Доработки микросамолёта SU-26m
По весу будет как у вас с редуктором…
… У вас просто мне кажется моторы без редуктора использовались неэффективно. Еще раз повторю ИМХО.
Вот я читаю то, что вы пишете и воспринимаю это- как абсолютное невнимание к тому о чём я писал.
Как может равняться по весу вариант мотора с редуктором - 4 грамм + 1 грамм регулятор + 4 грамм АКК(150мА/ч)= 9 грамм
и Ваш вариант - мотор- 4,6 грамм + 3 грамм регулятор+ 6 грамм АКК( не меньше 240 мА/ч)= 13,6 грамм?!!!
Разница в 4,6 грамм (13% веса самолёта)!!!
Я не понял, с чего вы взяли, что я неэффективно использовал БК моторы!!!
Я писал конкретно о замерах тяги моторов!!! При определённых условиях, т.е. с лучшими в настоящее время регуляторами XP-7A и TMM-0703-3 и лучшими по токам аккумуляторами, перебирая все возможные винты от GWS и штатных от “сушки” и микро- Мустанга до карбоновых от MicroInvent.
Мои замеры совпадают с данными производителей моторов, например Gasparin.
А у Вас что, кроме ИМХО?!!!
Какие у Вас замеры, какие данные, чтобы судить о неэффективности моего использования БК?
Просто смешно!😁
Извините Михаил, пожалуйста, не морочьте людям голову.
Вы только посмотрите- что Вы дали людям, какую полезную информацию?!
-
"Запытал сегодня мотор
www.hobbycity.com/hobbycity/s...tor_(5.4g)
с винтами 4,1х4,1 самый маленький 5х5 самый большой.
Вывод даже на самом большом винте мотор не нагружен. Он даже не греется. Обороты у него маленькие. Ему нужен либо еще больший винт, либо к чему я склоняюсь больше этот мотор совсем не подходит самолету. Он не отдает весь свой потенциал."
Я например, абсолютно не вижу здесь ни для кого ничего полезного.
И это после того, как я дал для этого двигателя конкретное значение тяги при оптимально подобранном винте!!!
Хотелось бы выслушать мнение других по этому вопросу.
Может я не прав и слишком субъективен?
Я не понял, с чего вы взяли, что я неэффективно использовал БК моторы!!!
Не взял, а предположил я это из того, что
Мое субъективное мнение, которое я буду проверять: редуктор и большой винт, это примерно тоже самое, что отсутствие редуктора + винт поменьше и шаг поменьше при равных kV мотора. По весу будет как у вас с редуктором, а по надежности и количеству гемора будет выигрывать.
А вы утверждаете, что без редуктора невозможно.
Я свой вариант опишу когда испытаю.
мотор 4,6г, регуль 0,7, акк 4 гр = 9,3 г Можете перепроверить, ато у вас там вышло 13,6.
Насчет не морочте голову - УЛЫБНУЛО. 😃
сегодня прикупил D1400-4500, будем пробовать… с регулятором XP-3A стоит рискнуть или точно сгорит?
Не взял, а предположил я это из того, что
мотор 4,6г, регуль 0,7, акк 4 гр = 9,3 г Можете перепроверить, ато у вас там вышло 13,6.
Я за все цифры отвечаю своей практикой и соответствующим образованием.
-
Мотор- 4,6 грамм.
-
Регулятор - не 0,7, а именно 3 грамма!!!
Потому что, средние токи развиваемые БК без редуктора на тяге 60- 70 грамм достигают 4А.
Кстати у Вашего двигателя указан максимальный ток- 6А!
Регулятор XP-3А (0,7 гр) не годится для таких токов.
Но даже если этот регуль и выдержит эти токи, его выходное сопротивление при такой нагрузке “съедает” не менее 10 грамм тяги (проверено практикой, даже XP-7A теряет около 5 грамм по сравнению с TMM-0703-3)!
Поэтому для БК с тягой свыше 50 грамм требуется использовать регуляторы на 5 - 7 Ампер с весом от 3 грамм с проводами.
(И об этом я писал в этой теме!)
А у мотора с редуктором токи меньше- не более 3 А, поэтому можно использовать XP-3A(1 гр. с проводами) и потери тяги на выходном сопротивлении регулятора на меньших токах меньше сказываются.
