Вопрос про застопоренный винт
есть режим в Ф3А регуляторах Хакер, где обороты пропеллера очень точно соответствуют импульсу канала газа, независимо от нагрузки на винте, на вертикалях вниз большая электрическая лопата притормаживает модель , четко отслеживая заданные пилотом обороты.
ASW а это случайно не говернер на вертолетный регуляторах? который поддерживает заданные обороты?
может мне у мебя попробовать?
Вращающийся винт до какого-то шага действительно тормозит модель сильнее, чем застопоренный. Сразу замечу, что объяснения типа “вращающийся винт - это фактически плоскость”, разумеется, неверны. В любой момент времени с точки зрения чистой фронтальной проекции нет никакой разницы между вращающимся и застопоренным винтом. Никакой “плоскости” там нет и быть не может. Реальная причина здесь заключается именно в характере обтекания лопастей вращающегося и застопоренного винта.
Дело тут в том, что лопасть застопоренного винта с относительно небольшим шагом обладает огромным эффективным углом атаки по отношению к набегающему потоку воздуха. Т.е. выражаясь по простому, такая лопасть практически стоит “поперек” потока. Такая лопасть будет обтекаться набегающим потоком воздуха совсем не ламинарно. На таком угле атаки на лопасти происходит срыв потока (stall), который приводит к падению лобового сопротивления лопасти. Точно так же, как крыло самолета при переходе в режим сорванного потока резко теряет подъемную силу, пропеллер в режиме сорванного потока резко теряет в лобовом сопротивлении.
Лопасть же вращающегося винта, по мере его раскручивания, обладает все меньшим и меньшим эффективным углом атаки, и, как только она выйдет на “режим” (раскрутится до определенных оборотов), она будет обтекаться набегающим потоком без срыва. Такая лопасть создает существенно большее лобовое сопротивление именно из-за практически ламинарного обтекания лопасти набегающим потомком воздуха. Другими словами, в отсутствие срыва потока, лопасть работает в качестве тормоза намного эффективнее, чем в присутствии срыва.
Тут надо заметить, что разница в лобовом сопротивлении застопоренного и свободно вращающегося винта, как несложно догадаться, будет зависеть от того, насколько “поперек” набегающего потока расположены его лопасти. Чем меньше шаг винта, тем сильнее будет эта разница (тем сильнее тормозит свободно вращающийся пропеллер). Если увеличивать шаг винта, то эта разница будет сокращаться. В определенный момент они сравняются, а при дальнейшем увеличении шага винта - поменяются местами. Т.е. для винтов с большим шагом ситуация как раз обратная - вращающийся пропеллер тормозит меньше, чем застопоренный.
Т.е. для винтов с большим шагом ситуация как раз обратная - вращающийся пропеллер тормозит меньше, чем застопоренный.
Вспоминая детство и фюзеляжную резиномоторку из набора 😃, винт там был, пожалуй, с весьма большим шагом.
Заготовка винта претставляла собой склеенную пачку реек, чуть сдвинутых веером. И толщина её по оси была более 2 см.
Могу ошибаться, но кажется, что концы лопасти стояли почти под 45 градусов.
В той модели был механизм свободного хода винта.
ASW а это случайно не говернер на вертолетный регуляторах? который поддерживает заданные обороты?
может мне у мебя попробовать?
Говернер, но не вертолетный , а пилотажный, обороты винта не зависят от нагрузки, не важно пикирует модель или наоборот идет вверх , четкое соответствие положению ручки газа, модель с этой приблудой пикирует медленнее, тормозя вращающимся винтом, если того захочется пилоту.Т.к. у электропилотажек огромные пропеллеры, частенько даже с широкой лопастью, то функция весьма эффективна.
То AndreyT: Большое человеческое спасибо.
Лопасть же вращающегося винта, по мере его раскручивания, обладает все меньшим и меньшим эффективным углом атаки, и, как только она выйдет на “режим” (раскрутится до определенных оборотов), она будет обтекаться набегающим потоком без срыва. Такая лопасть создает существенно большее лобовое сопротивление именно из-за практически ламинарного обтекания лопасти набегающим потомком воздуха. Другими словами, в отсутствие срыва потока, лопасть работает в качестве тормоза намного эффективнее, чем в присутствии срыва.
