Вторник, 12.12.2017, 11:26
RC - Мастерская
Главная | Каталог статей | Регистрация | Вход
Меню
Статистика
Главная » Статьи » Обмен опытом » Электрическая силовая установка авиамодели

Электрическая силовая установка авиамодели - Воздушные винты

Воздушные винты.

Основные параметры воздушного винта, которые мы учитываем при грубом (черновом) подборе мотоустановки - это его диаметр и шаг. Эти параметры зависят в основном от размера самолета, его типа и назначения.
Для копийной модели винт (винты) должны быть соразмерны общему масштабу модели, и иметь требуемое количество лопастей. Для спортивных и тренировочных самолетов - размеры выбираются исходя из необходимых тяговых характеристик, скорости потока от винта и площади обдува этим потоком рулевых плоскостей. Т.к. основную массу некопийных любительских самолетов можно по типу мотоустановки отнести к пилотажным (исключая модели для боя и мотопланеры), стоит подробнее остановиться на этом типе и специфике подбора размеров винта для них.
Самое простое - исследовать статистику, и рассмотреть размеры винтов, рекомендуемых известными и проверенными производителями самолетов (изобретение своего велосипеда - не всегда благодарное занятие) . Если по каким либо причинам такая статистика недоступна, можно принять примерную зависимость, исходя из размера самолета, что бы определить отправную точку для дальнейших размышлений. Для большинства пилотажных самолетов среднего и большого размера (больше 1,5 м) диаметр винта для начала расчетов можно взять как 1/4 от размаха крыла, или чуть (на дюйм) больше для самолетов небольшого размера (1-1,3м) . Действительно - если посмотреть на самые популярные самолеты с устоявшейся комплектацией, то диаметры винтов будут выглядеть примерно так:
                                                
Размах крылаДиаметр (в дюймах)
40" (1000mm)10-11"
47"(1150-1200mm)12-13"
50-52"(1250-1300mm)13-14"
66-70"(1500-1600mm)15-16"
78-82"(2000-2100мм)19-22"

Для простоты можно воспользоваться и этой нехитрой табличкой - для начала она вполне сгодиться. Следует так же учитывать, что как правило, более скоростные модели, полукопии и тренеры используют винты диаметром поменьше, а фан-флаи и самолеты с развитыми 3D способностями - винты большего диаметра. Так же, часто возникают подвижки в +/- 1-2 дюйма для конкретной модели. Но в целом (как пример статистики), табличка выглядит вполне реально.
Если описывать упрощенно, то диаметр винта в большей степени определяет статическую тягу мотоустановки (грубо говоря, сколько может "поднять" такой винт, будучи направленным вверх), и площадь обдува рулевых плоскостей, как правило элеронов (хвостовое оперение почти всегда находиться в потоке от винта, и обдувается на 100%).
Несложно догадаться, что от статической тяги сильно зависит поведение самолета на вертикальных маневрах, когда подъемная сила крыла попросту отсутствует.
Шаг винта - определяет в большей степени скорость потока воздуха, отбрасываемый от винта (хотя и влияет на статическую тягу мотоустановки тоже, правда в меньшей степени)Образно говоря - с какой скоростью можно будет двигать поднятый статической тягой груз, и до какой скорости можно разогнать самолет в горизонтальном полете. Второе важное влияние, оказываемое шагом винта - это скорость потока, которым будут обдуваться рулевые поверхности. Т.е от нее сильно зависит скорость реакции самолета на рули, особенно хвостовые. Попадая в крайности можно получить абсурдные ситуации, при которых, например, самолет обладающий огромной статической тягой сможет держать на висении привязанный утюг, но не сможет двигаться из отсутствия достаточного потока от винта. И наоборот.
Соответственно, большая тяговая вооруженность важна при выполнении вертикальных фигур и элементов 3Д-пилотажа. А для скоростных самолетов, гонок, бойцовок - большее влияние оказывает скорость потока, и тяга играет уже второстепенное значение. Самолеты, летающие современные пилотажные комплексы, содержащие много вертикальных составляющих - должны обладать обоими свойствами с приличным запасом. Конечно, иметь запас и по тяге и по скорости потока - хорошо для любого самолета, но ввиду разных причин одновременно не всегда это можно заложить в мотоустановке - это один из серьезных компромиссов, на которые придется пойти при наших расчетах…
Третий "параметр" винта, оказывающий сильное влияние на его свойства - это его тип.К сожалению, многие начинающие моделисты не принимают его во внимание, и основываясь только на размерах и шаге винта, часто не получают желаемого результата, а иногда и вовсе теряют мотор или сжигают контроллер, перегружая их.
Самые распространенные винты производит фирма АРС. Их подразделение по типам винтов можно назвать сложившимся стандартом де-факто. Из тех типов, которые для нас представляют интерес можно назвать:

  • Тип "Е" (electro) - классические пилотажные винты для электромоторов. Самый распространенный тип, для оборотов 6-8тыс, небольшой массы, с прочной ступицей. Размерности - почти любые.
  • Тип "SF" (slowflyer)- очень легкие винты с увеличенной тяговой характеристикой, для легких моделей. Рассчитаны на низкие обороты (до 6 тыс.). Диапазон размеров от 8х3,8 до 13х4,7. Часто используются "внештатно" вместо Е-серии на моделях вплоть до1,5 кг для получения очень большой тяговооруженности (правда ценой некоторых потерь), на свой страх и риск. Имеют легкую небольшую ступицу и невысокая (по сравнению с Е-серией) прочность.
  • Тип "Р" (pusher) - т.н. "толкающий винт". Винт обратного вращения. Стоит заметить что на электроустановках понятие "толкающий" не особенно актуально, потому что мотор может вращаться в обоих направлениях. Ориентирован больше на ДВС.
  • Тип "F" (folding)- складной винт (вернее - комплект лопастей, для установки на специальную муфту - "хаб") как правило, для моделей планеров.
Есть еще специализированные типы С, W и пр., но в данной статье мы их рассматривать не будем из за их специфических применений.
В наших расчетах мы будем в основном опираться на тип Е и тип SF - как на наиболее часто применяющиеся универсальные винты. Тип Е применяется почти на любых типах самолетов, от маленьких "летающих крыльев", до спортивных пилотажных самолетов 2 метра размахом и даже выше. Тип SF, штатно - на легких, медленно летающих моделях, преимущественно 3D, "не штатно" - на 3D самолетах размахом до 1300мм и весом до 1,5кг. Забегая вперед скажу почему - SF обладает тяговым коэффициентом в 1,5-2 раза более высоким чем E-серия. Но при этом нагрузка на мотор так же вырастает в 1,5-2 раза.
И в большинстве случаев потери КПД тоже растут. Но это мы рассмотрим чуть ниже.
А пока приведу несколько примеров винтов на вполне конкретных и известных всем самолетах:               
                                                       
Click (150-граммовый зальный самолет)8x3,8SF-8x4,7SF
Zoom/Super Zoom/Flash/Sniper (под 3D)10х3,8SF - 11х3,8SF
Hyperion Helios-109х6Е, 10х5Е, 11х5,5Е
Sebart Katana 30E13х4Е, 13х6Е, 14х7Е
Pilotage Hotpoint 4015x10E,16x8E
Sebart Angel's 50E16х8Е, 16х10Е
Pilotage Katana 50EV216x8E
RCF Extra260 26cc18x8E
Sebart Katana 12020x10E

Примерно понимая, о каких самолетах идет речь - можно предположить, какие винты лучше использовать на аналогичных по классу и назначениях самолетах.
Теперь, понимая логику применения тех или иных винтов, мы можем подходить к следующему звену нашей цепочки - к выбору бесколлекторного электромотора…

<< Назад  Вперед >>

Категория: Электрическая силовая установка авиамодели | Добавил: Mactep (19.11.2012)
Просмотров: 3061 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Поиск