Porovnanie výkonov dvojlistých vrtulí s vrtuľami viaclistými
Alebo iná formulácia otázky, aký rozmer trojlistej (štvorlistej) vrtule použiť, aby bol jej ťah rovnaký ako vrtule dvojlistej?
autor: Janko O.
Občas sa na modelárskych fórach objaví dotaz na porovnanie ťahu trojlistej alebo štvorlistej vrtule voči vrtuli dvojlistej toho istého priemeru a stúpania.
Keďže sa pokúšame o stavbu dvojmetrového modelu štvormotorového C-130 Hercules (článok bol napísaný začiatkom roku 2011), tak táto téma nás už dávnejšie zaujala, pretože "originál" je poháňaný štvorlistými vrtuľami (v súčasnosti dokonca šesťlistými) a potrebovali sme vedieť, či má význam podstúpiť takúto komplikáciu. A keďže rôznych teórií je veľa a pravda bude asi len jedna, pristúpili sme k našej najobľúbenejšej metóde: Praktickému overeniu a meraniu. Podotýkame, že takéto meranie je ďaleko komplikovanejšie, ako napr. zmeranie prúdového odberu prijímača, alebo statického ťahu dúchadlového modelu. To bude zrejme jeden z dôvodov, prečo sme na výsledky takéhoto merania nikde nenatrafili.
Ťažiskovým problémom bolo, kde zohnať viaclisté vrtule. S trojlistou sme si narýchlo nevedeli rady, ale štvorlistú sme vyrobili z dvoch dvojlistých. Trochu merania, trochu rezania, trochu brúsenia, trochu lepenia a štvorlistá vrtuľa rozmeru 8,5 / 4,7 bola na svete. Úmyselne sme použili predimenzovaný elektromotor aj batériu, aby nejaký "slabčiak" neskresľoval namerané výsledky.
Merania sme realizovali doma - v paneláku a pri otáčkach "štvorlistu" 8000 1/min. to už bol slušný "rachot" a keď prúd vzduchu v izbe začal zhadzovať obrazy, tak sme merania pri 8537 otáčkach za minútu radšej ukončili.
Výsledky sú v dvoch tabuľkách s upresňujúcim podtextom. Veličiny ako Otáčky, Príkon a Statický ťah sú zrejme jasné, Účinnosť ťahu je v programe DriveCalc označovaná ako Thrust Efficiency a viac napovie jej jednotka: gram na Watt. Znamená, aký statický ťah vyprodukuje každý spotrebovaný Watt spotrebovanej energie. Rýchlosť, pri ktorej bude ťah nulový je v podstate vypočítaná teoretická rýchlosť výstupného prúdu vzduchu a je zrejmé, že aj v skutočnosti pohonná jednotka modelu, ktorý poletí touto rýchlosťou, už nebude mať žiadny ťah. Nad touto rýchlosťou bude dokonca pôsobiť ako brzda.
Tretia tabuľka porovnáva dosiahnuté výsledky "štvorlistu" voči "dvojlistu" a vyjadruje ich v percentách. Za povšimnutie stojí, že pri maximálnych otáčkach (8584) bol príkon štvorlistej vrtule o 88 % väčší ako dvojlistej vrtule, ale statický ťah stúpol len o 65 %. Účinnosť ťahu dokonca klesla o 12 %.
Nadšení z dosiahnutých výsledkov sme sa rozhodoli počet listov ešte viac zvýšiť, ale dostatočný počet vrtulí rozmeru 8,5 / 4,7 sme už nemali a tak sme vzali "za hrsť" vrtulí rozmeru 9 / 6 a vyrobili sme "stvorlist" a potom ešte "šesťlist". Tu už spojenie jednotlivých častí bolo veľkým problémom a bolo jasné, že vzniknuté "monštrum" nebudeme môcť roztočiť na také vysoké otáčky ako v predchádzajúcom meraní. Odmenou za vynaložené úsilie nám bol ťažko opísateľný zvuk "šesťlistu", ktorý nás fascinoval - nevedeli sme sa ho nabažiť a nebyť jednej naštvanej manželky, tak ho roztáčame doteraz.
.jpg)
Namerané výsledky sú opäť v tabuľkách, tentokrát v piatich. Pre objektívnosť sme opäť zmerali dvojlistú aj štvorlistú vrtuľu, ale teraz rozmeru 9 / 6 a potom šesťlistú 9 / 6.
Zamerajme pozornosť na tú poslednú tabuľku, ktorá porovnáva dosiahnuté výsledky "šesťlistu" voči "dvojlistu" a vyjadruje ich v percentách. Pri maximálnych otáčkach, na ktoré sme si v "tornádom rozmetanej" izbe trúfli (6000) bol nárast príkonu "šesťlistu" voči "dvojlistu" 2,4-násobný, ale nárast statického ťahu ani nie dvojnásobný. Účinnosť ťahu poklesla až o 19 %.
