Винт в кольце.

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
...Ребят... кто первый полетает на таком параплане... (с таким (!) кольцом)
Ну, на трайках они очень редко, но применялись. Например как тут, хотя это не единственный пример. Где-то встречалось еще видео с совсем древним аппаратом похожей компоновки. Целесообразность такого решения под вопросом, конечно.
-судя по звуку=не оптимальное винт-кольцо!
-эксплуатационные проблемы=малая щель,опасен любой предмет,который туда попадёт...

\решение проблемы=применение ступеньчатого профиля для кольца\.

http://cr4.globalspec.com/PostImages/201107/scarab4_03189C83-0F8E-4EEA-F79510D393715CC5.jpg

-vrodie by kolco,no eto tolko ograzhdienije...
 
D

DesertEagle

-судя по звуку=не оптимальное кольцо!
Да, все винты маленького диаметра шумные по определению. Тягу у трайка на фото найти не удалось (сайт производителя не отвечает), чтобы сравнить с винтом без кольца.  Но например вот здесь есть упоминание, что известный парамоторный моторчик Solo-210 с кольцом и прямым приводом на винт 32" (около 81 см) выдавал тягу 44 кг. По уверению автора, это на 20% больше, чем винт такого же диаметра без кольца. Соло210 с винтом 32" я не встречал, на старые безредукторные парамоторы с ним обычно ставили винт 29" (примерно 74 см), с которым этот движок выдавал 34-36 кг на оборотах около 5500 об/мин. См. например тут. Стоит ли игра свеч, вопрос спорный. Потому что с редуктором и винтом 125 см штатный Соло210 гарантированно выдает 48-50 кг. При небольшой настройке стабильно около 55 кг, а встречались упоминания и до 60 кг (но это уже с резонансным глушителем и более глубоким тюнингом). Правда этот прирост тяги реализуется не только большим диаметром винта, но и большими оборотами, т.е. большей мощностью на них. Примерно 6700 об/мин вместо 5300-5500 на безредукторных вариантах. Так что парамоторы, естественно, выигрывают редукторные по сравнению с безредукторными с кольцом. Однако это вопрос комплекса мер. Например, половинка ИЖа по мощности и оборотам почти полный аналог Solo210. И так же без редуктора выдает около 35 кг стат. тяги. Если человеку сложно изготовить для него редуктор, а сделать кольцо из пенопласта, обклеенного стеклотканью проще, то можно получить компактный безредукторный парамотор с достаточной для легких пилотов тягой около 45 кг. Такую же тягу выдает Ракет-120 со штатным глушителем и редуктором с винтом 125 см. В таком случае кольцо на парамоторе может иметь смысл. А просто так ставить на обычные парамоторные движки смысла нет (имхо).

Впрочем, это уже оффтопик, так как у автора ветки задача оказалась совсем другой - требуются кольца на мультикоптер с движками по 200 Вт. Подозреваю, что цифры и литературу по расчету аэродинамических колец для мощных моторов для такой размерности напрямую применять нельзя. Нужно либо проводить эксперимент, либо обратиться на форумы авиамоделистов, может там уже кто-нибудь делал сравнения с кольцом и без.
 

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
Thrust Calculator 3.1.xls

http://www.homebuiltairplanes.com/forums/aircraft-design-aerodynamics-new-technology/2381-roadable-aircraft-35.html#post13963

-kalkuliator tjagi kolca\EXEL\
 

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
Если человеку сложно изготовить для него редуктор, а сделать кольцо из пенопласта, обклеенного стеклотканью проще, 
А вот это ещё одна очень веская причина применения кольца... (мне как-то и в голову такое не приходило)

  И я думаю что это НЕ только для параплана подойдёт...

 
 
D

DesertEagle

А вот это ещё одна очень веская причина применения кольца...
А еще есть низкооборотные моторы, например 15-сильная четырехтактная генераторная хонда не крутится выше 4500 примерно. Поэтому применение редуктора на ней только увеличивает диаметр винта, но не увеличивает мощность на винте за счет высоких оборотов. С редуктором и винтом 140 см можно добиться статической тяги около 58-60 кг. Одноместный паратрайк, в принципе, с такой тягой полетит (и летают несколько экземплятор в мире). Но известно, что без редуктора этот же мотор с метровым винтом выдает тягу 45 кг.

Если на него поставить кольцо, то даже при 20% прибавке это уже 45+45*0.2=54 кг. А при теоретической 40% это 45+45*0.4=63 кг. То есть конкретно этот движок с метровым винтом и кольцом может даже выигрывать по тяге у огромного по меркам одноместных паратрайков винта 140 см. На маленьких паратрайках чаще используется стандартный винт 125 см, с которым тяга будет около 52 кг. Жаль только что вес мотора не подходит для ранца.

