ПРИЧИНЫ СНИЖЕНИЯ РЕАЛЬНОГО КПД В СКОРОСТНЫХ ВИНТАХ

Специфические темы класса

ПРИЧИНЫ СНИЖЕНИЯ РЕАЛЬНОГО КПД В СКОРОСТНЫХ ВИНТАХ

Сообщение moira » Сб май 25, 2019 11:17 pm

РАССМОТРИМ 3 ВИНТА РАЗРАБОТАННЫХ АВИАИНЖЕНЕРАМИ НАСА.

ВИНТ 1.

Изображение

РИС.1


КПД ВИНТА 1.

Изображение


РИС 2.



ПРИМЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ШАГА ВИНТА 1.

КПД ВИНТА = 0.9 ПРИ 25ГР. НА 0.75 r ОТН. ПРИ ЛЯМДА = 1


Изображение

РИС 3.


СКОРОСТЬ = 300КМ, 41000 ОБ\МИН,ДИАМ.=158ММ
ПРИ ЭТИХ УСЛОВИЯХ H геом.= 122мм.

ПОСТРОИМ ЗАВИСИМОСТЬ УГЛА АТАКИ ЛОПАСТИ ВИНТА 1. ПО ОТНОСИТЕЛЬНОМУ РАДИУСУ = r отн. ПРИ СКОРОСТИ 300КМ. И ДИАМЕТРЕ =158ММ.


Изображение

РИС.4


ВИНТ 2.


Изображение



РИС5.


КПД ВИНТА 2 РАВЕН = 0.93 ПРИ 25ГР НА 0.75 r ОТН. ПРИ ЛЯМДА = 1

Изображение

Рис.6


ПРИМЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ШАГА ВИНТА 2.

Изображение


РИС 7


УГОЛ АТАКИ ЛОПАСТИ ВИНТА 2 ПРИ 300КМ,41000 И Н ГЕОМ.=122ММ, И ДИАМ.158ММ



Изображение

РИС 8.


ВИНТ 3.

Изображение



РИС.9



КПД ВИНТА 3 ПРИ 25ГР НА r отн.=0.75 при лямда = 1. КПД=0.93

Изображение



РИС.10



ПРИМЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ШАГА ВИНТА 3.

Изображение

РИС.11



УГОЛ АТАКИ ЛОПАСТИ ВИНТА 3 ПРИ 300КМ,41000 И Н ГЕОМ.=122ММ. ДИАМ 158ММ.



Изображение




РИС.12



ОПТИМАЛЬНЫЙ УГОЛ АТАКИ ЛОПАСТИ ВИНТА ПО ДАННЫМ НАСА РАВЕН = 2.4гр.
ПРИЙМЕМ Нгеом.=122мм. ОПРЕДЕЛИМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ШАГА при угле атаки 2.4гр.

Изображение

РИС.13

СРЕДНИЙ ШАГ РАВЕН = 135мм .
МАЛО.

СКОЛЬЖЕНИЕ ПРИ УГЛЕ АТАКЕ ЛОПАСТИ ВИНТА =2.4 гр , 300КМ. И 41000 ПРИВЕДЕНО НА РИС.14

Изображение



РИС.14


ИЗМЕНИМ ШАГ ПРИВЕДЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДОБАВИМ ПО РАДИУСАМ ВИНТА + 20мм. И + угол 2.4гр.


УГОЛ АТАКИ ПРИ 300КМ,41000 И Нгеом.=122мм . с учетом добавки + 20 мм и + угола атаки 2.4гр
.ПРИВЕДЕНО на РИС.15
ТАМ-ЖЕ ПРИВЕДЕНО И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ШАГА ПО ОТН. РАДИУСАМ ВИНТА.

Изображение


рис.15

Нср.= 156мм. Реально.