Posledným obrázkom je graf, ktorý je akýmsi koncentrátom všetkých nameraných výsledkov a dáva možnosť pomerne presného odhadu možných parametrov elektropohonu aj s trojlistou alebo aj päťlistou vrtuľou. Samozrejme, všetky hodnoty sú vztiahnuté voči dvojlistej vrtuli, ktorá tu je chápaná ako akýsi všeobecne dostupný etalón.
Ano, vieme, je to hlavne veľké množstvo čísiel a nejaký graf k tomu, ale záujemca o pohon viaclistými vrtuľami by tu mohol nájsť odpovede na svoje otázky. Použitie viaclistej vrtule prináša väčší statický ťah ako použitie dvojlistej vrtule toho istého rozmeru. Alebo ak potrebujeme rovnaký ťah, tak napríklad kvôli nízkemu podvozku môžeme použiť viaclistú vrtuľu menšieho priemeru. Treba zdôrazniť, že väčší počet listov spôsobuje, že vzdialnosť medzi listami je menšia a vzduch obtekaný listom je už mierne zvírený "neďalekým" listom predchádzajúcim, čo spôsobuje menšiu účinnosť viaclistých vrtulí. Z tohoto pohľadu sú najefektívnejšie jednolisté vrtule s protizávažím.
Všimnite si, že Rýchlosť, pri ktorej bude ťah nulový, je pri rovnakých otáčkach rovnaká pre dvojlistú, štvorlistú aj šesťlistú vrtuľu. Z toho vyplýva, že viaclistou vrtuľou nezvýšime maximálnu rýchlosť modelu, ale zvýšime statický ťah, alebo ťah pri nižších rýchlostiach. Viaclisté vrtule sa preto hodia skôr pre ťažšie, pomalšie modely, ktoré štartujú z ťažkého terénu (trávy) a aj pre svoju "preťaženosť" lietajú pod veľkým uhlom nábehu krídla a na to všetko potrebujú "silu".
Obdobná situácia je aj pri dúchadlách, keď EDF-ká s veľkým ťahom a menšou rýchlosťou výstupného prúdu vzduchu majú viac listov na rotore (5 až 12, podľa priemeru), ako dúchadlá určené pre ľahšie a rýchlejšie modely.
Súvisiace články:
Účinnosť ťahu elektropohonu - čo to je?
Jednoduchý návrh elektro pohonu pre modely
Programy pre návrh vrtuľového aj EDF elektro pohonu modelu
Pokles ťahu pohonnej jednotky počas letu modelu
Zmena elektropohonu na pohon inou LiPol batériou
Návrh elektropohonu - jednoduché príklady
Confronto tra le due eliche a pale di più lettere, tre-quattro-foglia foglia-list di sei modelli di aerei, Jämförelse av 2-blad av propellrar med flera bokstäver, tre-fyra blad-blad-lista sex modeller av flygplan, Comparación de 2-hojas de una hélice con más letras, de tres hojas de cuatro hojas-lista de seis modelos de aeronaves, Сравнение 2-лопасти винтов с более букв, три-четыре листа лист-лист из шести моделей воздушных судов, Comparação de duas pás de hélices com mais cartas, três de quatro folhas, lista de folhas de seis modelos de aeronaves, Porównanie 2-ostrza śrub z więcej liter, trzy-cztery skrzydła liści listę sześciu modeli statków powietrznych, Sammenligning av 2-blader av propeller med flere bokstaver, tre-fire-leaf blad-liste over seks modeller av fly, Vergleich von 2-Klingen von Propellern mit mehr Buchstaben, drei Blatt vierblättrigen-Liste von sechs Modelle von Flugzeugen, Ha összevetjük a két légcsavaros lapátokkal, több betű, 3 betű, 4 betű, 6 betűk a légijármű-modellek Vergelijking van de 2-bladen van propellers met meer letters, drie-blad vier-blad-lijst van zes-modellen van vliegtuigen, Comparaison des 2-lames des hélices avec plus de feuilles 3-feuilles à quatre feuilles, la liste des six modèles d'avions, Vertailu 2-terän potkurit enemmän lehtiä 3-lehden neljä lehtien luettelo kuusi mallia ilma- Sammenligning af 2-vinger af propeller med flere bogstaver, tre-blad fire blad-liste over seks modeller af fly, Comparison of 2-blades of propellers with more leaves, three-leaf four-leaf-list of six models of aircraft, مقارنة بين ريش مراوح - 2 مع المزيد من الرسائل ، وثلاث أوراق أربع أوراق قائمة من ستة نماذج من الطائرات ، השוואה בין 2-להבי המדחף עם מכתבים נוספים, שלושה עלים ארבע ברשימה עלים של שישה דגמים של מטוסים
<Staršie | tento článok | Novšie>
Napísané: 22. 2. 2021, 08:14 | Prečítané: 18766x | Kategórie: Pohony | Napísal: admin |
Komentáre: 18
Ale každý spôsob zrovnávania má svoje výhody a nevýhody.
