Программа расчета несущего винта в режиме осевой обдувки

[Anatoliy.]

1

Представляемая тема предназначена для освоения программы расчета воздушного и несущего винта в режиме осевой обдувки.

Эта программ позволяет не только рассчитать необходимую мощность на валу и подъемную силу несущей системы или тягу воздушного винта, но и позволяет сконструировать оптимальную лопасть и оптимальную несущую систему или оптимальный воздушный винт.

Предполагается разместить 9 сообщения для получения сведений и приобретения навыков пользования программой с целью определения тяги несущей системы и определения потребной мощности на валах несущей системы или воздушного винта.

Затем последуют 2 сообщения, которые раскроют дополнительные возможности исследовать уже рассчитанную несущую систему.

Далее будет размещено 8 сообщений в которых будет рассказано о способах исследования несущей системы или воздушного винта с целью их оптимизации.

Сразу сообщаю, что я воспользуюсь личной модерацией этой темы.
Поэтому я приложу все свои силы для удаления всех сообщений, которые будут отклонятся от темы.

Допускается самая жесткая критика, но без применения оскорблений участников дискуссии.

Я постараюсь ответить на все задаваемые вопросы.

Если ответ от меня задерживается, то это означает, что ответ большой по объему и требует времени на подготовку.

Большая просьба до окончания описания работы программы не писать свои сообщения, чтоб не нарушать стройность изложения описания работы в программе.

 

[Anatoliy.]

2

Сразу сообщаю, что результат расчета будет несколько завышенный по величине в отношении потребной мощности на валах несущей системы или воздушного винта. Всё это связано с принятой концепцией расчета, когда скорость воздуха проходящей через ометаемую площадь винтом равномерна по всей этой площади.

Для воздушных винтов в режиме полета эта неравномерность мала и ею можно пренебречь, а для несущего винта ошибка может составлять существенную величину.

Получив в своё распоряжение полные данные двух несущих систем соосных вертолетов я смог предварительно определиться с коэффициент отличия расчетной и реальной мощности на валах сосной несущей системы.

Этот коэффициент лежит в пределах 1,268 … 1,3247.

То есть для соосного несущего винта реальная мощность на валах несущего винта будет меньше на 28,8% …32,47 % Или примерно меньше на 30 %.

Но данных только о двух несущих системах совершенно не достаточно, и для более точного вычисления поправочного коэффициента необходимо набрать статистику по различным несущим системам.

Поэтому важно накопить результаты расчета нескольких реальных несущих винтов, и по результатам накопленных данных вычислить более точно поправочный коэффициент, который уже позволит проводить расчеты с точностью не хуже 5 %.

 

[Anatoliy.]

3

Что для этого потребуется?

Необходимо предоставить мне следующие данные по несущей системе уже летающих вертолетов.

Будь то микровертолет или вертолет с массой до 2 тонн.

Для потребностей самодельной авиации этого будет вполне достаточно

И чем больше будет таких данных по несущим системам, тем точнее можно определить поправочный коэффициент.



Вот необходимые параметры для анализа несущих систем:

1. Соосный или одновинтовой несущий винт.

2. Радиус несущего винта, или его диаметр.
3. Радиус корня лопасти без учета переходного участка.
4. Величина хорды лопасти вдоль её длины (если она не постоянная).
5. Величина относительной толщины лопасти вдоль её длины (если она не постоянная).
6. Распределение угла крутки вдоль лопасти (если крутка присутствует).
7. Профиль лопасти.
8. Скорость вращения несущего винта или окружная скорость кончика лопасти.
9. Взлетный вес вертолета.
10. Потребная мощность на валу (валах) при взлетной тяге несущего винта.
11. Число лопастей (для соосной несущей системы сумма лопастей двух винтов).
12. Высота взлетной площадки и окружающая температура воздуха на той высоте.

 

[Anatoliy.]

4

При расчете воздушного винта или несущего винта на конечный результат влияет множество параметров как самих лопастей, так и режима работы воздушного (несущего) винта.

Дальнейшие описания будут касаться несущих винтов при осевой обдувки в режиме зависания.

