Тарированные воздушные винты и оценка мощности двигателя
To ДедЮз. Коллега, а в чем некорректность предлагаемого оценочного метода? Какие факторы вносят погрешность? Можете проанализировать или дать ссылку на подобный анализ? Вот известный специалист Д.Гирке в своей известной книге про моторы как раз предлагает подобные оценки и расчеты (стр. 34 - 39). Динамометрический стенд дома расположить затруднительно и клубах их нет (да и клубов в России мало), а так представляется можно сделать оценки мощности двигателя, при условии, что у вас есть надежные статистические данные по воздушным винтам.
Наиболее простой ответ. Разные двигатели развивают максимальную мощность при различных оборотах. Это стойство индивидуальное, зависит от конструктивных особенностей ДВС (распределение, длиноходность и др.). Естественно, идентичные моторы можно
Наиболее простой ответ. Разные двигатели развивают максимальную мощность при различных оборотах.
Коллега! Вы что-то напутали! Обсуждаемый метод основан на известной формуле, определяющей необходимую мощность двигателя, чтобы вращать винт с заданной скоростью (формула 43 из книжки Жидкова С. - Секреты высоких скоростей кордовых моделей самолетов) Эта мощность зависит от параметров винта и плотности окружающего воздуха и скорости вращения винта, которую можно измерить. А мощность вигателя мы как раз хотим измерить (оценить), зная сколько мощности нужно, чтобы вращать винт с известными характеристиками с заданной скоростью.
Коллега, книга Жидкова и другие источники знакомы, формулы приведенные Жидковым взяты из справочно имперических рсчетов для вновь проектируемых ВВ. Более того, я проводил стендовые испытания моторов и сравнивал с результатами аналитических расчетов, во всех случаях наблюдался разброс в 10…15%, об этом и об ошибках в книге по расчету резонансных явлений в поршневых моторах я говорил Стасу. Он в курсе и совешенно прав, говоря, что аналитический метод полезен для оценочных (приблизительных) суждений. А иначе, было бы бессмысленно всем моторостроителям иметь стенды для испытаний. Ошибки при расчетах набегают: 1) от качества тарирования испытуемого винта; 2) от состояния температуры, влажности и барометрических данных воздуха; 3) от особенностей мотора - повторяюсь не могут два мотора одинаковой мощности, но с разными крутящими моментами выдавать одни и те же обороты на одном и том же винте, а ведь объективно, вы можете мерить только обороты, а при использовании приведенных расчетов не можете расчитать влияние изменившихся чисел Рейнольса и характера обтекания лопастей.
P.S. Предыдущий пост я не закончил, т.к. электросети предупредили о плановом отключении.
Обсуждаемый метод основан на известной формуле, определяющей необходимую мощность двигателя, чтобы вращать винт с заданной скоростью
Вообще-то необходимая для вращения конкретного винта с определёнными оборотами мощность не является максимальной мощностью мотора… А тем более в статике…
Коллега, книга Жидкова и другие источники знакомы
Спасибо за ответ. Во-первых. Я не моторостроитель, а любитель и метод рассматривается как оценочный. Не знаю, все ли моторостроительные компании и энтузиасты-моторостроители имеют динамометрические стенды, сомневаюсь. Например, российская компания Мастер-Моторс в своем каталоге мощность двигателей не приводит, наверное и не меряет. Во-вторых погрешность в 10% очень приличная для любительских условий. Погрешность от изменения плотности воздуха легко учитывается путем введения поправочного коэффициента - существуют таблицы поправок с учетом давления и влажности. В третьих. То что разные моторы с одной и той же мощностью на валу имеют разный крутящий момент и разную скорость вращения - факт очевидный. Но это не погрешность, а методическая особенность, которую нужно учитывать для правильного проведения измерений. Осуществляется путем правильного выбора винтов с учетом скоростных режимов для данного мотора. Так что метод вполне рабочий на мой взгляд.😃
А я про характеристики коммерчески доступных винтов для ДВС спрашивал. Видел кто-нибудь в открытом доступе?
Вообще-то необходимая для вращения конкретного винта с определёнными оборотами мощность не является максимальной мощностью мотора… А тем более в статике…
Так и измерять мощность двигателя предполаегается с набором тестовых винтов при разных скоростях вращения. Что касается статики - да, в полете мотор может развить совсем другую мощность, по многим причинам.
Так и измерять мощность
Так всё-таки измерять, а не считать имперически???
Ну тогда без стенда никак…
Так всё-таки измерять, а не считать имперически???
Ну тогда без стенда никак…
Коллега! Одно дело динамометрический стенд - это очень серьезный приборчик и соответствующий стенд, а другое дело стенд, на котором вы запускаете двигатель с тарированным винтом и измеряете полученные максимальные обороты!
