Подбор винта для ЛА

[Айрат]

Подскажите, какой должна быть оптимальная крутка на конце лопасти винта Английской серии.

Вчера на обрезанном по контуру болване взялся размечать передн/задн кромки по сечениям. Оказалось, нет данных по углу для концевого сечения. Не долго думая посчитал по геометрической крутке. Угол на конце получился больше чем на сечении 0.9R. Пересчитал для радиуса 0.9 получился 11,2 против 8,4 расчитанного по РДК СибНИА.
Понимаю, что оптимальные углы меньше чем по пошаговой геометрической крутке, но не на три же градуса! Полагал, что должно быть 1,5-2 градуса меньше геометрического, если на сечении 0.75 угол расчётный геометрический.
По геометрии должно быть:
0.75 - 13,4гр
0,9 -11,23гр
1.0 - 10,13гр
Шаг расчётный 0,9 метра, диаметр винта 1,6 метра
Буду признателен, если прикинете верность моих расчётов, ещё есть возможность подкорректировать.
Мотор Хонда-сильвервинг 600, мощность 50 сил на оборотах 7000, редуктор 2,7.

Винт, на котором я сейчас летаю (для крейсера идеальный), слегка перетяжелён; на максимале на скорости 150 мотор крутится 6600, а в наборе высоты на скорости 95-100 крутится 6000. Кстати, столько же крутится на стопе - 6000.
Самолётик у меня перетяжелённый, летом в наборе всего 2 м/с, в субботу было высокое давление, температура воздуха около 10, самолёт показал 2,5-3 м/с. Вот если бы летом так взлетал, я бы не заморочился новым винтом.
Старый винт серии СДВ со слегка модифицированным кончиком (чуть толще расчётного), не окован. Диаметр 1,6, угол на 0,75 - 17,5 гр. Концы лопастей даже для ясеня тонковаты, два раза лечил; на второй раз оклеил концы тонюсенькой стеклотканью - потерял 100 оборотов на стопе.

Замечу по серии СДВ. По расчётам можно получить кпд выше чем у Английской серии аж на целых 2% (ржу горько). После утолщения кончика потери, думаю, не меньше 5% от расчётного кпд. А без утолщения с уширением на конце лопасти выполнить в дереве НЕ ПОЛУЧИТСЯ. Я из ясеня старый винт затеял именно чтобы уменьшить это утолщение. Ясень себя показал; я и в траву садился, случайно зацепил высокую траву колёсами перед началом полосы, ручка на пузе, дал полный газ чтобы обдувку стабилизатора использовать... Тридцать метров пробега, выкатываюсь на скошенную полосу и стою офигевший. Винт зелёный и мокрый от травы, лопасти не повредились. На взлёте, рулении отдельные сухие травинки цеплял - винт не повреждался. Но трещинки на тоненьких кончиках дважды появлялись в эксплуатации. Винту десять лет.

 

[дима043]

на границе оковки слегка заглаженая грань, и похоже, что срыв на верхней поверхности происходит и тягу ВМУ явно не добирает.
Допустимо ли такое нарушение плавности верхней дужки профиля?

Посмотреть вложение 563977

Это может быть причиной. Я сталкивался с тем что хорошо тянущий винт без оковки и ткани (деревяшка и лак - один полет для пробы) терял тягу после добавления оковки и оклейки стеклотканью. Думаю в результате искажения формы в передней части профиля. С другой стороны есть у меня Финиш-Проп пропеллер и на одной лопасти сразу за оковкой заметная ступенька однако тянет нормально.

 

[argentavis]

Это может быть причиной. Я сталкивался с тем что хорошо тянущий винт без оковки и ткани (деревяшка и лак - один полет для пробы) терял тягу после добавления оковки и оклейки стеклотканью. Думаю в результате искажения формы в передней части профиля. С другой стороны есть у меня Финиш-Проп пропеллер и на одной лопасти сразу за оковкой заметная ступенька однако тянет нормально.

Как приведу в порядок первый винт, ииесли этотдаст хороший результат, попробую исправить косяк производителя.

 

[argentavis]

Подскажите, какой должна быть оптимальная крутка на конце лопасти винта Английской серии.