Это самый напряженный режим работы и поэтому расчет будет наиболее актуальным.

Все остальные режимы работы несущего винта будут менее энергозатратны.

Часто в простых расчетах вместо формы лопасти в плане используют коэффициент заполнения ометаемой площади. Но это слишком упрощенное отношение к расчету.

Присущая сложность изготовления лопастей или матриц для лопастей привели к тому, что сейчас в обиходе присутствуют лопасти прямоугольные в плане и с постоянной относительной толщиной профиля.

И, как правило, при выборе размеров лопастей и несущих винтов используют усредненные коэффициенты по подобию с уже применяемыми лопастями.

Обычно в простых программах расчета разделяют лопасть на 10 равных частей от оси вращения до конца лопасти, и поскольку первые три участка вносят незначительную долю в расчет, то эти три участка исключают из расчета.

В моей программе лопасть разбивается так же на 10 частей, но не от оси вращения, а от корня лопасти до её максимального радиуса. И расчет ведется для всех 10 участков, сколь бы малое влияние они не оказывали на конечный результат.

При написании программы была предпринята попытка разбития лопасти на 20 элементарных участка по длине лопасти, но результат расчета отличался не более чем на 1 - 1,5 %..

Поэтому окончательно принято разбиение на 10 частей активной длины лопасти.

 

[Anatoliy.]

5

Небольшой пример влияния геометрии лопасти на конечный результат.

Если лопасть сделать с сужающейся хордой к концу лопасти, то результирующая подъемная сила на лопасти сместится в сторону оси вращения. Одновременно и результирующая сила сопротивления сместиться к оси вращения. Это приведет к уменьшению момента сопротивления вращению и соответственно снизит потребную мощность.

Но при уменьшении хорды лопасти с постоянной относительной толщиной снижается фактическая толщина лопасти по мере удаления от оси вращения, что так же приводит к уменьшению момента на валу и снижению потребной мощности.

Если еще и применить уменьшение относительной толщины лопасти по мере увеличения радиуса лопасти, то это так же приведет к снижению потребной мощности.

Далее применяя отрицательную крутку лопасти можно еще повысить удельную тягу несущего винта. Но крутка может быть и эффективной и малоэффективной.

В программе есть возможность получить все необходимые данные, как в табличном, так и в графическом виде. Это помогает определить стратегию действий при проектировании лопастей для получения максимальных удельных характеристик.

При написании программы я столкнулся с трудностью учета индуктивного сопротивления.
Поэтому я применил нестандартный подход к расчету.

Всякое изменение величины тяги несущего (воздушного) винта приводит к изменению прироста скорости воздуха проходящей через ометаемую лопастями плоскость и сводит на нет первоначальные условия расчета.

 

[Anatoliy.]

6

Итак, для ознакомления с возможностями программы вначале посчитаем некий соосный несущий винт вертолета, у которого по две лопасти на каждом несущем винте.

По каким то «неведомым» причинам выберем такие параметры лопастей и режим работы несущего винта при осевой обдувке в режиме висения вне влияния воздушной подушки.

Пусть эти параметры будут такими:

1. Радиус несущего винта 2250 мм.
2. Радиус корня лопасти 526 мм.
3. Величина хорды лопасти 150 мм
4. Величина относительной толщины лопасти 12 %.
5. Распределение угла крутки вдоль лопасти равномерное и равное 5 градусам..
6. Профиль лопасти NACA23012
7. Окружная скорость кончика лопасти равна 150 м/с.
8. Взлетный вес вертолета равен210 кг.
9. Измеренная тензометрическим методом мощность при взлетной тяге на валах несущего винта равна 30 л.с.
10. Число лопастей у соосной несущей системы по две на каждый винт.
12. Высота взлетной площадки 50 метров и окружающая температура воздуха на той высоте равна +20 градусов.

 

[Anatoliy.]

7

Все вносимые величины и получаемые результаты расположены на панели задания и результатов и выглядит эта панель так:
Это панель расчета вертолета Ка-18.