Ага… отсюда следует несколько интересных выводов.
-
Медленно вращаемый (преодолевающий трение элементов двигателя и пр.) потоком винт, будет тормозить как и неподвижный.
-
уменьшаем трение, винт раскручивается, область срыва смешается назад - сопротивление ростёт.
-
уменьшаем ещё трение, винт раскручивается сильнее, срыва нет вообще - сопротивление максимальное.
-
позволяем винту раскрутиться ещё сильнее - эффективный угол атаки уменьшится - и сопротивление снова начинает УМЕНТШАТЬСЯ???
-
Винт, поставленный “наоборот” (не той стороной) будет работать в качестве тормоза эффективнее 😁
Артур.
Т.е. для винтов с большим шагом ситуация как раз обратная - вращающийся пропеллер тормозит меньше, чем застопоренный.
Не согласен. Вы забыли, что пропеллер раскручивается набегающим потоком. Для винта с малым шагом эта скорость меньше, для большего шага и скорость больше. Но никогда ни для какого вращающегося винта сопротивление не будет меньше, чем у неподвижного. Оно будет к нему стремиться, и, возможно, сравняется у зафлюгированного винта (т.е. винта с очень большим шагом) и то на определенной скорости. Если бы на моделях была простая техническая возможность флюгировать винт, их наверняка бы флюгировали. Но складывать проще.
Кстати, попробуйте теоретически объяснить такой факт - складной винт на планере не складывается просто при выключении двигателя, нужно еще и тормоз включить, чтоб он сложился. А без тормоза он бодро крутится себе и тормозит - мама не горюй! )) И никакой встречный поток его почему-то не складывает, хотя в каждый момент времени его фронтальная проекция и т.д. Так откуда берется сила, поддерживающая винт в раскрытом состоянии?
- Винт, поставленный “наоборот” (не той стороной) будет работать в качестве тормоза эффективнее 😁
Артур.
Может и будет, только смысл?
позволяем винту раскрутиться ещё сильнее - эффективный угол атаки уменьшится - и сопротивление снова начинает УМЕНТШАТЬСЯ???
- Винт, поставленный “наоборот” (не той стороной) будет работать в качестве тормоза эффективнее 😁
Артур.
А смысл оказывается есть. Пример - вертолетный винт. Там при авторотации поток раскручивает винт как раз с “не той стороны”. Эффект получается такой же, как от одинакового (и даже больше) по диаметру парашюта.
Может и будет, только смысл?
Смысла практического во всём этом топике вообще нет. Для меня, во всяком случае. Просто хочется понять. Интересно же. А вам?
Так откуда берется сила, поддерживающая винт в раскрытом состоянии?
Она называется центробежной 😁
А смысл оказывается есть. Пример - вертолетный винт.
Не придираюсь , а просто уточнить. Но большинстве вертов профиль лопастей, вроде, симметричный. Хотя могу ошибаться.
Артур.
Не согласен. Вы забыли, что пропеллер раскручивается набегающим потоком. Для винта с малым шагом эта скорость меньше, для большего шага и скорость больше.
Не совсем понимаю, о какой скорости идет речь. Но на всякий случай замечу, что в нашем случае скорость набегающего потока - это то, что “дано”, т.е. это скорость полета самолета. Она в данном случае определяется не винтом - мотор выключен - а просто траекторией “безмоторного” полета. В рамках эксперимента, разумеется, разумно предположить, что одна и та же и для винта с малым шагом, и для винта с большим шагом.
А вот что касается скорости вращения винта под действием потока, то тут как раз таки наоборот: при фиксированной скорости потока у винта с малым шагом скорость вращения больше, чем у винта с большим шагом (разумеется, при условии что они оба смогут “выйти на режим”, т.е. пропеллер вращается действительно свободно).
Но никогда ни для какого вращающегося винта сопротивление не будет меньше, чем у неподвижного. Оно будет к нему стремиться, и, возможно, сравняется у зафлюгированного винта (т.е. винта с очень большим шагом) и то на определенной скорости.