- Для Вашего варианта с токами, как я уже писал около 4 А, аккумулятор 150 мА/ч, 12 С (4 грамма) не годится- его максимально допустимый ток - около 2 А!
Поэтому необходимо для этого варианта использовать АКК от 240 мА/ч, 20С с допустимым током - около 5 Ампер.
(И об этом я писал раньше.)
Его вес около 6 грамм! (а не 4 грамма!)
Так что именно -(4,6+3+6)= 13,6 грамм!!!
(И про разницу в весе я уже раньше писал!)
Читайте, читайте, читайте…внимательней. Для Вас пишу.
А если не понятно, то спрашивайте!
А если с чем- то не согласны, оспаривайте, но… по существу вопроса , конкретно, а не просто - ИМХО!
Поэтому для БК с тягой свыше 50 грамм требуется использовать регуляторы на 5 - 7 Ампер …
понял, спасибо, вопрос по ХР-3А снят. Будем “раздевать” 7А, провода стоит перепаять на “потоньше”? С одной стороны - вес, а с другой сопротивление (токи то не малые…)
… Будем “раздевать” 7А, провода стоит перепаять на “потоньше”? С одной стороны - вес, а с другой сопротивление (токи то не малые…)
Да, к моему большому сожалению и искренней любви к XP-3A ( вес- 0,4 грамм без разъёмов!), он действительно не годится для этого мотора и аналогичных по мощности и тяге.
У меня кстати на сушке сгорел этот регуль с более слабым двигателем, с тем самым о котором сейчас шла речь AP05 3000kv (5.4g). С него у меня началась доработка сушки и если вы перечитаете сначала эту тему, то увидите там, что я жаловался на отказ мото-установки- после замены XP-3A всё заработало.
XP-7A - хороший регулятор с ним максимальная тяга получается выше (около 5 грамм) , чем например у регулятора -XP-5A www.micronradiocontrol.co.uk/xq_esc.html.
Провода пожалуй нужны потоньше.
И еще- штатный разъем питания не годится(!) - он до 2 Ампер.
Рекомендую самый легкий вариант и с токами не менее 10А - золотые 1 мм контакты www.hobbycity.com/hobbycity/…/uh_viewItem.asp?idPr…
Я о них писал на этой странице-
rcopen.com/forum/f80/topic157551/81
А на этой странице есть моё фото АККа в самолёте с этими контактами.
rcopen.com/forum/f80/topic157551/281
Напряжение питания надо подключать к плате регулятора, а приёмник будет его “брать” с разъёма регулятора.
Соответственно- штатный провод питания приёмника надо отрезать.
А если Вы хотите максимум тяги, то нужен регулятор - TMM-0703-3 (ещё дополнительно 5 грамм(для Вашего мотора) по сравнению с XP-7A)-
mgm-compro.com/index.php?tid=brushless-speed-contr…
Владимир, а на Хоббисити вы не встречали такие разъемы?
www.bsdmicrorc.com/index.php?productID=906
К сожалению на ХоббиСити нет таких разъёмов.
Их вообще я нигде не нашёл, кроме как в “BSD”.
Даже аналогичные разъёмы, которые устанавливает магазин MicronRadioControl в продаваемых им регуляторах XP-5A и XP-7A для использования с приёмником AR6400
(www.micronradiocontrol.co.uk/xq_esc.html), являются составными- т.е. термоусадочной трубкой сжаты два разъёма - двух-контактный и одно-контактный.
В магазине “BSD” очень много интересного, Михаил, почему там не закажете партию комплектации для микро-самолётов?
Владимир, я хотел вместе с вами порассуждать. Утром времени не было, поэтому напишу сейчас.
Вот смотрите, берем для примера автомобиль. На первой передаче тяга у него большая, а на пятой передаче тяга маленькая. При этом мощность одинаковая.
К чему я клоню. Ваш мотор с редуктором обладает малой мощностью, но большой тягой. Этих же параметров теоретически можно достичь выбросив редуктор и поменяв винт на другой с меньшим шагом. При этом мотор будет нагружен также и сможет развить те же обороты, следовательно отдаст ту же мощность. При правильном подборе шага и диаметра винта мотор даст ту же тягу что и с редуктором.