(( Панель задания параметров ))​

Пересохраняем программу под другим своим именем и поверх ранее использованных значений начинаем вносить конкретные данные рассчитываемой несущей системы.

Если, например, навести курсор на ячейку «В3» в которой написано (Rк), то появляется выноска в которой написано что за параметр следует внести в соседнюю справа ячейку.

В данном случае это (Максимальный радиус лопасти Rк).

Такие подсказки присущи ячейкам с обозначениями параметров на панели задания параметров и отображения результатов расчета. Эти ячейки отмечены красным уголком в правом верхнем углу ячейки.

Справа от ячейки, в которую вводится параметр. написана размерность вводимой величины. В конкретном случае это (мм) миллиметры.

Напоминание:
При внесении в ячейку значения с дробной частью вместо «Запятой» обязательно ставят «Точку». Иначе программа написанная в Экселе не сможет воспринять величину в такой форме записи.

И еще напоминание.
Если ячейка имеет светло желтый фон и синюю рамку, то в эту ячейку можно вносить значение параметра.

В ячейках с ярко желтым фоном и с красной рамкой программа выносит результаты расчета.

В эти ячейки категорически запрещено вносить что-либо, так как в них записаны формулы или адреса других ячеек, в которых находится расчетный параметр.

Для защиты от таких непредвиденных фатальных действий все ячейки на листах программы защищены кроме тех, в которые можно вносить параметры.

Но всё же рекомендуется создать несколько копий программы на внешнем носителе на всякий случай для восстановления программы после несанкционированных воздействий, как пользователя, так и причине отказа компьютера.

 

[Anatoliy.]

8

Итак, начинаем расчет сосной несущей системы вертолета.

Уберите «галочку» в поле расположенное в ячейке «AF7».

При этом справа в ячейке «AG7» появится сообщение (Лопасть из 3 секций).

Если внести в ячейки «С3», «С5», «С7» и «С9» разные значения радиусов, а в ячейки «F3», «F5», «F7» и «F9» Разные значения хорды лопасти на этих радиусах, то можно ввести в расчет форму лопасти более сложной формы в плане.

Нажав на кнопку выбора окон программы «Форма» можно посмотреть на лопасть как она будет выглядеть в плане.

Причем лопасть будет представлена таким образом, чтоб все хорды окажутся на одной плоскости. Лопасть как бы расплющивается на плоскости.

Вот примеры формы лопасти, которые можно ввести в режиме (Лопасть из 3 секций)

На скринах в окне «Форма» лопасть имеет цветовую раскраску, и граница цветов проходит по 25 % хорды.
Более темная часть это передняя часть лопасти, а задняя часть за 25 % хорды окрашена в более светлый тон.

(( Лопасть прямоугольная ))

(( Лопасть трапецеидальная ))​

(( Лопасть с одним изломом по хорде ))​

(( Лопасть с двумя изломами по хорде ))​

 

[Anatoliy.]

9

Если возникнет необходимость рассчитать параметры лопасти с более сложной геометрией в плане (это полезно для лопастей воздушного винта), то тогда следует установить «галочку» в поле расположенном в ячейке «AF7».
При этом справа в ячейке «AG7» появится сообщение (Лопасть из 20 секций).

(( Лопасть из 20 секций ))​

И далее нажав на кнопку (20 секций) находящуюся слева под изображением лопасти в плане переходим в новое окно в котором можно установить требуемую форму лопасти в плане.

(( Ввод формы лопасти из 20 секций ))​

Изменить координаты обвода лопасти можно двумя способами, которые описаны в этом открывшемся окне.

 

[Anatoliy.]

10

Итак, вначале вносим в ячейку «С3» значение радиуса лопасти равное 2250 мм.
Затем в ячейку «С9» вносим значение радиуса корня лопасти равное 526 мм..

Здесь надо помнить, что это радиус, на котором лопасть имеет полную хорду без усечений.

Поскольку мы захотели посчитать несущую систему в которой лопасти имеют постоянную величину хорды по всей длине, то в ячейки с промежуточными радиусами изменения кривизны в плане «С5» и «С7» записывают значение радиуса корня лопасти.

