МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Специфические темы класса

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение moira » Пн окт 17, 2016 10:26 pm

МЕТОДИКА

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ МОТОРА ПРИ ИЗМЕРЕНИИ
ЗВУКА МОТОРА ВНЕ КРУГА.



При полете модели звук оборотов мотора при измерении вне центра круга меняется –эффект Доплера.

Формула связывающая частоту оборотов\ истинную\ скорость полета и частоту звука из-за эффекта Доплера приведена ниже.


( 1.) Fдоп.= fоб./мот( 1/ 1- v/c ), где

F- частота звука мотора по Доплеру.
f- обороты мотора в сек.
v-скорость полета модели в м\с
с- скорость звука- 330м\с

Рассмотрим 2 примера с определения оборотов мотора при измерении звука вне круга.
Полет Костина запись ютюбе скорость 302км.
Определим Fдоплера по вышеприведенной формуле (1)

F= f ( 1\ 1 - 84.2 \ 330 ) = 1.34 x f

Теперь составим таблицу оборотов\сек
f гц F гц
38000 - 633гц, по Доплеру -- 848гц
39000 - 650гц - 871гц
40000 - 667гц -894гц
41000 - 683гц - 915гц
42000 - 700гц -938гц

С помощью программы Saund Forge проанализируем звук.
Измерение вне круга.
Size 512, Blackman –Haris ,диапазон часто 600 –1000гц.

Изображение

-2-

Смотрим частоты\об\сек\ по Доплеру и сопоставляем с мах.кривой.
Совпали ~878гц и ~ 893гц.
Определим по формуле обороты мотора Костина :

(2) 60х Fдоп.\ 1.34 = n об\мин

Диапазон изменения оборотов 39313 - 39985 об\мин



2. Определим обороты мотора у Реброва ,запись звука на ютюбе вне круга.
Программа Saund , Size 512, Blackman Haris, 600-1000гц

Изображение

Определим по формуле Доплера (1) частоту звука для данной скорости и оборотов.
292км - 81.1м\сек

(3) F = 1.325 x f
f гц Fгц
38000- 633.3гц по Д оплеру (3) - 839гц
39000 - 650 гц - 871 гц
Совпали ~845гц и ~ 861гц .По формуле (2) определим обороты мотора.

Диапазон 38264 - 38552 об\мин

Форма кривой другая- другой тип трубы .

Запись звука можно делать вне круга на комп с внешним микрофоном.
Можно скачать программой SAUND FORGE на ютюбе полет конкурента и зная скорость определить обороты мотора.

Удачи.!
Аватара пользователя
moira
Активный
 
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Вс янв 20, 2008 1:51 pm
Откуда: Украина

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение Alex_usa » Вт окт 18, 2016 7:31 am

При полете модели звук оборотов мотора при измерении вне центра круга меняется –эффект Доплера.


Эффект Доплера - при приближении источника звука к наблюдателю частота возрастает, при удалении от наблюдателя - убывает.

В случае, когда модель движется по кругу, она то приближается, то удаляется от наблюдателя, соотвественно при измерении частоты звука из круга, получится диапазон частот(не считая гармоник).
Если расчитать спектр этого измерения, то выглядеть это будет как два пика, с крутыми внешними краями.

К примеру для одного из полетов Костина: https://youtu.be/YKPZnH3UcBk?t=3m21s график выглядит примерно так:

kostin.jpg


В диапазоне между 500 и 1000 Hz имеется два пика, 577 Hz и 862 Hz, среднее значение между ними и будет (приблизительно) реальной частотой. В данном случае 719,5 Hz или 43170 об/мин

с- скорость звука- 330м\с


Чтобы расчитать обороты исходя из скорости звука, необходимо знать температуру воздуха. 330 м/с это скорость при 0 градусов. При 18С скорость уже 340 м/с, при 30С - 350 и т.д. Ошибка в измерении может достигать около тысячи оборотов

Полет Костина запись ютюбе скорость 302км.