Ваши, Владимир опыты не опровергают моих рассуждений.
Вы мерили тягу одного мотора без редуктора и совершенно другого с редуктором. Какой вы могли сделать из этого вывод? Я например считаю, что из этого совсем не следует, что мотор без редуктора не сможет дать тягу как с редуктором. Вопрос в подборе винта и кV мотора. Важно уложиться в ту же мощность, что и у вашего мотора с редуктором, тогда достаточно будет и регулятора на 3А и акка маленьгкого на 150.
Михаил, я не являюсь большим теоретиком в области моторов и винтов.
Но, из моей практики получается следующее.
Для получения одной и той же тяги для мотора с редуктором надо подать на него меньшую электрическую мощность, чем для мотора без редуктора.
В этом главная разница этих вариантов!
А отсюда уже вытекает экономия по весу в моторе, в регуляторе и в аккумуляторе для варианта с редуктором.
Я так понимаю и это подтверждается практическими замерами тяги при самых оптимальных условиях для обоих вариантов.
Владимир, не хотел вам этого говориь, думал показалось, но теперь у меня ощущение, что вы здесь никого кроме себя не хотите слышать. 😃
Если брать из вашего практического опыта, то вы сравнивали разные моторы!!! Как вы можете делать выводы???
Вашими практическими замерами подтверждается то, что тяга у мотора с редуктором и у совершенно другого мотора без редуктора - разная. У варианта с редуктором она больше при меньшей мощности, а у варианта без редуктора она меньше при большей.
Вариант с редуктором - оптимальный, но это не ваша заслуга, а тех кто подобрал мотор к редуктору, а вариант без редуктора нет!!! Не тот мотор и не тот винт!!!
Еще раз вам повторю, что если во втором варианте будет другой мотор и другой винт, то при оптимальном подборе kV мотора и винта при сохранении мощности мотора удастся получить нужную тягу.
Разница между нами в том, что я смотрю из будущего, а вы из прошлого. Я не пробовал так сделать, но уже знаю, что так можно, а вы пробовали, но выводы у вас другие 😃
Михаил, простите меня, я наверное не совсем доходчиво объяснил свою позицию.
Не смотря на свой возраст, в авиа-моделировании я новичок - всего два года, а в микро-моделировании - около полугода.
Но у меня есть профессиональные знания в области радиоэлектроники и конструирования действительно из прошлого, но это прошлое не относится к этой теме.
Когда я занимался техникой в прошлом, то стремился создавать уникальные разработки на мировом уровне.
А сейчас в своём хобби я не изменяю себе в своих прогрессивных убеждениях.
Михаил Вы посмотрите, кто на этом форуме создал темы - Новинки комплектации и материалов, кто знакомит всех Вас с последними достижениями техники в этой области …
И после этого Вы меня называете человеком из прошлого?!
Вы не можете заказать какие- то контакты из магазина “BSD”, а я уже там (и в многих других местах) сделал очень много заказов и в них в том числе самые лучшие БК, один из которых я уже установил в сушку.
Мне удалось не только приобрести лучшие в мире БК , но и испытать их и выложить это на форуме.
И после этого я буду утверждать, что посредственный китайский БК мотор с редуктором лучше всех остальных БК?
Я адекватный человек, но есть определённые законы физики, которые объясняют преимущество редуктора вне зависимости от типа двигателя.
Но о теории пусть рассудят компетентные люди.
Цитата из Вашего сообщения-
"…Вариант с редуктором - оптимальный, но это не ваша заслуга, а тех кто подобрал мотор к редуктору, а вариант без редуктора нет!!! Не тот мотор и не тот винт!!!..
…вы сравнивали разные моторы!!! Как вы можете делать выводы??? "
Причём тут чья то заслуга!!!
Что значит не тот мотор и не тот винт!!!
Я же писал, что к каждому БК мотору я подбираю оптимальный по тяге винт (об этом я писал)!
Почему сравнение разных двигателей не подтверждает моих заключений?
Если лучшие из лучших БК моторы имеет тягу такую же, как китайская посредственность, но с редуктором и при этом потребляют почти в два раза больше мощности, то почему нельзя сказать о экономии редуктором электрической мощности при равной тяге!!!