Вносим высоту работы несущей системы (50 метров) в ячейку «О3» (Н – Высота полета) и температуру окружающего воздуха в ячейку «U5» (th - температура воздуха на высоте Н)

При изменении высоты взлета и окружающей температуры на этой высоте изменяется удельный вес воздуха, величина которого отображается в ячейке «R5»
В ячейке «R3» отображается «Кh» (Коэффициент изменения плотности воздуха Кh на высоте Н при температуре th относительно плотности воздуха на уровне моря при температуре + 15 градусов Цельсия.)

(( Влияние высоты и температуры воздуха ))

 

[Anatoliy.]

11

Теперь вносим в ячейку «AD2» требуемую величину тяги несущей системы (Fзад – заданная тяга), которую мы собираемся получить. Эта ячейка имеет белый фон и красную рамку. В неё можно ввести значение, хотя она и имеет красную рамку.

Поскольку рассматриваемый расчет относится к сосной несущей системой, то при равном диаметре с одиночным несущим винтом тяга сосной системы будет больше примерно на 16 % за счет увеличения эквивалентной ометаемой площади.

(( Сравнение соосной несущей системы ))​

Таким образом надо внести в ячейку «AD2» значение требуемой тяги сосной системы уменьшенную на 16 % от реальной тяги.

Реальная тяга в рассматриваемом случае равна 210 кг, следовательно, в ячейку «AD2» следует ввести другую величину 210 * 0,84 = 176,4 кг.

После внесения этих параметров программа, получив реальную ометаемую площадь и плотность воздуха, вычисляет рекомендуемое значение скорости воздуха Vрек = 9,799937 м/с в плоскости вращения винта. и заносит это значение в ячейку «R2» как (Vрек).

((Внесение первых данных ))​

Теперь с помощью кнопок правого счетчика под ячейками «Q7», «R7» и «S7» вводим эту рекомендованную скорость воздуха (Vрек) которое появляется в ячейке «R7» уже как (Vвпв - скорость воздуха в плоскости винта).

((Внесение скорости Vвпв ))​

 

[Anatoliy.]

12

Далее вводятся все остальные параметры лопасти, несущего винта и режима его вращения.
В ячейки «F3», «F5», «F7» и «F9» вносят величину хорды для указанных радиусов лопасти ( bк, b2, b1 и b0 ).
В ячейки «I3», «I5», «I7» и «I9» вносят относительную толщину профиля лопасти для указанных радиусов лопасти (.Ск, С2, С1, и С0 )
В ячейку «O5» 👎 вносим суммарное число лопастей несущей системы
С помощью счетчика расположенного в ячейках «AF2» и «AF3» выбираем профиль лопасти, который отображается в ячейке «AG3»

В рассматриваемом расчете это профиль NACA23012

Вычисляем угловую скорость вращения лопастей несущего винта, при которой окружная скорость концов лопасти равна принятой для расчета скорости 150 м/с.

В конкретном случае угловая скорость равна 636,6 об/мин.
Вносим это значение в ячейку «L5» ( Скорость вращения лопасти в об/мин )

(( Внесение остальных данных ))

 

[Anatoliy.]

13

Теперь установим углы крутки лопасти.
Для этого следует на панели задания параметров нажать на кнопку «Углы».
Во вновь открывшемся окне программы нажимаем на кнопку «Крутка».
В новом окне следует внести значения углов крутки в строчку с ячейками
от «BF123» до «BY123»

Тут действует такое правило:
В ячейку «BF123» записываем максимальный угол крутки.

Для нашего случая это 5 градусов.

Если крутка лопасти пропорционально изменяется вдоль лопасти, то достаточно разделить максимальную разницу углов крутки на 19 шагов и, используя полученный шаг изменения крутки, внести эти углы крутки.

Делим 5 градусов (максимальная разница углов крутки между концом лопасти и комлем лопасти) на 19 шагов, и получаем шаг приращения угла крутки равный 0,263 градуса.

Заполняем строчку под названием «Угол заданной крутки».