Вот почитайте как серьезные пацаны делают! Сам материалы нашел. Все уже придумано и сделано до нас, а мы только обсуждаем и пальцем в носу ковыряем! Грустно, господа!😦
modelenginenews.org/techniques/testing.html
modelenginenews.org/cornell/p9.html
Но если кто подскажет еще ссылки на подобные материалы по винтам, буду очень благодарен!
Одно дело динамометрический стенд
А почему вы думаете, что мощность модельных моторов замеряют на динамометрическом стенде? Конечно есть разные методы и самый распространённый измерение крутящего момента и стенд для этого совсем не сложен…
на котором вы запускаете двигатель с тарированным винтом
Что по вашему таррированный винт?
Вот почитайте как серьезные пацаны делают!
Я конечно извиняюсь, но я это проделывал в 1975-м году и с тех пор ничего нового (я имею ввиду принцип) не придумано…
Все уже придумано и сделано до нас, а мы только обсуждаем и пальцем в носу ковыряем!
“Мы” - это наверно вы себя подразумеваете??? Действительно грустно…
А почему вы думаете, что мощность модельных моторов замеряют на динамометрическом стенде? …
Вся конкретная информация в материалах по приведенным ссылкам. А ваши слова - это лишь софистика.😁
Вся конкретная информация в материалах по приведенным ссылкам
Вы посмотрите повнимательней - как и что там измеряется, может свои слова назад заберёте…
А ваши слова - это лишь софистика.
Ну да… А что тогда ваши слова?
Добавлю о запомнившемся выше. Производители ширпотреба Мастер-Моторс и подобные. Делают массовую продукцию соответствующую определенному уровню аналогов. Для данного типа моторов аналогом является харьковские “Форы”, и вполне достаточно (производителю) сравнить работу форы и своего мотора на любой мулинетке (тарированном для СЕБЯ винте). Аналогично поступают и лица желающие сравнить известное изделие с новым, имея данные о работе свего мотора с известным винтом. Что касается любого стенда, то они не намного сложнее добротной обкаточной рамы. По крайней мере, имеющий навыки школьных уроков труда и соответствующие недиффицитные материалы, вполне может его построить. В прошлом году был в Италии, так на фирме “Пико” магнитно-динамический стенд, по конструкции более простой чем механический, аналогичный был описан лет 25 назад известным судомоделистом Калистратовым в бюллетене ДОСААФ.
Теперь о винтах. Имея в руках любой ВВ, с него можно снять все геометрические характеристики и применить для аналитических целей. Таким образом, можно подготовить сводную таблицу для серии или нескольких серий ВВ и пользаваться. Но это, не самый рациональный путь, а главное не точный.
Повторюсь. Финалом разработки любого мотора является СТЕНДОВОЕ ИСПЫТАНИЕ и НАТУРНОЕ (проверка назначения). А дело эксплуатационщика проверять соответствие хар-к указанным или дорабатывать мотор по своему пониманию.
Добавлю. Наиболее простая оценка серийного мотора, это проверка, может ли он выдать на рекомендуемом в паспорте ВВ (нагрузке) данные в характиристике максимальные обороты. Практически все производители приводят данные по рекомендуемым нагружателям и кривые характеристик или гарантированную мощность при “Н”-ных оборотах.
Но если кто подскажет еще ссылки на подобные материалы по винтам, буду очень благодарен!
Сначала нужно вспомнить откуда ноги растут, т.е. школьную программу по физике: 😉
Добавлю о запомнившемся выше. .
Коллега! Я вас не понял! Сначала вы написали, что метод АБСОЛЮТНО некорректный, а после того как я привел ссылку с информацией о его применении, вы пишите, что применять его можно. Я спрашивал про “абсорбционные” (нагрузочные) характеристики винтов, а вы мне ничего полезного не сообщили, я всю нужную информацию нашел сам, привел ссылки, где вся методика подробно описана!
Что касается Мастер -Моторс, то они не ширпотреб делают, а “моторы для квалифицированных спортсменов” и “моторы в специсполнении” - чемпионатные моторы для соревнований, можете это с ними пообсуждать, если хотите. Форы здесь не причем.
Огорчает ход обсуждения. Я конкретный вопрос задал - про винты, а вы пишите про что-то другое. Спасибо за ответы, но всю нужную информацию я нашел сам и привел здесь ссылки с подробным описанием методики.😃
Сначала нужно вспомнить откуда ноги растут, т.е. школьную программу по физике: 😉
Здорово! Про мощность - это вы сильно подметили! И что дальше?