НАСА ИССЛЕДОВАЛ ВЛИЯНИЯ УГЛА АТАКИ ЛОПАСТИ ВИНТА НА КПД ВИНТА.
СМОТРИТЕ РИС.16


Изображение




РИС.16


ВЛИЯНИЯ УГЛА АТАКИ НА КПД ВИНТА РИС17

Изображение

РИС.17


ГРАФИК ,ПОКАЗЫВАЮЩИЙ ВЛИЯНИЯ УГЛА АТАКИ ЛОПАСТИ ВИНТА НА КПД ВИНТА. РИС.18


Изображение

РИС.18


ПРИМЕР УГЛА АТАКИ ПРИ 300КМ , 41000 И Нгеом.=122мм.винта КОСТИНА.

Изображение



РИС.19



ИЗ ГРАФИКОВ ВИДНО, ЧТО ПРИ УГЛЕ АТАКИ =6гр. КПД ВИНТА ПОЧТИ НЕ ПАДАЕТ.
ВИД РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ШАГА ПРИ УГЛЕ АТАКЕ =6 гр. ПРИ Нгеом.=122мм.ПРИВЕДЕНО НА РИС.20

Изображение

РИС.20



Нср.=154мм.

РЕАЛЬНО. КПД ПРАКТИЧЕСКИ НЕ ПАДАЕТ.!!!

СКОЛЬЖЕНИЕ ПРИ УГЛЕ АТАКЕ = 6гр. НА 300КМ , 41000 и Н геом.=122мм ПРИВЕДЕНО НА РИС.21


Изображение


РИС.21


УГОЛ АТАКИ ВИНТА ПОСТОЯННОГО ШАГА =160мм,Нгеом.=122мм 300км,41000.рис.22


Изображение

Рис22.

Т.Е. ДО R =55ММ, И УГЛА АТАКИ = 6 гр. КПД ВИНТА ПОСТОЯННОГО ШАГА ПАДАЕТ.




НА ОСНОВАНИИ ГРАФИКА ПОКАЗЫВАЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ ВЕЛИЧИНЫ УГЛА АТАКИ НА КПД ВИНТА МОЖНО С ДОСТАТОЧНОЙ УВЕРЕНОСТЬЮ СКАЗАТЬ ,ЧТО РЕАЛЬНЫЙ КПД СКОРОСТНОГО ВИНТА РАСПОЛОЖЕН В ПРЕДЕЛАХ =0.65 – 0.8

Приведенные винты 1,2,3 имеют сниженный кпд в авиамодельном варианте скоростного винта ,и он примерно равен КПД= 0.77 – 0.8
ЭТО СВЯЗАНО С УМЕНЬШЕНИЕМ КПД ВИНТА ПРИ УГЛЕ АТАКИ БОЛЬШЕ 6гр.

МОЖЕТЕ ПРОВЕРИТЬ СВОИ ВИНТЫ И ОПРЕДЕЛИТЬ. КАК ПАДАЕТ КПД ВИНТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УГЛА АТАКИ с учетом Нгеом.


2. ВТОРАЯ ПРИЧИНА СНИЖЕНИЯ РЕАЛЬНОГО КПД СКОРОСТНОГО ВИНТА ЭТО ОКРУЖНАЯ СКОРОСТЬ КОНЦА
ЛОПАСТИ ВИНТА ИНАЧЕ «СВЕРХЗВУК»
ВОЗЬМЕМ В КАЧЕСТВЕ ПРИМЕРА ВИНТ КОСТИНА ДИАМ.158мм,300км,41000.

ОПРЕДЕЛИМ ОКРУЖНУЮ СКОРОСТЬ КОНЦА ЛОПАСТИ ВИНТА КОСТИНА.


W = { V ^2 + ( 6.28 x n х r )^2}^1/2

Или W = {83.3 м.с ^2 + (6.28 x 683.3 об\с х 0.074 м)^2} ^1/2 = 328м\с

НА РИС.23 ПРИВЕДЕНЫ 2 ГРАФИКА. СМОТРИМ НИЖНИЙ.

Изображение


РИС.23

НА ГРАФИКЕ ОСЬ ординат Ва ось абсцисс отношение толщины конца лопасти винта к его ширине.