Ваш график не очень похож на стабилизированный полет модели. Возможно был неправильно выбран диапазон измерений. Необходимо из всего файла выбирать только ту часть, на которую приходится как можно более стабильный полет модели. Если брать диапазон где режим работы моторы изменялся, то и измерения спектра будут более размытые. А если измерять спектр всего файла целиком, то туда войдут и взлет модели, настройка на режим (и возможно аплодисменты после посадки), верить такому спектру уже нельзя.

программой SAUND FORGE


Программа называется Sound Forge


Удачи в измерениях
Alex_usa
Опытный
 
Сообщения: 178
Зарегистрирован: Вс янв 27, 2008 6:55 am
Откуда: New Jersey

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение REBROV » Вт окт 18, 2016 3:13 pm

Здесь коллеги немного по другому считают
http://www.supercoolprops.com/articles/ ... ection.php
Аватара пользователя
REBROV
Опытный
 
Сообщения: 156
Зарегистрирован: Пт июн 21, 2013 11:36 am
Откуда: Санкт-Петербург

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение moira » Ср окт 19, 2016 1:09 am

Спасибо что уточнили частично мою методику.
Разумеется ,скорость звука надо рассчитывать для данной температуры воздуха.
Формула для определения скорости звука от температуры воздуха:


(1) С= 20.1 х ( t + 273) ^ 1\2 , где

С – скорость звука при данной температуре воздуха,

t - температура воздуха в градусах цельсия,

(2) Формула мин. частоты Доплера F = f x ( 1\ 1 + v\c )

(3) Формула для мах. частоты по Доплеру F = f x ( 1\ 1- v\c )

2. Разумеется лучше брать среднее между мах. и мин. По Доплеру.

3. Понятно что при записи звука желательно начинать ее при установке ручки на вилку.



Когда Вы приводите график надо указать программу применяемые коэффициенты и диапазон частот измерения.

Если Вы приводите частоты Доплера и соответствующие им обороты и скорость то приводите расчетные коэффициенты и формулы, иначе моделисты могут запутаться.


Давайте рассмотрим что у Вас получилось.

Частоты по Доплеру у Вас 577гц и 862гц.

Предположем,что температура воздуха 20гр.
Определим по формуле (1) скорость звука.

С = 20.1 х ( t +273 ) ^ 1\2 = 344 м\с

Определим частоты по Доплеру мин. и мах.

Fмин. = f x ( 1 \ 1+ v\c ) = f x (1 \ 1 + 83.3 \ 344 ) = f x 0.805



F мах = f x ( 1 \ 1- v\c ) = f x ( 1 \ 1 – 83.3\344 ) = f x 1.32


39000 - 650 гц мин.по Доплеру – 524гц мах -858гц
40000 - 667гц - 537 гц -880гц
41000 - 683 гц -550гц -902гц
42000 - 700гц -564гц -924гц
43000 - 717гц - 577гц -946гц


У Вас. Мин.577гц мах 862гц.
Т.е. 60 х 577\ 0.805 - 43000 об\мин
60 х 862\1.32 - 39181 об.мин.

Среднее - 41090 об\мин.

Погрешность от среднего 40914 \ 43000 = + - 4.4 %



Что у меня.
Для мах. F Доплера.

Та-же программа запись звука –ручка на вилке,SIZE 1024,BLACKMAN XARIS,диапазон частот 900 – 1000гц

Изображение



F мах = 928гц или n = 60 x 928 \ 1.32 = 42181об\мин

Для мин F Доплера.

Диапазон частот 500 – 600 гц.Остальные коэффициенты те-же.
Изображение

1. F мин. =537гц ср.( 537 +544 ) \ 2 = 540.5 гц
2. Fмин. = 544гц


Или n = 60 x (540.5 \ 0.805) = 40286 об\мин




Среднее для мин и мах 40286 и 42181 = 41234 об\мин

Погрешность от среднего +- 2.25 % у Вас +- 4.4%

Результат на основании вашего графика- 41090 об\мин мой 41234об\мин
Разница 144 об.
Следовательно обороты мотора Костина 41090 – 41234 об\мин
С погрешностью 2-4% В зависимоти от графика.