Вот результат заполнения углов крутки.

(( Внесение углов крутки ))​

Не забываем установить «галочку» в поле расположенное в ячейке «AF9».
При этом в ячейке «AG9» появляется сообщение «Крутка заданная».

Если снять «галочку» в поле расположенное в ячейке «AF9», то в расчете будет принята «Крутка линейная».

Что это такое?

Это такой закон изменения углов крутки вдоль лопасти, когда при скорости крутки Vкр записанной в ячейке «L3» ( это некая принятая скорость воздуха в плоскости вращения винта) углы атаки на всех участках лопасти вдоль её длины равны между собой. Изменение углов установки приводит к равному изменению углов атаки на протяжении всей лопасти. Это справедливо только тогда, когда скорость крутки Vкр будет фактически равна скорости воздуха в плоскости винта Vвпв установленной в ячейке «R7». Такой закон крутки использован в лопастях вертолета Ка-18.

 

[Anatoliy.]

14

Теперь начинаем с помощью счетчика (левого на панели задания параметров) расположенного в ячейках «N9», «O9» и «P9» изменять угол установки лопастей на радиусе равном 0,7*R.

Значение угла установки лопастей отображается в ячейке «О7».

В результате начинает изменяться величина тяга несущего винта и вслед за ней изменяется потребная мощность.

Изменение угла установки следует проводить до достижения эквивалентной тяги установленной в ячейке «АО2».

Замечание.

Следует следить за величиной значения в ячейке «Х5» (Vгс).
Это вертикальная скорость несущей системы относительно невозмущенного окружающего воздуха в размерности м/с.

Если это значение будет иметь отрицательное значение, то несущая система начнет падать, а если это значение будет положительным, то несущая система будет двигаться вверх со скоростью указанной в ячейке «Х5».

Сделать положительным это значение можно несколько увеличив с помощью правого счетчика ввода скорости в плоскости винта ( Vвпв ) с последующей подкорректировкой угла установки лопастей левым счетчиком.

В результате изменения угла установки лопасти получили такие результаты:

(( Конечные результаты расчета ))​

Угол установки хорды лопасти на радиусе 0,7 равен 7,06 градуса.
Тяга винта равна 176,4088 кг, что будет соответствовать реальной тяги увеличенной на 16 %, а именно 176,4088 / 0,84 = 210,01 кг.
При этом программа заносит в ячейку «AD5» мощность на валах несущей системы равную 37,93282 л.с.
Но учитывая, что эта мощность завышена по определенным причинам, то реальная мощность будет меньше в, примерно, 1,268 … 1,3247 раз.
Тогда имеем реальную мощность на валах несущей системы равную
37,93282 / (1,268 … 1,3247 ) = 28,64 …29,92 л.с.

В ячейке «AD7» программа поместила удельную тягу, которая соответствует значениям в ячейках «AD3» (Тяга винта) и «AD5» (Мощность потребляемая винтом).

Поскольку в указанных ячейках занесены значения без поправочных коэффициентов, то и удельная тяга не соответствует реальному значению.
Но это очень важный параметр, когда начинаем оптимизировать несущую систему.

Если эта «удельная тяга» растет, то несущая система становится лучше, и наоборот, при уменьшении удельной тяги несущая система становится хуже.

Так вот для рассматриваемого примере удельная тяга равна 4,650559 кг/л.с.
Много это или мало?

Надо сравнить с другими несущими винтами.

У меня есть полные данные для вертолета Ка-18.

Для него удельная тяга равна 3,825631 кг/л.с.

Но у вертолета Ка-18 окружная скорость лопастей равна 198 м/с против 150 м/с, что снижает удельную тягу, и к тому же скорость воздуха через ометаемую плоскость равна 11,3195 м/с против 9,79937 м/с, что так же снижает удельную тягу несущей системы.

А вот пример другой несущей системы подобного вертолета.