Вчера на обрезанном по контуру болване взялся размечать передн/задн кромки по сечениям. Оказалось, нет данных по углу для концевого сечения. Не долго думая посчитал по геометрической крутке. Угол на конце получился больше чем на сечении 0.9R. Пересчитал для радиуса 0.9 получился 11,2 против 8,4 расчитанного по РДК СибНИА.
Понимаю, что оптимальные углы меньше чем по пошаговой геометрической крутке, но не на три же градуса! Полагал, что должно быть 1,5-2 градуса меньше геометрического, если на сечении 0.75 угол расчётный геометрический.
По геометрии должно быть:
0.75 - 13,4гр
0,9 -11,23гр
1.0 - 10,13гр
Шаг расчётный 0,9 метра, диаметр винта 1,6 метра
Буду признателен, если прикинете верность моих расчётов, ещё есть возможность подкорректировать.
Мотор Хонда-сильвервинг 600, мощность 50 сил на оборотах 7000, редуктор 2,7.

Винт, на котором я сейчас летаю (для крейсера идеальный), слегка перетяжелён; на максимале на скорости 150 мотор крутится 6600, а в наборе высоты на скорости 95-100 крутится 6000. Кстати, столько же крутится на стопе - 6000.
Самолётик у меня перетяжелённый, летом в наборе всего 2 м/с, в субботу было высокое давление, температура воздуха около 10, самолёт показал 2,5-3 м/с. Вот если бы летом так взлетал, я бы не заморочился новым винтом.
Старый винт серии СДВ со слегка модифицированным кончиком (чуть толще расчётного), не окован. Диаметр 1,6, угол на 0,75 - 17,5 гр. Концы лопастей даже для ясеня тонковаты, два раза лечил; на второй раз оклеил концы тонюсенькой стеклотканью - потерял 100 оборотов на стопе.

Замечу по серии СДВ. По расчётам можно получить кпд выше чем у Английской серии аж на целых 2% (ржу горько). После утолщения кончика потери, думаю, не меньше 5% от расчётного кпд. А без утолщения с уширением на конце лопасти выполнить в дереве НЕ ПОЛУЧИТСЯ. Я из ясеня старый винт затеял именно чтобы уменьшить это утолщение. Ясень себя показал; я и в траву садился, случайно зацепил высокую траву колёсами перед началом полосы, ручка на пузе, дал полный газ чтобы обдувку стабилизатора использовать... Тридцать метров пробега, выкатываюсь на скошенную полосу и стою офигевший. Винт зелёный и мокрый от травы, лопасти не повредились. На взлёте, рулении отдельные сухие травинки цеплял - винт не повреждался. Но трещинки на тоненьких кончиках дважды появлялись в эксплуатации. Винту десять лет.

Я не знаю за английскую серию, но свои винты для бурана я рассчтитывал в программе, которую выкладывали на ветке по изготовлению винтов. Там две проги. Одна считает крутку, углы по сечениям и координаты профилей и другая "пропселектор".
Там можно поиграть шагом, оборотами, скоростью, диаметром, ориентируясь на располагаемую мощность и получить ориентировочно тягу на соответствующих скоростях полета.
Очень полезная прога. И сходимость рнзультатов с практикой достаточно хорошая.
Я в процессе "игры" этой, понял, что на безредукторный буран можно спокойно ставить диаметр 1,2м. А оптимизировав шаг, высчитал первой прогой углы сечений и получил +10 кг тяги к 60 от исходного винта.
Попробуйте воспользоваться этими прогами.
Вот здесь на первой же странице. Прога в эселе.. https://reaa.ru/threads/delaem-derevjannyj-vint.17077/
Там где то дальше и пропселектор есть.

 

[Айрат]

Вот здесь на первой же странице. Прога в эселе.. https://reaa.ru/threads/delaem-derevjannyj-vint.17077/

Спасибо, но не совсем то, что нужно. Оптимальная крутка отличается от геометрической с постоянным геометрическим шагом по радиусу. Я даже представляю в какую сторону отличается, но вот насколько?
Пожалуй сделаю валюнтаристски на один градус меньше по сечению 0,9R и на полтора на конце.

 

[KAA]

Не долго думая посчитал по геометрической крутке. Угол на конце получился больше чем на сечении 0.9R.

Этого не может быть, т.к. у английской серии постоянный по радиусу шаг. Так уж он задуман. Я их делал такими, попадания в общем-то точные.

По геометрии должно быть:
0.75 - 13,4гр
0,9 -11,23гр
1.0 - 10,13гр

Это правильные углы.

 

[Айрат]

Это правильные углы.

