Jump to content

Sign in to follow this  
Guest Delta

Зависимость тяги от шага винта и поведение самолёта в воздухе

Recommended Posts

Guest Delta

На своём моторе 22 см3 (бензин 2 такта) делал замеры оборотов и тяги. Результаты оказались настолько впечатляющими, что не могу поверить, посему прошу высказать мнение, может ли такое быть.

 

Ниже результаты замеров:

1. Стандартный глушитель, винт 16х8.

- обороты 7.940 - 8.060 об/мин (замеряно до полёта с холодным и после полёта с прогретым двигателем);

- тяга до 4,3 кг;

 

2. Резонансная труба, винт 16х8.

- обороты 8.300 об/мин;

- тяга до 4,5-4,6 кг;

 

Дальше меняю винт на деревянный 17х6. Опробовал этот винт в воздухе, самолёт летит медленнее (как и ожидалось). На большой прирост тяги не рассчитывал, поэтому не следил за этим. Больше удивило другое: самолёт летит как-бы с постоянным углом кабрирования, т.е. нос в горизонтальном полёте немного задран, как-бы немного "висит" на винте (с винтом 16х8 такого не наблюдалось). С сожалению, удалось сделать только один полёт, но такой эффект наблюдался, если я ничего не путаю.

 

Замеряю и... не верю глазам, т.е. весам:

 

3. Резонансная труба, винт 17х6.

- обороты до 8.600 об/мин - ну это я могу понять;

- но тяга 6,61 кг! Перемерял дважды, т.к. не поверил сначала. Аж подпрыгнул, когда на весы посмотрел.

 

 

Вопросов несколько:

1) Может ли быть такой большой прирост тяги только из-за винта меньшего шага и большего диаметра?

2) Может смена винта вызвать небольшое задирание носа в горизонтальном полёте и почему?

3) И немного общий вопрос: я могу понять, почему тяга возрастает с понижением шага винта - лопасти работают в менее возмущённом потоке и КПД винта возрастает. Но почему увеличение шага винта приводит к увеличению скорости модели (а уменьшение - к снижению) - может мне кто-то пояснить? По логике вещей, увеличение тяги должно вызывать и рост скорости, а на деле выходит наоборот.

 

 

Спасибо.

Share this post


Link to post

Вы меряете статическую тягу.

В полете картина меняется. На винте с меньшим шагом с ростом скорости тяга падает быстрее.

 

Винт с меньшим шагом дает вам меньшую скорость потока и меньшую скорость модели, поэтому для ее удержания в горизонтали вам приходится увеличивать угол атаки - т.е. задирать нос.

 

Прирост стат. тяги был не из-за уменьшения шага, а из-за увеличения диаметра.

Share this post


Link to post
Guest Delta
Прирост стат. тяги был не из-за уменьшения шага, а из-за увеличения диаметра.

 

А цифры реальные?

 

Не покидает ощущение, что такого большого прироста быть не может.

Share this post


Link to post
А цифры реальные?

 

Не покидает ощущение, что такого большого прироста быть не может.

У вас еще и обороты прибавились. Что говорит о том, что этот винт меньше нагружает мотор в статике.

А с большим шагом - в статике менее эффективен. Зато в полете - картина меняется, винт разгружается и обороты могут и возрасти.

Вы же меряли обороты только в статике.

Share this post


Link to post
Guest Delta
Зато в полете - картина меняется, винт разгружается и обороты могут и возрасти.

 

Спасибо Евгений, я тоже так подумал. Читал, что в полёте обороты возрастают до 10%, да и положение модели в воздухе говорит о бОльшей эффективности винта бОльшего шага - с винтом бОльшего шага он занимает красивую аэродинамическую нейтраль, а с менее нагруженным винтом "висит" носом вверх.

 

 

Евгений, можно попросить у Вас (и остальных конечно!) рекомендацию исходя из Вашего опыта и интуиции: для этого мотора рекомендуются следующие винты:

- 18х6 и 17х6 для медленных моделей;

- 16х8, 17х8, 15х10 или 16х10 для быстрого полёта.

 

Винты малого шага (х6) использовать не буду, лучше пусть летает быстро. Но опробовать все винты большого шага не имею возможности - как Вы считаете, какой из перечисленных лучше всего взять, кроме 16х8, который у меня уже есть?

Share this post


Link to post
Guest fortsw5050

Дело не только в диаметре и шаге, но и форме и профиле, толщине лопости. Если винт AРС 16*8, то он больше под метанольники подходит, а бензинычу скорее всего деревянные винты необходимы, тк прочность у них выше(их не выгибает). Я такие винты на 26 кубовом моторе использовал.

Share this post


Link to post

По ДВСам большого опыта не имею. Так что подсказать не рискну.

А описанное вами явление отлично проявляется и на электро, и кроме того, его воспроизводит MotoCalc. Там изменение оборотов, тяги и потребления мотора отлично видны как в статике, так и на разных полетных скоростях. Собственно, программа для того и сделана, чтобы подобрать оптимальный вариант ВМУ под выбранный стиль полета.

 

(Кстати, именно поэтому на настоящих винтовых самолетах применяется ВИШ)

Share this post


Link to post

Если в двух словах - мощность мотора тратится на перемещение потока воздуха. Если у нас шаг малый, а диаметр большой - перемещается условно говоря широкий поток воздуха с малой скоростью. Больше площадь поперечного сечения перемещаемого потока воздуха, соответственно больше статическая тяга. Но при движении ероплана с возрастанием его скорости относительно неподвижного воздуха скорость отбрасываемого потока падает очень быстро, и такой самолет теряет тягу. Классическое применение таких винтов - фан. Или коптер.

