с. , (диаметр- 5,2м, 2 лопасти с хордой -170мм, крутка 5 град., WR =170м/с) по старой программке на базе методички МАИ и книги Вильдгрубе. При прямоугольных лопастях имеем макс. взлетный вес 276 кг, при трапецевидных с сужением 3 ( с тем же заполнением и круткой ) - 280 кг, т.е. на 4/276=1,4 % больше. При больших Су ( WR=120м/сек) взлетный вес -287 кг, но срыв уже на 66 км/час.
 
  • Мне нравится!
Reactions: vk8
vk8

Прикинул расчет одновинтового вертолета с двигателем 50 л.с. , (диаметр- 5,2м, 2 лопасти с хордой -170мм, крутка 5 град., WR =170м/с) по старой программке на базе методички МАИ и книги Вильдгрубе. При прямоугольных лопастях имеем макс. взлетный вес 276 кг, при трапецевидных с сужением 3 ( с тем же заполнением и круткой ) - 280 кг, т.е. на 4/276=1,4 % больше. При больших Су ( WR=120м/сек) взлетный вес -287 кг, но срыв уже на 66 км/час.
Получается прямоугольные, лопасти без крутки, при 200 м/с потеряют примерно 5% грузоподъёмности но зато они проще, надежнее и безопаснее Если лопасти будут довольно тяэелые подрыв будет эффективнее Переход на авторотацию безопаснее
 
Да, для авторотации - прямоугольные лучше, при том же весе у них момент инерции выше. Если на СЧПУ матрицы делать, то и с круткой можно.
 
Ну все, вопрос с трапецеидальными лопастями для меня закрыт. До этого я ошибочно полагал, что будет прирост эффективности 8-10% по сравнению с прямоугольными.
 
Назад
Вверх