Спасибо!
Алексей, прокомментируй плз графики для подбора винта на стр 174 РДК СЛА. Если бы шаг по радиусу был бы постоянным, то такой график зависимости разницы углов от угла на 0.75R был бы абсурдным. Меня напрягает ещё и то, что эта дельта углов дана в градусах, а не в относит величинах в зависимости от выбранного шага на 0.75.
А ещё в разных источниках (и у Остославского и м.б. Кравца и др) встречается похожая инфа об оптимальной крутке, где углы после 0.75 меньше по шагу, а к корню наоборот больше от расчётного постоянного шага. И это без учёта влияния капотов/фюзеляжа. С учётом если, то к корню наоборот меньше расчётных, но на концах всё равно уменьшение углов к концу интенсивней чем при постоянном по радиусу шаге.

 

[KAA]

У меня сейчас нет РДК СЛА под рукой к сожалению, а сведения о том, что английский винт RM 829 (№ отчёта) постоянного шага, прочитал когда-то у Юрьева, в его книге "Воздушные винты" 1934 года. Оттуда брал и геометрию. В книге Кравца, приведена более свежая информация по тем же винтам и их геометрии, но об изменении шага по радиусу-ни слова. Что вполне объяснимо для ВПШ. Первоисточниками по английским винтам , являются отчёты RM 829 и 1673, наковырять которые в и-нете мне не удалось, несмотря на их упоминания.
Я думаю, на конце уменьшали углы установки, а следовательно и Су этих участков из-за близости собственно конца лопасти, где Су всё равно будет интенсивно падать, вследствие концевого перетекания, так зачем впустую воздух буравить? 😉 Кстати, модные нынче сильно сужающиеся законцовки крыльев тоже закручены вниз в концевом сечении, насколько я знаю.

 

[Anatoliy.]

где Су всё равно будет интенсивно падать, вследствие концевого перетекания, так зачем впустую воздух буравить?

Блин, какие перетекания?
Ну посмотрите как в дымке или на пороге образования росы что происходит на концах лопастей воздушных винтов.
Ну сколько раз можно ссылаться на то, чего в природе не существует?
Постройте в масштабе векторы скоростей воздуха для законцовок лопастей и прекратите цитировать дурь цитируемую другими на основании цитирования предшественников, который е свою очередь ни разу не подумавши изрекли эту дурь.

 

[Айрат]

У меня сейчас нет РДК СЛА под рукой к сожалению

 

[KAA]

🤔Ну дичь какая-то, изменять углы на фиксированные значения, независимо от шага!

 

[argentavis]

🤔Ну дичь какая-то, изменять углы на фиксированные значения, независимо от шага!

Я тоже думаю, что это только снизит эффективность винта.
Невозможно сделать моноблок многорежимным.
Можно только слегка расширить его диапазон эффективной работы, если сделать его спблевидным и дрстаточно упругим, чтобы на стопе при максимальной тяге у него лопасти отгибались, слегка уменьшая шаг, а по мере роста скорости и снижения нагркзки на винт, возвращались к исходному, увеличивая шаг.
Вот тогда на концах лопастей, надо прибавлять углы, в расчетк, что на стопе они уменьшатся, а на скорости увеличатся.
Но это совсем другая история и большие шаманские пляски с бубном.
А зачем на концах уменьшать шаг от расчётного я не понимаю.

 

[KAA]

Смотря о каком диапазоне речь. 0-200 км/ч-вполне конкурентоспособен с ВИШ получается. Использование упругой деформации может улучшить картину, но над этим работать надо тщательно. А если делаешь по-простому, то и засад минимум! 🙂
И ещё, насчёт уменьшения шага:
Известно, что Су при числе М начиная с 0,75 примерно, начинает расти, поэтому у быстроходных винтов может быть избыточный Су на концах, который в свою очередь приближает волновой кризис. Когда я проектировал винт для "Фермер-2", то с учётом этого увеличил отрицательную крутку на конце, что даже бросалось в глаза. Так или иначе, но результата мы тогда добились. 😎

 

[Айрат]

Согласен, дичь. Там на графиках ещё и по ширине лопасти ошибка, надо к радиусу относить эту цифирь, тогда норм.
Кстати номограммы приведённые в РДК парой страниц раньше соответствуют именно винтам серии с переменным по радиусу шагом (назовём это круткой). Видел номограммы для той же Англ серии с постоянным шагом - отличаются.

Крутка не только про волновой кризис. Да, Су растёт с ростом Маха, но и профиль на концах тоньше же, да и качество профиля при этом не падает, а и возрастает с ростом Маха при некоторых условиях.
В одной монографии по винтам (вроде Юрьева) встречал среди выводов упоминания про то как коррелируются углы обтекания сечений с кпд. Цифры приводились. Для ВС-2 (емнип) макс кпд, когда углы обтекания в сечении 0,75 - 2-2.5 град а на конце лопасти 1-1.5. Для профиля Raf-6 около одного градуса для 0.75 и минус 1-1.5 на конце. Крутка однозначно указывалась в связи с кпд.