Другой вариант - шаг большой, диаметр малый. Площадь перемещаемого потока меньше, статическая тяга меньше. Но скорость потока выше, и тяга с ростом скорости ероплана падает слабее. Классическое применение - гонка, импеллер.

Все остальные варианты - что-то промежуточное, некий компромисс между тягой и скоростью потока, ограниченный сверху мощностью мотора.

На пальцах - как-то так...

Да, и еще. С возрастанием диаметра винта потребная мощность растет квадратично, с возрастанием шага - линейно.

 

А конкретный винт выбирается сначала исходя из рекомендаций производителя. Ну а дальше - по поведению самолета.

Share this post


Link to post

"...Да, и еще. С возрастанием диаметра винта потребная мощность растет квадратично, с возрастанием шага - линейно..."

 

Если мне не изменяет память, то потребная мощность пропорциональна 4-й степени шага и 5-й степени диаметра винта!!!

С уважением,

Виктор

 

Share this post


Link to post
Guest papasha-kot1973

Доброго Всем времени суток.

Выскажу свою "чисто теоретическую" точку зрения по данному вопросу. Опыт в авиамоделизме у меня невелик поэтому если что, то старшие товариши поправят.

По-моему для высокооборотистых двигателей лучше применять винты с меньшим шагом, так как на тягу оказывает влияние не только объем и скорость отбрасываемого воздушного потока, но и "подьемная" сила возникающая на лопастях и направленная перпендикулярно плоскости вращения, т.е. вперед (именно для этого лопастям воздушных винтов придают "несущий" профиль). Чем больше шаг - тем при меньшей скорости врашения на лопастях начнет происходить срыв потока и винт начнет вращаться в "возмущенном" воздухе, а это однозначно значительная потеря в тяге. Да и вращать винт с большим шагом гораздо трудней, как следствие - мотор недобирает оборотов (для электромоторов это чтевато перегревом обмоток и КЗ). Винты с болльшим шагом лучше подходят для малооборотистых двигателей (вспомните какой шаг винта на резиномоторках!), они обеспечивают обольшой объем отбрасываемого потока воздуха но с малой скоростью.

Я бы на Вашем месте поэксперементировал: приобрел несколько винтов одинакового диаметра но разного шага и профиля и уже опытным путем установил как именно влияет шаг винта на тягу и поведение самолета в воздухе. И поведал об этом на форуме!

 

Желаю удачи.

С уважением, Константин.

Share this post


Link to post
Guest Delta
Я бы на Вашем месте поэксперементировал: приобрел несколько винтов одинакового диаметра но разного шага и профиля и уже опытным путем установил как именно влияет шаг винта на тягу и поведение самолета в воздухе. И поведал об этом на форуме!

 

После некоторй паузы, связанной со злоключениями с машиной (уже в который раз подводит меня - на сей раз сломалась в 500 км от дома, да так, что на первой станции починить не смогли), наконец проверил все означенные винты.

 

Купил всего 3 винта (результаты экспериментов с винтом 17х6 приведены выше): 16х8 заменил на деревянный как советовали выше, ещё для эксперимента купил 17х8 и 16х10. Все эти винты фигурируют в списке рекомендованных производителем, резонансная труба установлена.

 

1. Начали с винта 17х8. Замеры оборотов/стат. тяги дали результат 7.600 об/мин. и 4,4 кг тяги. В общем, хуже всех, оставалась только надежда, что в полёте винт поведёт себя нормально...

 

...которая расстаяла почти сразу. Самолёт вяло отделился от земли и нехотя полез вверх. Хотя это не мешало, мотор работал неравномерно - не знаю, может плохо настроен был. В общем отработал, но звук его мне не нравился.

 

А ещё меньше нравилось поведение самолёта в воздухе. Скорость низкая и самое увидительное - очень нервная реакция самолёта на РН, два раза чуть не потерял модель, думал с мотором что-то. Любое движение РН вызывает резкое опускание носа самолёта, как уже писал, два раза чуть запаниковал. Мы как-то обсуждали этот феномен в другой теме - отклонение РН вызывает некоторое торможение модели, но такой нервной реакции не ожидал. В общем рад был когда оказался на земле.

 

Hе заметил никаких преимуществ у винта 17х8, одни расстройства. Кроме того, винт такого диаметра при горизонтальном положении самолёта рубит дорожку в траве.

 

2. Меняю винт на 16х10. Настраиваю, обороты померять не удалось, взлетаю. Чувствовалось, что тяга в момент отрыва была выше, и сам самолёт летел быстрее, хотя звук мотора мне тоже не нравился. Реакция на РН была не такая нервная, как с предыдущим винтом, однако модель тоже проваливалась.

 

Вывод: Такой винт лучше чем 17х8 и 17х6, но хуже чем 16х8.

 

3. Ну и наспоследок поставил 16х8. Настройка мотора, изменение оборотов дали хороший результат - 8.600 об/мин.! Это при том, что 3 недели назад было 8.300 об.: сказался немного укороченный выпускной коллектор с рез. трубой.

 

Вот когда наконец-то летел нормально! Реакция на РН такая как и должна быть - уменьшение радиуса виража: небольшой пикирующий момент всё-таки присутствует, но только потому, что я обращал на это внимание, а так можно и незаметить. Звук мотора ровный и сильный - даже в гуле ощущается мощь. Скорость модели как с винтом 16х10.

 

 

Вывод - 16х8 оптимал. Если кто ещё хочет высказаться по поводу поведения самолёта и причин такого поведения - буду благодарен.

Edited by Delta

Share this post


Link to post

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...