Сначала вы написали, что метод АБСОЛЮТНО некорректный, а после того как я привел ссылку с информацией о его применении
Из написанного мной можно было понять, я имел ввиду, что если хотите - применяйте (запрещать никто не имеет права), но сама методика разработана для проектных целей, а не метрологических.
Что касается Мастер -Моторс, то они не ширпотреб делают, а “моторы для квалифицированных спортсменов” и “моторы в специсполнении” - чемпионатные моторы для соревнований,
Дай Бог им удачи, но есть статистика Чемпионатов Мира и Европы, поинтересуйтесь на чем в мире летают.
Огорчает ход обсуждения. Я конкретный вопрос задал - про винты, а вы пишите про что-то другое.
Вопрос настолько (мягко говоря) необычный, что и отвечать показалось странным. Имея в руках любой винт, можно снять с него все геометрические и аэродинамические (в пределах терии ВВ) характеристики, тем более, что это азы “авиамодельного воспитания”.
вы пишите, что применять его можно.
В каком месте это написано?
Одно дело динамометрический стенд - это очень серьезный приборчик и соответствующий стенд, а другое дело стенд, на котором вы запускаете двигатель с тарированным винтом и измеряете полученные максимальные обороты!
Николай а я Вас услышал.услышал но со своей небольшой практикой тарировки(формулы-формулой.от них никуда не дется.они базовые,но в довольно расплывчатом приближении).как-то давно в лаборатории ГД(газовой динамики) проводили (ради интереса) пробные запуски с вентилятором-имитировали набегающий поток.лаборанты принесли “оттарированный”(громко сказано) электрический вентилятор и на шпаргалке написали:"…включен на полные обороты и расстояние до пропеллера 1м-это скорость набегающего потока равна 90км.час,1м 30см-это 60 км.час.и мы во дворе пробовали 61-й двс(10сс).с разными пропеллерами.т.е.имитировали тягу в полёте.разгружали пропеллер.и как-то на МАХ приближении (1м) дорегулировали по топливу двигатель.убрали вентилятор.двигатель работал с небольшими провалами.через несколько дней поставили на модель(RC).известный тогда и сейчас-Кальмато-60.в конце разбега(гнали подольше по взлётке)двигатель вошёл в режим и ушёл в воздух.на высоте от 15м и выше двигатель работал на МАХ безукоризненно на всех эволюциях.пришла на небе ТУЧА.изменилось атмосферное давление и двигатель сбавил обороты на данной высоте.вот эти факторы:температура воздуха,влажность,атмосферное давление(один из основных факторов)-так влияют на эти процессы,что летать идёшь с разными пропами и бывает что данный пропеллер при данных условиях вообще не должен хорошо работать а происходит всё наоборот.
Здравствуйте, если имеются трудности с приобретением тарировочных винтов, то для сравнительной (не абсолютной!) оценки мощности двигателя можно собрать стенд. Берётся на авторазборке автомобильный стартёр на постоянных магнитах с планетарным редуктором (в данном типе стартёра используется высокооборотный электродвигатель) редуктор убирается, электродвигатель перебирается, чистка, смазка проверка на лёгкость хода и исправность путем включения к авто АКБ. Испытуемый ДВС через муфту с маховиком от судомодельного варианта соединяется с электродвигателем стартёра в качестве электрогенератора, который через ваттметр соединяется с нагрузочным реостатом, можно найти на барахолке. ДВС запускается и путём изменения нагрузки реостата находятся максимальные показания электрической мощности развиваемой ДВС. Метод конечно только для сравнения разных ДВС, т.к. не учитывает мех и эл. потери, КПД и т.д. Т.е. допустим КМД развил столько-то Ватт, а ЦСТКАМ столько-то, как-то так. С Уважением.
Николай а я Вас услышал.
Коллега!
Так это и говорит о том, что если у вас серьезные спортивные цели, или вы просто хотите компетентно управлять своим самолетом в разных погодных условиях, вы должны знать свойства и характеристики винтомоторной установки.
Если рассуждать философски, то авиамоделизм - это все-таки “малая авиация”, почти наука. И вопросы измерения качественных и количественных характеристик мотоустановок (двигатель + винт) достаточно сложны и теоретически и практически. Чтобы измерить мощность двигателя нужно сделать сложный стенд, метрологически аттестовать его, разработать методику проведения измерений с учетом существующих методических ограничений, потом правильно интерпретировать полученные результаты и т.д. С винтами все еще на порядок сложнее. Это все сложно и дорого. Но серьезные разработчики таких изделий и продвинутые спортсмены как-то в меру сил и возможностей пытаются решать эти вопросы. А в любительских условиях такие измерения провести сложно, да и не всегда нужно. Но какие-то простые, приблизительны оценки и расчеты сделать можно и интересно. Сейчас, как вы наверное знаете, можно поставить телеметрическую аппаратуру на модель и измерять скорость модели, обороты двигателя, расход топлива, подводимую мощность для электро двигателя, температуру, давление воздуха и т.д. А потом записать всю эту информацию и обработать, если интересно и нужно для чего-то! Огорчает, когда некоторые товарищи упрощают вопрос важности измерений и оценок.