А зачем на концах уменьшать шаг от расчётного я не понимаю.

Концевые эффекты на лопасти винта даже жёстче сказываются чем на крыле.
На крыле без крутки, а особенно с сужением, если смотреть распределение Су по размаху, видим, что Су растёт дальше половины полуразмаха. Потому, кстати и срыв начинается ближе к концам крыла. И это одно из условий для выбора крутки. У винтов то же самое, но намного сложней и плюсом учёт сжимаемости.

 

[argentavis]

Смотря о каком диапазоне речь. 0-200 км/ч-вполне конкурентоспособен с ВИШ получается. Использование упругой деформации может улучшить картину, но над этим работать надо тщательно. А если делаешь по-простому, то и засад минимум! 🙂
И ещё, насчёт уменьшения шага:
Известно, что Су при числе М начиная с 0,75 примерно, начинает расти, поэтому у быстроходных винтов может быть избыточный Су на концах, который в свою очередь приближает волновой кризис. Когда я проектировал винт для "Фермер-2", то с учётом этого увеличил отрицательную крутку на конце, что даже бросалось в глаза. Так или иначе, но результата мы тогда добились. 😎

Отрицательную это в какую сторону?
Нормальная крутка лопастей на винте это отрицательная, как я понимаю?
То есть угол лопасти уменьшается к концу лопасти. Значит увеличив крутку, вы еще уменьшили углы на концах относительно расчетной, постоянной по радиусу. Так?
Значит с ростом скорости, концы лопастей перестают работать, а тянет только часть винта до 0,75 r?
Тогда аналогично, можно просто увеличить углы на какой то процент от корневой части лопасти, до 0,75r а на концах оставить расчетные углы и по сути полчится то же самое.
Тогда на разгоне большая часть винта будет работать на критических углах, переходя в нормальный режим на скорости, допустим 80 км/ч. И тяга на взлете будет практически постоянная.
Возможно что в корневой части еще бы и вогнутость поофилей надо увеличивать

 

[Anatoliy.]

Отрицательную это в какую сторону?

Ну дичь какая-то, изменять углы на фиксированные значения, независимо от шага!

Это правильные углы.

Оптимальная крутка отличается от геометрической с постоянным геометрическим шагом по радиусу.

Понимаю, что оптимальные углы меньше чем по пошаговой геометрической крутке, но не на три же градуса!

У каждого проХфесора своё мнение.
Никто даже и не заморачивается что либо посчитать.
Все вкручивают воздушные винты в воздух полагаясь, что воздух это твердое вещество.
Отсюда все эти пляски с поступью винта и ни - ни, не отступать от этой догмы.

А у вертолетных несущих винтов вот такая картинка с этой самой круткой.
Я не поленился и в Экселе построил пару графиков.
Желтая линия на графике принадлежит к так сказать правильному следованию догмату о поступе винта.
Голубая линияя графика принадлежит лопасти вертолета Ка-18.

 

[iae]

Началось утро в деревне.

 

[KAA]

Отрицательную это в какую сторону?

Отрицательная, это носиком вниз, на уменьшение угла, как у крыльев принято обозначать.
На концах лопасти, вследствие большой окружной скорости, углы притекания потока меньше, чем в центре, поэтому требуются меньшие углы установки. Ну и вектор индуктивной скорости ещё создаёт свой угол. 🤔

 

[argentavis]

Отрицательная, это носиком вниз, на уменьшение угла, как у крыльев принято обозначать.
На концах лопасти, вследствие большой окружной скорости, углы притекания потока меньше, чем в центре, поэтому требуются меньшие углы установки. Ну и вектор индуктивной скорости ещё создаёт свой угол. 🤔

Хм, скорсть притекания меньше, но ведь не до такой же степени!
На скоростив 120км/ч к примеру эти отрицательные углы будут и тягу отрицательную давать!
Это что то новое для меня. Впервые об этом читаю🤔
Или я опять что то не понял?
Или просто крутка лопасти несколько больше чем расчетная, а углы на конце всё таки положительные?
И на какой процент эти углы на конце следует убавлять?

 

[KAA]

Кажущийся угол притекания меньше во столько раз, во сколько отличаются радиусы.
И конечно не нужно забывать, что при угле атаки сечения =0, тяга участка будет >0, так как нулевые углы атаки у несимметричных профилей отрицательные. У Clark Y 8% например, он -1,8 град.