Сравнительная оценка эффективности пропеллера

В сети имеется множество таблиц с тестами пропеллеров и винто-моторных групп (ВМГ). Многие делают собственные тесты. Иногда возникают проблемы в сопоставлении этих данных друг с другом и абсолютной оценке эффективности пропеллера и ВМГ. Дело в том, что сравнивать эффективность можно только при одинаковой тяге или одинаковой мощности. А значения тяги и мощности в таблицах результатов разных измерений чаще всего не совпадают. Поэтому сравнение происходит на глазок. К тому же, может оказаться неясно, каков же абсолютный уровень аэродинамического качества.

Ниже предлагается простой способ, позволяющий оценить качество пропеллера. Теоретические основы такого метода изложены в статье Эффективность идеального пропеллера.

1. По величине силы тяги F [г], полученной при испытаниях, и диаметру винта считаем нагрузку на диск: p = F/S [г/кв.дюйм], где S [кв.дюйм] - площадь, ометаемая винтом при вращении (площадь диска). Значения площади можно взять из Таблицы 1. Значение тяги можно брать из любого опыта. Часто в таблицах характеристик приводят тягу и мощность в зависимости от процента газа. Можно взять величину тяги при 50% газа или, например, 75%. Значения эффективности [г/Вт] берем из результатов того же опыта.

Таблица 1. Площадь диска пропеллера

2. По графику на рис. 1 определяем, в какую зону попадает исследуемый пропеллер (ВМГ).

Рис. 1. Зависимость эффективности от нагрузки на диск

Эффективность равная эффективности идеального пропеллера (кривая черного цвета) недостижима, но очень хорошие винты могут к ней приближаться (светло-серая зона).
По сведениям из литературы по теории вертолета известно, что хорошо спроектированные винты полноразмерных летательных аппаратов могут иметь эффективность, соответствующую темно-зеленой зоне (относительный КПД 65-75%).
Граница светло-зеленой и желтой зоны - относительный КПД = 50% - хороший показатель.
Желтая зона - эффективность популярных пропеллеров APC серий MR и SF (относительный КПД 44-49%)
Оранжевая зона - эффективность ниже всех названных вариантов.

Значения мощности в большинстве опытов, результаты которых публикуются в сети разработчиками, продавцами комплектующих и энтузиастами, относятся к характеристикам ВМГ - паре мотор+пропеллер, а точнее - регулятор-мотор-пропеллер. Это обусловлено тем, что для измерения механической мощности пропеллера требуется более сложный испытательный стенд. Поэтому, если для оценки используются данные таких испытаний, следует учесть КПД мотора, который обычно составляет 80-90%. Соответсвенно, для использования на графике нужно умножить эффективность, полученную по результатам опытов, на поправочный коэффициент 1.1-1.25.

Комментарии модерируются