Хотя, конечно, довольно много людей относится к авиамоделизму как к такому развлечению, в выходной, с шашлычками и пивом.
А потом записать всю эту информацию и обработать, если интересно и нужно для чего-то!
Огорчает, когда некоторые товарищи упрощают вопрос важности измерений и оценок.
Коллега, вы вот в этой фразе сказали самые главные слова - если интересно и нужно для чего-то…
Но вы же сами понимаете, что такая необходимость возникает только у спортсменов, желающих достичь результатов в спорте. Основную же массу обитающих на этом форуме людей можно отнести к хоббийщикам, для которых важнее получить стабильную работу мотора на всех режимах и летать как говориться в своё удовольствие. Зачем им ломать голову над такими вопросами, о которых мы в этой ветке говорим? Если у вас есть к этому интерес, никто не может вам запретить этот интерес реализовать, но обвинять кого-то, что не дали информции, не подсказали, где её найти, не поддержали тему и т.д. - извините это уже слишком. Люди начинают помогать советами из практики и из теории, когда видят, что человек провёл определённую работу, но в силу различных обстоятельств упёрся в стенку.
Сегодня в инете можно найти практически любую информацию, но в большинстве случаев получается - у меня нет времени, я в этом не разбираюсь - дайте мне всё, а я уж решу, что мне подходит. Не находите, что это неправильно.
А теперь по делу - вы имеете конкретную модель, конкретный мотор и известные обороты, на которых вы хотите от него получить максимальную отдачу - задача - расчитать винт с МКСИМАЛЬНЫМ КПД для вашей системы. Для этого не надо иметь каких-то навороченных супер пупер стендов. Достаточно тахометра и шагомера. Всё остальное можно посчитать на коленке. И даже больше скажу - благодаря думающих моделистов давно всё обсосано и собрано в удобные для пользования таблицы. Вы нашли сайт, где есть инфа - это хорошо. Если у вас хватит терпения посидеть и разобраться в статье на немецком, то вот вам дополнительная пища для размышлений. Здесь доступно и и очень приближённо к практике всё описано. (картинки прилагаются).
Марат! Спасибо за статью! Почитаю.😃
Вот пожалуйста графики мощностных характеристик пропеллеров Aeronaut CAM-Carbon. В левой половине оригинальный график от производителя, правую, голубую я дочертил сам для более высоких оборотов. В логаритмической шкале оси мощности экстрполяция несложная, так как графики представляют лишь прямые под разным уклоном но с общим началом. Но прогрешность этого графика будет довольно высокой, и в отношении изменения внешней среды, и конечно на высоких оборотах из-за возникших новых явлений связаных с приближением скорости обтекания лопастей к скорости звука.
Мощность приблизительно пропорциональна третьей степени оборотов вращения, но это более-менее упрощеная эмпирическая
формула, так что для разных винтов вносят поправки как в коэффиеценте так и в экспоненте. Он в среднем 3, но например на APC
измерили около 3,2, у APC SF в среднем 3,4 (от 3,0 по 3,6), а у Aeronaut CAM около 3,08.
размерность винта … коэффициент k … показатель степени (экспонент) e
7х4" …0.028…3.30
7х5" …0.028…3.40
7х6" …0.039…3.40
8х3.8"…0.045…3.40
8х6" …0.087…3.40
9х3.8"…0.048…3.55
9х4.7"…0.146…3.00
9х6" …0.118…3.55
9х7.5"…0.204…3.40
10х3.8"…0.136…3.40
10х4.7"…0.187…3.30
10х7" …0.337…3.30
11х3.8"…0.183…3.40
11х4.7"…0.283…3.30
11х7" …0.398…3.40
12х3.8"…0.230…3.60
12х6" …0.629…3.30
Мощность потом вычисляется по формуле
P = (k . n)^e
где:
P - мощность
k - коеффициент (средняя колонка)
n - обороты
e - экспонент (правая колонка)
Это было публикованно здесь:
www.aircraft-world.com/aw/…/hp-proptalk.htm,
было, но уже сплыло.
На словацком/чешском языках это обсуждалось на форуме:
www.rcmania.cz/viewtopic.php?t=52513&p=876950#p876…
где именно об этом писал Игорь Бургер, многократный чемпион по пилотажным кордовым моделям F2B.