Keby sme zrovnávali na základe príkonu, tak by to zase niekoho neskúseného mohlo zmiasť, že: "Aha, dvojlist a štvorlist majú rovnaký príkon, tak aký je v tom rozdiel?" Ale rozdiel by bol v ťahu, v otáčkach, v účinnosti ...
Nám sa zdalo rukolapnejšie, že rovnaký motor, rovnaké otáčky, ale iné vrtule dávajú: iný ťah, iný príkon, inú účinnosť.
Korekciu na dodávaný výkon (a ani žiadnu inú) sme nerobili.
Ešte raz: Áno, sme si vedomí, že to nemuseli byť merania absolútne "predpisové", ale my nie sme legálna metrológia a tento spôsob sa nám javil byť pre laickú modelársku verejnosť zrozumiteľnejší.
Podľa teórií, s ktorými sme sa stretli, väčší počet listov síce zvyšuje výkon - ťah, ale znižuje učinnosť ťahu. A namerané výsledky to potvrdzujú a je to spomínané aj v závere článku v súvislost s jednolistou vrtuľou. A keby merania nepotvrdili teóriu - a aj to sa nám už stalo (ale nie s vrtuľami), tak ja mám vo zvyku použiť vetu: "Čo sme namerali, to sme namerali". Pretože sa nám niekedy dodatočne podarí zistiť, prečo sme namerali to, čo sme namerali.
Inak, za poznámky sa nehneváme. Možnosť komentárov je tam na to, aby to ľudia mohli komentovať. Keby sme to nechceli, tak sa komentáre k jednotlivým článkom dajú "vypnúť". Nevypíname.
Ja som síce študoval v Brne, ale nie stavbu lietadiel, takže v tomto smere sme s bratom Miroslavom skôr samoukovia. Keby ste nejaké podobné merania zrealizovali, boli by sme radi, lebo zatiaľ sme nikde na niečo podobné nenarazili a možno by bolo dobré, aby sa naše závery buď potvrdili, alebo vyvrátili.
Motor to bol (asi) Turnigy 4240-B-Kv-900.
super článek!
Jen by mě zajímalo, jaký teda byl ten šestilistý zvuk? :)
Zvuk sa ťažko popisuje, ale ako by som ti to povedal? Bol to taký "plný" zvuk. Ako by bolo z toho cítiť tú silu.
A obzvlášť perfekt to bolo keď sme pridali a hneď ubrali otáčky. Ako keď niekto túruje 8-valcový motor nejakého fajnového auta. No a toho sa my chlapi nevieme nabažiť.
Vďaka väčšej zotrvačnosti šesť-listu to malo taký "iný" zvuk.
Čo sa týka zvuku 6-listu, môžem tiež potvrdiť úžasný zvuk, v niektorých otáčkach sa blíži zvuku originál turbopropu
Vzhľadom na to, že klasické dvojlisté vrtule boli v strede zbrúsené, napasované na seba a zlepené, ich pevnosť bola týmto zásahom znížená. Preto by pravdepodobne nevydržali plné otáčky.
pekny spracovane chvala za pracu so zkusanim, mam otazku lebo,naozaj to vyzera protirecivo nizsia ucinnost a pritom vyssi staticky tah, je to preto lebo sa zvysil prikon ? potom by to snad chcelo to prakticky vyskusat aky prikon motorcek znesie a co benzinaky ci detonaky kde prikon je viacmenej konstantny teda maximalny de facto aj prevadzkovy , nelieta sa cely cas s maximalnym plynom ak som nieco zblbol tak sorry som po dvoch nocnych na ospravedlnenie musim dodat ze ked som odpocinuty a dokazem sa sustredit tak som skoro genius
Viaclisté vrtule sú vhodnejšie do pomalšie-lietajúcich silných modelov. Ich odštartovanie aj akcelerácia v krízových situáciách je lepšia, ako modelov s vrtuľami dvojlistými.
Nižšiu účinnosť (viaclistých) je možné chápať tak, že ťah síce vzrastie, ale ešte viac vzrastie príkon. Je to spôsobené zrejme tým, že jednotlivé listy viaclistých vrtúľ sú tesnejšie za sebou a preto nasledujúci list sa pohybuje už vo vzduchu, zvírenom predchádzajúcim listom. Pri väčších odstupoch listov (menejlistých vrtúľ) sa nasledujúci list "zavŕtava" do nezvíreného vzduchu.
Pridaj komentár
- Pre odoslanie správy môžete aj použiť klávesovoú skratku Alt+S. (Podporujú len niektoré prehliadače)
- HTML znaky budú prevedené na entity.
- Vyjadrujte sa tu ako doma, aby sme vedeli ako to u Vás vypadá.
- Odkazy začínajúce http:// budú automaticky prevedené na odkazy , nepoužívajte však v jednom príspevku viac ako 3 - to robia len spam roboti:-)