В СРЕДНЕМ ОТНОШЕНИЕ ТОЛЩИНЫ К ШИРИНЕ ПРИМЕРНО РАВНО = 0.14
ОПРЕДЕЛИМ ИЗ ГРАФИКА КРИТИЧЕСКОЕ Ва = 0.74

Ва = Wкрт. \ 340 м\с


W крт. = 0.74 х 340м\с = 252м\с

ПРИ ПРЕВЫШЕНИИ ОКРУЖНОЙ СКОРОСТИ ВЫШЕ 252м\с КПД СКОРОСТНОГО ВИНТА УМЕНЬШАЕТСЯ.\ПРИВЕДЕННЫЕ УСЛОВИЯ\
ОТНОШЕНИЕ Wокр.\ Wкрт. = 328 \ 252 =1.3

СМОТРИМ НА ГРАФИК ВЕРХНИЙ РИС. 23

ОСЬ ОРДИНАТ -КОЭФФИЦИЕНТ К- ПОПРАВКА КПД ВИНТА.
ОСЬ АБСЦИСС- ОТНОШЕНИЕ Wокр\ Wкрт. = 1.3 для нашего случая. Определим из графика К для ЛЯМДА =1.
К= 0.835

ЕСЛИ КПД КОСТИНА РАВЕН = 0.8 \ПРИМЕРНО\, ЧТО ориентировочно СЛЕДУЕТ ИЗ ПРИВЕДЕННОГО ГРАФИКА УГЛА АТАКИ ВИНТА КОСТИНА \РИС.19.\ И ГРАФИКА РИС.18.
ОПРЕДЕЛИМ РЕАЛЬНЫЙ КПД ВИНТА КОСТИНА ПРИ СКОРОСТИ 300км и 41000.

КПД = 0.835 х 0.8 = 0.66

ВОТ ТАКИЕ РЕАЛИИ СКОРОСТНЫХ ВИНТОВ.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ПУТИ ПРЕОДОЛЕНИЯ ПАДЕНИЯ КПД.

1. ИСПОЛЬЗОВАТЬ ПРОФИЛЬ ДЛЯ СВЕРХЗВУКА. СЛОЖНАЯ
КОНФИГУРАЦИЯ ПРОФИЛЯ.
2.ИСПОЛЬЗОВАТЬ УКОРОЧЕННЫЙ ВИНТ ДИАМ 140ММ ТОГДА К = ~ 0.88 . ПРИ ЭТОМ РЕАЛЬНЫЙ КПД ВИНТА = 0.8 х 0.88 = 0.7. Т.Е. НЕМНОГО БОЛЬШЕ.
3.НЕ ДОПУСКАТЬ УГЛА АТАКИ ПРИ ДАННОМ Нгеом. БОЛЬШЕ 6 гр.

ВОЗЬМЕМ УКОРОЧЕННЫЙ ВИНТ ДИАМ.140ММ УКАЗАННЫЙ В «СТАТЬЕ ВИНТ ДЛЯ СКОРОСТНОЙ».
СКОС ВИНТА ПРИМЕРНО 13 гр.
ТОГДА К=0.9
ПРИ ЭТОМ РЕАЛЬНЫЙ КПД РАВЕН = 0.9 х 0.8=0.72.
НЕМНОГО УВЕЛИЧИЛСЯ.
У КОСТИНА КПД = 0.66 ,А С ПРИВЕДЕННЫМ ВИНТОМ С КРИВИЗНОЙ КПД= 0.72. ПРИ ДИАМ 140мм
ОЧЕВИДНО. ЧТО СКОРОСТЬ МОДЕЛИ УВЕЛИЧИТСЯ.

САМЫЙ ПРОСТОЙ ВАРИАНТ ИГНОРИРОВАТЬ "СВЕРХЗВУК" УВЕЛИЧИТЬ КРИВИЗНУ ВИНТА.

МНОЙ И ЛЮБИТЕЛЕМ БЫЛ ПРЕДЛОЖЕН ВИНТ ПОСЧИТАННЫЙ ПО А.С. РИС.24
ИСПЫТЫВАЛСЯ В ПОЛЕТЕ.
ВИНТ ИМЕЕТ КРИВИЗНУ 40 гр.