Я привел это утверждение (совсем не интуитивное в т.ч. для меня) на основе экспериментальных данных одного товарища вот отсюда
www.goshen.edu/physics/…/PropellerDrag.htm
Он утверждает, что согласно его эксперименту, при фиксированном диаметре пропеллера и фиксированной скорости потока, силы сопротивления стационарного и свободно вращающегося пропеллеров описываются этими графиками. Т.е. на для выбранных им диаметре и скорости потока, пересечение наступает уже на шаге 4.5 дюйма и далее ситуация оказывается обратной.
Тоже провёл экскремент на своём электропланере.
Воздушная скорость ( по показаниям логгера) на планировании составила:
с заторможенным винтом 7м/с. с вращающимся 5-6 . Визуально со свободным винтом модель планировала явно хуже ( вариометра пока нет 😦 ) Причём разницы между винтами 8*4,3 и 8*6 не заметно! тормозят одинаково!
А вот со складным винтом - просто красота! но его тож тормозить нужно, не хочет складываться - вращается гад!
Правильно ли я понимаю, что, если врашение пропеллеров будет не совсем свободное (незначительное трение, например), то кривая “windmilling props” сместиться вверх?
Так откуда берется сила, поддерживающая винт в раскрытом состоянии?
Встречный поток его складывает, но не до конца, а градусов на 45, а как только лопасть отконяется от плоскости у центробежной силы появляется плечо, что и не даёт сложиться до конца (так же центробежная сила не даёт лопастям сложиться вперёд при полной тяге), баланс сил и заставлет винт крутится таким конусом. Тормоз мотора, вообщем-то небольшой (вместо тормоза прекрасно работает и пружинка/резинка небольшая, что складывает лопасть), позволяет сместить этот баланс и отановить вращение. Тормозит винт действительно здорово, элеткропланер (деревянный, размах 2 метра, 1.5кг, мотор 600) с крутящимся винтом 8"х5" планирует 3 минуты, а с остановленным и сложенным винтом 10 минут.
Смысла практического во всём этом топике вообще нет. Для меня, во всяком случае. Просто хочется понять. Интересно же. А вам?
Мне тоже интересно. 😁 Практический смысл есть, т.к. некоторые начинающие моделисты-планеристы ( как и я в свое время), ставят на планер нескладывающийся винт, а потом гадают, отчего это планер не летит. 😁 Потом ставят складывающийся и изумленно смотрят, как он не складывается при выключенном движке и планер все равно не летит. 😁
А вот что касается скорости вращения винта под действием потока, то тут как раз таки наоборот: при фиксированной скорости потока у винта с малым шагом скорость вращения больше, чем у винта с большим шагом (разумеется, при условии что они оба смогут “выйти на режим”, т.е. пропеллер вращается действительно свободно).
Вот как раз эту скорость я и имел ввиду. Винт с большим шагом при фиксированной скорости тормозить будет естественно меньше. Согласен. Даже чисто интуитивно, без графиков.
Он утверждает, что согласно его эксперименту, при фиксированном диаметре пропеллера и фиксированной скорости потока, силы сопротивления стационарного и свободно вращающегося пропеллеров описываются этими графиками. Т.е. на для выбранных им диаметре и скорости потока, пересечение наступает уже на шаге 4.5 дюйма и далее ситуация оказывается обратной.
Интересный график. Надо будет подумать в чем тут дело. Либо в практических частностях, либо в самой теории.
Подумал. Фиксированная скорость - вот причина. Если увеличить скорость пропорционально шагу, то пересечение не наступит. Наверно. 😁
Тормозит винт действительно здорово, элеткропланер (деревянный, размах 2 метра, 1.5кг, мотор 600) с крутящимся винтом 8"х5" планирует 3 минуты, а с остановленным и сложенным винтом 10 минут.
Эт точно. Но если нет складного винта (особенность провинциальных магазинов), есть смысл использовать тормоз на обычном. Летит ГОРАЗДО лучше. Проверено.))
Спасибо за ссылку. Есть над чем подумать.))
Летал на супер зуме с мобилкой на борту- по моему пофик крутится винт или вращается…все равно одинаково падает, а вот когда винт откручивается и улетает в полете- то зум начинает очень хорошо планировать, винтик стоял 10*4.7 тормоз использую всегда, на планере для стопорения винта- чтобы он складывался, на зуме тормоз- для того чтобы останавливался резко при падении