Правда эти моторы продаются как опция со встроенными редукторами 2:1, причем цена редуктора смешная, около 1500-2000 руб при цене самого мотора около 12 тыс. руб. Так что в данном случае вопрос о редукторе не стоит так остро, как с другими моторами (впрочем, ресурс такого редуктора неизвестен, как и надежность самого мотора). Но если найти упрощенную технологию изготовления правильного кольца, без оклейки стеклотканью (так как это непросто для тех кто раньше не сталкивался со стеклопластиком), то такой вариант был бы очень интересен для парамоторщиков-самодельщиков. Поэтому я не стал бы окончательно хоронить кольцо для тех же парапланов, это вопрос комплекса мер. Где-то лучше одно, где-то другое...

(тем более что КАА говорит что для параплана кольцо "на один раз" (на мой взгляд верно (на земле они какие-то неустойчивые)))
В общем-то верно =). И сжимающая кольцо нагрузка от строп может достигать десятков килограмм, выше на фотографии трайка с кольцом кажется есть внешнее металлическое кольцо, видимо как раз для защиты основного кольца от строп... И не редки завалы вбок при кривых стартах. А вот черепахи при сильном ветре бывают обычно из-за большого кольца ограждения, которое опрокидывает трайк за счет рычага. Думаю, что с аэродинамическим кольцом диаметром около метра, черепаха полностью исключена.

Имхо, нераспространенность аэродинамических колец на парапланах и трайках в первую очередь объясняется тем, что в подавляющем большинстве используются двухтактники, которые на больших оборотах с редуктором и крупным винтом выдают намного большую тягу, чем без редуктора с кольцом на малых. А во-вторых, нет описания простого технологичного способа изготовления колец в гаражно-домашних условиях. Такого, который может освоить человек с улицы. Трубы согнуть проще... Вот если бы кольцо вырезать канцелярским ножом (а не горячей струной) из листового пенопласта, а потом обтянуть какой-нибудь самоклеющейся пленкой вроде той, что бронируют винты, вместо классической обклейки стеклотканью... Да, такой вариант был бы практичным и доступным... Но требует экспериментов.
 
А я прикинул как оно действует (когда-то) - понял что проще на редукторе переделать передаточное число и увеличить винт ....  Да и кинул его на помойку !...

   А с вами пообщался дык вот пыль с него вытираю (образно говоря)...   

  (а о безредукторном варианте вообще как-то и не подумал...)
 

Кайдановский

Я люблю строить самолеты!И летать на них!
Я же давал сноску на журнал Катера и Яхты номер5 за 1974 год.Там бесценная кладезь информации по гидродинамическим кольцам.Поправка на плотность и всё!И технология изготовления есть.И всё с учётом работы в тяжелейщих гидродинамических условиях .
 
D

DesertEagle

Я же давал сноску на журнал Катера и Яхты номер5 за 1974 год.
Такого файла не существует, доступ к нему ограничен или он был удален из-за нарушения авторских прав.
Вот эта статья из №5 от 1974 г.:
 

Вложения

Лично я не согласен полностью...    Получается как в анекдоте с синоптиками ...     Синоптики чтоб узнать погоду смотрят на ласточек а ласточки на то что посматривают на них...

  От этой статьи авиацией веет за километр (ребята да они это кольцо у нас передрали!..)...

  Тут вся фишечка "сгущается" над тем чтоб зазор между винтом и кольцом делать (для дополнительного подтягивания воздуха)...    Какой зазор - ни кто не знает (но многие согласны что он нужен)...    А я лично считаю что НЕОБЯЗАТЕЛЬНО копировать крыло в сечении при изготовлении кольца (муторно и долго)...   Дефлектор можно сделать из пластика (с его обычной толщиной) или алюминия...    И изготовить немного под углом по типу слабо выраженной воронки ...    Вообще у меня есть очень наглая мысль по этому поводу - что 50% длинны воронки вообще в струю от винта запустить ...   Ну может не 50 а 30%...   Пусть струя работает (мать её) а то вечно мы её оберегаем (хотя б она чего не коснулась)...    А так как между винтом и дефлектором есть расстояние должен быть подсос воздуха как полагается !..     У меня есть очень схематично проведённый опыт с детской машинкой трубкой с воздухом от компрессора о двумя обрезками от жестяной пивной бутылки где я смело запустил в струю части дефлектора (вообще мягко говоря НИКАКОГО) и тяга сразу прыгнула на 35% ...

   http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1294944738/60


   Там же я чуть-чуть изобрёл свои дефлектора на реактивный движок...

   В теории всё должно работать (ошибок пока не вижу) "практику" потихоньку собираю...    Идея сырая и не подтверждённая полностью (по этому ни с чем не спорю и ничего не предлагаю)...      Это только предположение подтверждённое слабеньким опытом...
 