Изображение

РИС24


ОПРЕДЕЛИМ ПОТЕРИ КПД ДЛЯ ВИНТА С СКОСОМ 40 гр.

ДЛЯ НЕГО К=1.


СЛЕДОВАТЕЛЬНО ,ПАДЕНИЯ КПД В ДАННОМ ВИНТЕ ИЗ-ЗА « СВЕРХЗВУКА» НЕТ.!!!

НАДЕЮСЬ ,ЧТО ПОЛУЧЕННАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО ВИНТАМ ПОМОЖЕТ ВАМ СДЕЛАТЬ ПРАВИЛЬНЫЙ ВЫВОД В ПОДБОРЕ
КАК ВИНТА ,ТАК И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ШАГА.\УГЛОВ\

УСПЕХОВ.!!!
Аватара пользователя
moira
Активный
 
Сообщения: 395
Зарегистрирован: Вс янв 20, 2008 1:51 pm
Откуда: Украина

Re: ПРИЧИНЫ СНИЖЕНИЯ РЕАЛЬНОГО КПД В СКОРОСТНЫХ ВИНТАХ

Сообщение moira » Вс июн 16, 2019 8:35 pm

ПРОШУ ПРОСТИТЬ ЗА НЕТОЧНЫЕ ДАННЫЕ В ЗАПИСЯХ.
ВЕЗДЕ РАСЧЕТ ВЕЛСЯ ДЛЯ ДИАМЕТРА ВИНТА- 148ММ
ГРАФИКИ ШАГА И УГЛА АТАКИ ДЛЯ ДИАМЕТРА ВИНТА-148ММ
РИС.4 ,РИС8, РИС12.
Аватара пользователя
moira
Активный
 
Сообщения: 395
Зарегистрирован: Вс янв 20, 2008 1:51 pm
Откуда: Украина

Re: ПРИЧИНЫ СНИЖЕНИЯ РЕАЛЬНОГО КПД В СКОРОСТНЫХ ВИНТАХ

Сообщение Владимир Кривошеин » Вс июн 16, 2019 11:55 pm

Ну как же вы нас достали............................................внедряйте у себя.............................
Опыт не пропить и не продать, можно только передать.
Владимир Кривошеин
Гигант мысли
Гигант мысли
 
Сообщения: 1880
Зарегистрирован: Чт дек 03, 2009 7:21 pm
Откуда: Россия г.Псков

Re: ПРИЧИНЫ СНИЖЕНИЯ РЕАЛЬНОГО КПД В СКОРОСТНЫХ ВИНТАХ

Сообщение moira » Пн июн 17, 2019 12:17 am

ВЕК ЖИВИ-ВЕК УЧИСЬ! И ТЫ,НАКОНЕЦ,ДОСТИГНЕШЬ ТОГО,ЧТО,ПОДОБНО МУДРЕЦУ,БУДЕШЬ ИМЕТЬ ПРАВО СКАЗАТЬ,ЧТО НИЧЕГО НЕ ЗНАЕШЬ.

У ВСЯКОГО ПОРТНОГО СВОЙ ВЗГЛЯД НА ИСКУССТВО,!

МУДРОСТЬ,ПОДОБНА ЧЕРЕПАХОВОМУ СУПУ, НЕ ВСЯКОМУ ДОСТУПНА.--------------- ДЛЯ ВАС ВЛАДИМИР.

КОЗЬМА ПРУТКОВ
Аватара пользователя
moira
Активный
 
Сообщения: 395
Зарегистрирован: Вс янв 20, 2008 1:51 pm
Откуда: Украина

Re: ПРИЧИНЫ СНИЖЕНИЯ РЕАЛЬНОГО КПД В СКОРОСТНЫХ ВИНТАХ

Сообщение Владимир Кривошеин » Пн июн 17, 2019 12:29 am

Бдительный вы наш, видимо у вас много свободного времени....................
Опыт не пропить и не продать, можно только передать.
Владимир Кривошеин
Гигант мысли
Гигант мысли
 
Сообщения: 1880
Зарегистрирован: Чт дек 03, 2009 7:21 pm
Откуда: Россия г.Псков


Вернуться в F-2

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2