Откуда вы взяли 43000об\мин - ?

Прокоментируйте формулами с расчетом.
Аватара пользователя
moira
Активный
 
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Вс янв 20, 2008 1:51 pm
Откуда: Украина

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение REBROV » Ср окт 19, 2016 11:54 am

Вообще то Костин говорил, что его полетные обороты 42 000
Аватара пользователя
REBROV
Опытный
 
Сообщения: 156
Зарегистрирован: Пт июн 21, 2013 11:36 am
Откуда: Санкт-Петербург

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение moira » Ср окт 19, 2016 12:57 pm

Костин измерял обороты видимо аудиотахометром а что он меряет ? средние за какоето время,выброс мах.?
Другая труба? Винт.?
Данная методика дает реальные характеристики мотора по оборотам на режиме.И то что два разных графика очевидно
построенные с помощью разных программ ,дают при расчете по указанной методике примерно одинаковые результаты подтверждает правдивость результатов.
Аватара пользователя
moira
Активный
 
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Вс янв 20, 2008 1:51 pm
Откуда: Украина

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение bogovichenko » Ср окт 19, 2016 2:30 pm

А зачем измерять обороты двигателя у С. КОСТИНА или у А. ОСОВИКА если эти уважаемые люди и так их знают , и даже знают мощность и круящий момент своих двигателей. Просто спросите и они вам скажут это абсолютно открытая информация.
bogovichenko
Новичок
 
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пн фев 01, 2016 1:43 pm

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение REBROV » Пт окт 21, 2016 5:15 pm

Знаем обороты
А что с этим дальше то делать?
Аватара пользователя
REBROV
Опытный
 
Сообщения: 156
Зарегистрирован: Пт июн 21, 2013 11:36 am
Откуда: Санкт-Петербург

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение Alex_usa » Пт окт 21, 2016 7:59 pm

REBROV писал(а):Знаем обороты
А что с этим дальше то делать?


Много чего.
Можно сравнивать двигатель с неким эталонным. Можно проверять как изменяются обороты двигателя при установке разных пропеллеров, и опять же сравнивать с чем-то. Эта информация может подсказать что делать с этим конкретным двигателем чтобы улучшить показатели.

Можно посчитать реальные углы атаки лопасти пропеллера на разных диаметрах, при разных скоростях. К примеру для боя важно, чтобы угол атаки не уходил в закритические значения (что может происходит на эволюциях). Или не уходил в отрицательные величины.

Обороты могут косвенно говорить о состоянии атмосферы. Если эталонный двигатель, с эталонным винтом крутит в данный момент на 500(1000) оборотов меньше значит, возможно эта информация поможет в настройке (подобрать другой винт камеру и т д)
Alex_usa
Опытный
 
Сообщения: 178
Зарегистрирован: Вс янв 27, 2008 6:55 am
Откуда: New Jersey

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение REBROV » Пт окт 21, 2016 9:54 pm

Саша!
Не подсказывай :D
Я знаю что с этим делать , так же как и ты ( и кстати успешно пользуюсь)
Вопрос был задан другим НАШИМ ПАРТНЕРАМ
Дело в том, что знание оборотов ЧУЖОГО МОТОРА мало что говорит обычному пользователю . Свои да. Ты все правильно написал.
PS
Вот мне бы было любопытно , какие у тебя обороты на Хальманах
Аватара пользователя
REBROV
Опытный
 
Сообщения: 156
Зарегистрирован: Пт июн 21, 2013 11:36 am
Откуда: Санкт-Петербург

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение Alex_usa » Пт окт 21, 2016 10:08 pm

Саша!
Не подсказывай :D


Больше не буду :))
Но у меня такое чувство, что Вы меня с Валишевым перепутали
Alex_usa
Опытный
 
Сообщения: 178
Зарегистрирован: Вс янв 27, 2008 6:55 am
Откуда: New Jersey

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение REBROV » Пт окт 21, 2016 11:29 pm

Да перепутал
прошу прощения :oops:
Аватара пользователя
REBROV
Опытный
 
Сообщения: 156
Зарегистрирован: Пт июн 21, 2013 11:36 am
Откуда: Санкт-Петербург

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение moira » Пн окт 24, 2016 7:53 pm

Cпасибо Aleks что разьяснили Павлу что и как .