((Параметры лучшего варианта несущей системы ))​

Заметьте, это параметры работы несущей системы на высоте висения 2000 метров при окружающей температуре +17 градусов, что соответствует температуре на уровне моря равной +30 градусов.
Тяга несущей системы примерно равна с рассмотренным случаем, но вот «удельная тяга» равна 6,58055 кг/л.с.
Мощность, вычисленная программой равна 28,78423 л.с.
Что будет соответствовать реальной мощности
28,78423 / / (1,268 … 1,3247 ) = 21,73 …22,7л.с.

Согласитесь, 22,7 л.с. значительно предпочтительней мощности 30 л.с.

Вот для чего предназначена программа.
Не для простого расчета подъемной силы и потребной мощности несущей системы, а для оптимизации несущей системы.

 

[Anatoliy.]

15

Рассмотрим, что можно извлечь из проделанного расчета несущей системы.

Во-первых, можно посмотреть оптимальный ли профиль был выбран для лопасти.
В программе я вложил 7 наиболее часто употребляемых профилей в вертолетных лопастях, а так же оставил одно вакантное место для профиля, который может ввести в программу сам пользователь. Если возникнет такая потребность, то я подробно опишу алгоритм ввода параметров нового профиля.
Вот перечень заложенных в программу профилей:

((Набор профилей в программе ))​

Если изменить тип профиля, то достаточно только изменять угол установки лопастей до получения значения тяги внесенной в ячейку «AG2».

Проделаем такую проверку.
Вот что получилось:

Профиль VR-7 Угол установки 5,683 градуса,
тяга 175,993 кг, мощность 37,44293 л.с , удельная тяга 4,700301

Профиль НН-2 Угол установки 8,32 градуса,
тяга 175,6399 кг, мощность 38,3153 л.с , удельная тяга 4,584067

Профиль USA-45-M Угол установки 5,61 градуса,
тяга 176,4514 кг, мощность 38,18347 л.с , удельная тяга 4,621147

Профиль CLARK-Y Угол установки 4,464 градуса,
тяга 176,4173 кг, мощность 39,68699 л.с , удельная тяга 4,445208

Профиль NACA-0012 Угол установки 8,235 градуса,
тяга 176,4227 кг, мощность 41,01106 л.с , удельная тяга 4,3,01831

Профиль NACA-23012 Угол установки 7,05 градуса,
тяга 176,4088 кг, мощность 37,93282 л.с , удельная тяга 4,650559

Профиль NACA-8-Н-12 Угол установки 7,565 градуса,
тяга 176,4657 кг, мощность 38,13896 л.с , удельная тяга 4,626914

Анализируем полученные результаты.

Если ориентироваться на величину тяги, то сравнивать трудно, так как угол установки лопастей изменять можно хоть и с точностью трех знаков после запятой, но все же результат будет дискретным, и уровнять тяги винтов с различными профилями не удастся.

Если сравнивать винты по необходимой мощности, то тут такая же картина с дискретностью расчетных значений.

Остается один довольно точный критерий для сравнения.

Это удельная тяга несущего винта.

Расставим профили по удельной тяге по возрастанию:

Профиль NACA-0012 удельная тяга 4,301831
Профиль CLARK-Y удельная тяга 4,445208
Профиль НН-2 удельная тяга 4,584067
Профиль USA-45-M удельная тяга 4,621147
Профиль NACA-8-Н-12 удельная тяга 4,626914
Профиль NACA-23012 удельная тяга 4,650559
Профиль VR-7 удельная тяга 4,700301

 

[Anatoliy.]

16

Следующая возможность оценить свойства рассчитанного несущего винта это определение статического потолка без влияния воздушной подушки, а так же поведение несущей системы при изменении температуры окружающего воздуха.

В этом случае при изменении высоты висения и окружающей температуры изменяется плотность воздуха, и программа будет изменять рекомендованную скорость воздуха в плоскости вращения несущего или воздушного винта.

Эти изменения обязательно вносят с помощью правого счетчика на панели задания параметров в соответствующую ячейку.

А после этого изменяя угол установки лопастей с помощью левого счетчика на панели задания параметров приближают расчетную тягу винта в ячейке «AD3» значению записанному в ячейке «AD2», следя за положительностью близкого к нулю значению в ячейке «Х5».