D

DesertEagle

Вообще у меня есть очень наглая мысль по этому поводу - что 50% длинны воронки вообще в струю от винта запустить ... Ну может не 50 а 30%... Пусть струя работает 
Я читал, что одна из функций аэродинамического кольца как раз не дать струе сузиться за пропеллером, поэтому задняя часть профиля должна быть примерно параллельна горизонту. Поток за винтом будет вынужден прижиматься к стенкам кольца и тем самым это будет препятствию сужению струи. Так что конус совать в струю по идее нельзя =). Но все это мелочи, счет идет на единичные проценты. Львиная доля дополнительной тяги на кольце создается чисто аэродинамическим способом на профильной части кольца. Поэтому вместо профиля использовать плоскую пластинку... ну, можно конечно, но это будет менее эффективно. Примерно настолько же, как использовать плоское крыло на самолете вместо профилированного. Средняя скорость потока в плоскости винта 80-100 км/час, поэтому и профиль должен быть кривизной и  толщиной под такие скорости. Примерно 15-20% относительной толщиной. Хотя там есть какой-то нюанс, то ли такая скорость сразу за винтом, а в плоскости половинная от этого, то ли что-то в этом роде. За деталями нужно обращаться к первоисточникам. Факт остается фактом, экспериментально можно надеяться примерно на 20-25% прибавки статической тяги. И в лучшем теоретическом случае порядка 30-40%.

У кольцевой насадки на лодочный гребной винт прицип работы, разумеется, такой же, но требуется аккуратный пересчет размеров через аэродинамическое подобие (через число рейнольдса), поэтому напрямую эти цифры применять к воздушному винту не стоит, имхо. В любом случае, левая картинка с почти 100% прибавкой статической тяги слишком оптимистична. В ней что-то не так, наверно штатный винт имеет шаг для средней скорости движения, поэтому в статике показывает так мало. Вот правая картинка похожа на правду. С оптимальным шагом винт без насадки выдает стат. тягу 130 кг, а с насадкой 180 кг. Это прибавка тяги (180-130)/130=0.39 = 39%. Как по учебнику =).

Вариант с намоткой по диаметру пропитанной веревки в качестве наполнителя понравилась. Надо подумать. В большей размерности можно применить мягкие трубки от утепления, также заранее пропитанные смолой. А в меньшей (для мультикоптера например) намотать подходящими по размеру полосками угле- или стеклонити.
 

SinglWolf

Я люблю строить самолеты!
-когда-то Пан Тадэуш строгал такой винток.метра=был ним доволен,дальше не знаю.

-сейчас говорит,что большую удельную тягу получает на оч.узких лопастях,типа=
снимок французкого с электромотором на топливных водородных элементах\r

http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabbA/YaBB.pl?num=1302106961/8
где бы про эти винты почитать теорию?
 

казак

Строю трансформер
Откуда
г.Волгоград
Я читал, что одна из функций аэродинамического кольца как раз не дать струе сузиться за пропеллером
Верно,потому что сужение - увеличение скорости истечения струи и как следствие падение давления за плоскостью винта..Разница давлений перед винтом и за винтом ,ИМХО, как раз и даёт львиную долю тяги, наряду с реакцией отбрасываемой массы воздуха..Я решил своё кольцо делать несколько расширяющимся,правда хорду кольца взял ,кажется, маленькую,всего 550мм при диаметре винта 1700мм..С другой стороны ,от кольца может быть, меньшие потери будут при скорости свыше 80км/час,а я так надеюсь их превысить и оторваться от поверхности воды..                                                                                                
 

viache

Я люблю строить самолеты!
@ казак. К сожалению давление перед и за винтом в невозмущённом потоке максимально и равно 1. За кольцом давление на верхнюю поверхность кольца равно 1 (кГ/см*2), а на нижнюю поверхность- меньше 1 и появляется "сила тяги". В вашем случае, скорость подсасываемого винтом воздуха примерно равна 80 км/ч. И на скорости движения вашего аппарата в 80км/ч. эффект кольца на "стопе" сходит на нет ( с учетом сопротивления кольца). Вам надо установить лопасти на шаг, соответствующий скорости, например, 100км/ч.
 

viache

Я люблю строить самолеты!
P.S. Читать " К сожалению давление перед и за кольцом..."
 

казак

Строю трансформер
Откуда
г.Волгоград
К сожалению давление перед и за винтом в невозмущённом потоке максимально и равно 1. За кольцом давление на верхнюю поверхность кольца равно 1 (кГ/см*2), а на нижнюю поверхность- меньше 1 и появляется "сила тяги". 
@ viache

Ответ ваш не верный.. Немного поштудируйте литературу и только потом выступайте "экспертом"..Немного,это я думаю лет надцать..
 

viache

Я люблю строить самолеты!
@ казак. Моё дело предложить, Ваше дело отказаться.
 
Вверх