В дополнение привожу расчет по Костину 300км, 41162 об\мин и
Реброву 286км, 39766об\мин. для определения потерь от околозвуковой области на конце винта.
Сразу введу допущения – диаметр винта 147мм,профиль винта не хуже Кларк- у при работе в околозвуковой области.!
Относительная толщина профиля винта – 0.1

Определим L –лямда = 83.3\ 686 х 0.147 = 0.826 - Костин.

L = 79.74 \ 662.77 х 0.147 = 0.815 - Ребров

Определим окружную скорость в плоскости винта

Костин W= 83.3 х ( 1 + 3.14\0.826) 1\2 = 327.4 м\с

Ребров W= 79.44 х (1 + 3.14\0.815) 1\2 = 316.2м\с

Скорость звука при 20 с - 344м\с

Определим число Бэрстоу

Костин Ва = 327.4\344 = 0.95
Ребров Ва = 316.2\344 = 0.92

Для профиля Кларк-у при относительной толщине 0.1 Ва критическое =0.85

Отношение W \ Wкритическое

Костин - W\Wкр =327.4 \292.4 = 1.12

Ребров – 1.08 W\Wкр = 316.2\292.4 = 1.08



Поправочный коэффициент для КПД винта при сверхкритических скоростях коца лопасти винта.

Костин - К = 0.945

Ребров - К = 0.97
Предположим что Кпд винта 0.75 \ реальный \ тогда

У Костина при 300км,41160 об\мин и диам.0.147мм

Кпд = 0.945 х 0.75 = 0.709


У Реброва при 286км, 39766 об\мин и диам. 0.147мм


Кпд = 0.97 х 0.75 = 0.728

Потери: При использовании профиля Кларк-у

Костин - 5.5%

Ребров - 3%
Аватара пользователя
moira
Активный
 
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Вс янв 20, 2008 1:51 pm
Откуда: Украина

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение moira » Пн окт 24, 2016 9:42 pm

Сопоставим s- относительное скольжение у Костина и Реброва.

Костин - 300км,41160об\мин, диам винта 0.147\ предположение\

Ребров -286км, 39766об\мин,диам.винта 0.147\предположение\


лямда L -относительная поступь.

Костин L = 83.3\ 686 х 0.147 = 0.826

Ребров L =79.44 \ 662.77 х 0.147 = 0.8153

Геометрический шаг:

Костин H = 83.3 \ 686 = 0.1214

Ребров H = 79.44 \ 662.77 = 0.1198

Относительный геометрический шаг:

Костин h = 0.1214 \ 0.147 = 0.826

Ребров h = 0.1198\ 0.147 = 0.8153

Относительное скольжение :

s = h - L

Костин s= 0

Ребров s=0

Вопрос : Почему не летит 300км Ребров.?
Ответ : Мотор должен крутить 41000.? - Другая труба.
Аватара пользователя
moira
Активный
 
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Вс янв 20, 2008 1:51 pm
Откуда: Украина

Re: МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБОРОТОВ ПО ЗВУКУ.

Сообщение REBROV » Вт окт 25, 2016 5:44 pm

Потому что кроме формул, надо еще уметь с техникой работать
Кстати кто сказал что не летит - летит, но недлго
Вложения
IMG-4585039baec037a9e6984e2b80527ed4-V.jpg
Аватара пользователя
REBROV
Опытный
 
Сообщения: 156
Зарегистрирован: Пт июн 21, 2013 11:36 am
Откуда: Санкт-Петербург

След.

Вернуться в F-2

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и гости: 1