Естественно, что при увеличении высоты висения и температуры окружающей температуры будет расти угол установки лопастей и потребная мощность на валах несущего винта.

Тут надо установить разумный предел максимальной мощности на валах несущей системы, помятуя о поправочном коэффициенте на мощность, учитывая КПД редуктора и реально достижимую мощность конкретного двигателя.

Если при повышении мощности двигателя изменяется угловая скорость вращения несущего винта, то это так же следует корректировать в соответствующей ячейке.

 

[Anatoliy.]

17

И теперь самое интересное.

Как пользоваться программой, чтоб сконструировать оптимальный несущий винт.

Чтоб понять в какую сторону изменять тот или иной параметр, в программе есть возможность оценить происходящие явления на лопастях.

Чтобы упростить анализ и избавится от лишней графической информации рекомендуется в ячейку «U7» ( Заданная начальная скорость в плоскости винта Vво для расширенного расчета параметров винта) записать значение скорости Vвпв из ячейки «R7».

И в ячейку «U7» записать нулевое значение параметра (Шаг приращения скорости воздуха в плоскости винта для расширенного расчета параметров винта).

Эти значения в ячейках очень полезны при расчете маршевого воздушного винта, которые позволяют предварительно просмотреть поведение воздушного винта в выбранном диапазоне скоростей полета.

Но для работы с несущим винтом это излишняя информация.

Вот и начнем исследовать рассматриваемый случай более углубленно.

Начинаем анализировать углы атаки на всей длине лопасти.

Для этого нажимаем на кнопку «Углы».

Далее рекомендуется перейти от трехмерного графика к двухмерному нажав в открывшемся окне кнопку «Подробней».

Что видно на этом графике?

((Углы на лопастях ))​

На графике видно, что ближе к корню углы атаки принимают отрицательные значения и достигают -3,5 градуса.

Если в этом окне программы нажать на кнопку «Таблица», то открывается таблица со значениями углов атаки на сегментах лопасти.

Нас интересует строчка «Выбранная скорость» с ячейками от «CF105» до «CO105».

((Таблица углов атаки ))

 

[Anatoliy.]

18

К чему это приводит?
Открываем следующее окно программы нажав кнопку «Су».и далее рекомендуется нажать кнопку «Подробнее».
И далее нажать на кнопку "Подробней"

((Коэффициенты Су на лопасти ))​

На графике видно, что на двух сегментах у корня коэффициент подъемной силы имеет отрицательное значение.
Это естественно ухудшает удельную тягу несущего винта.

Так же можно посмотреть и поведение коэффициента Сх вдоль лопасти нажав на кнопку «Сх».
И далее нажать на кнопку "Подробней"

((Коэффициент Сх на лопасти ))​

 

[Anatoliy.]

19

Нажав на кнопку «Ка» (Кэффициент аэродинамического качества) и далее нажав на кнопку «Подробней» открываем график зависимости распределения коэффициента аэродинамического качества вдоль лопасти.

((Аэрординамическое качество на лопасти ))​

Что можно увидеть на этом графике?

Давайте откроем окно программы нажав на кнопку «Профиль» и далее нажимаем на кнопку «Ка».

Открывается график зависимости аэродинамического качества от угла атаки.

(( Аэродинамическое качество от угла атаки ))​

На этом графике видно, что лопасть использует углы атаки при которых аэродинамическое качество не достигает максимальных значений, что естественно приводит к увеличению сил сопротивления и снижает удельную тягу несущего винта.

Такой же анализ при необходимости может быть доступным и для коэффициента момента профиля вдоль лопасти
если нажмем на кнопку «m 0,25» и далее не кнопку «Подробнее».

((Момент на профиле ))​

 

[Anatoliy.]

20

В программе есть еще несколько окон для анализа процессов на лопостях.

Нажав на кнопку «Fx» и далее нажав на кнопку "Подробней" открываем график зависимости сил сопротивления непосредственно в килограммах на сегментах лопасти.

(( Силы сопротивления на лопасти ))​