Если бы я сравнивал плохие БК без редуктора с великолепным мотором с редуктором, то я бы с Вами согласился, потому что выгрыш по мощности можно было бы отнести за счет лучшего качества двигателя, но у меня всё наоборот.
В ближайшее время я получу БК www.hobbycity.com/hobbycity/…/uh_viewItem.asp?idPr… и его проверю на тягу с редуктором и без него. Абсолютно уверен в том, что тяга с редуктором будет раза в два выше при той же подводимой мощности.
Я с удовольствием слушаю компетентное мнение других.
И готов сам у них учиться.
В пример могу поставить, Сергея Сдобнова (flysnake).
Очень жаль, что он сейчас не участвует в нашей дискуссии.
Я думаю будет для многих полезным цитата из нашей с ним переписки-
"Re: Новинки копмлектации для микросамолётов
Вопрос от Владимира-
Один из примеров- производителем мотора даны предельно допустимые токи и рекомендованные винты для напряжения 7,4 Вольт, а мне нужно использование при 3,7 Вольтах.
Можно, просто подбирать винты от меньшего диаметра и шага к большим значениям этих параметров замеряя тягу, пока при очередном повышении не произойдёт снижение тяги, и тогда выбирая предыдущий вариант винта, мы понимаем, что выбрали максимально- возможную тягу в системе или при этом двигатель перегреется или при максимальной тяге будет очень плохое КПД?
Ответ от Сергея Сдобнова-
1 Методика в целом верная. Правда, обеспечивает максимальную тягу, и далеко не максимальный КПД (максимальный КПД получается на токах в 1.5-3раза мЕньших, чем максимальная тяга).
2 В принципе, на меньших напряжениях винт “максимальной тяги” получается больше (больше шаг или диаметр), чем винт на бОльшем напряжении. Если не ошибаюсь, то движок не перегреется на 3.7В (если производитель не завысил возможности движка на 7.4В), если диаметр винта увеличить на треть (от рекомендованного на 7.4В) или на четверть увеличить шаг от рекомендованного.
Общие закономерности винтов (если считать, что они похожи по геометрии лопастей).
1 Тяга одного и того же винта при снижении напряжения вдвое уменьшится почти в 4 раза (на самом деле - 2-3 раза за счет разгрузки двигателя).
2 Нагрузка на двигатель и тяга приблизительно пропорциональна квадрату диаметра при неизменных оборотах.
3 Нагрузка на двигатель приблизительно пропорциональна кубу шага, а тяга - квадрату шага при неизменных оборотах.
Можете сами проверить предельные (треть диаметра или четверть шага) значения на основании П 1-3.
И еще. При очень малых отношениях шаг/диаметр очень большая часть энергии тратится просто на сопротивление лопастей (не создавая тягу). Если Вам лень измерять ток, но можете измерять обороты двигателя, то из двух винтов, имеющих близкую тягу, лучше выбрать тот, на котором обороты больше (это значит, что двигатель меньше потребляет тока). И еще. Если можете измерять обороты, то измерьте их с самой маленькой нагрузкой (в идеале - без нее) и не нагружайте потом винтом, который снизит обороты больше, чем в 2 - 2.5 раза."
уважаемый М.Ф. вот Вы пишите, что Vladimir88 человек из прошлого, а что тогда Вы привнесли в наше настоящее? у Vladimir88 я лично многому научился и многое для себя подчерпнул, его эксперименты дают огромную почву для разного рода размышлений и расчётов. если бы хоть 5 % от моделистов делилось бы так своим опытом, то возможно подростков, которые на лавочках пьют пиво у подъездов и матерятся было бы меньше.
Владимир вы так сильно не бейте себя в грудь про свои заслуги, тем более, что я их не умаляю 😃 Я в действительности очень благодарен вашим сообщениям, т.к. сам купил сушку прочитав ваши темы.
И насчет “человека из прошлого” на что вы собственно обиделись, внимательно прочитайте. Я сказал что решения вами принимаются исходя из прошлого опыта, а я смотрю из будущего. Другими словами вы говорите: “без редуктора невозможно”, а я говорю: “мне нужно без редуктора и поэтому я найду приемлемое решение”
приведу выдержку авторитетного мнения из вашего сообщения
При очень малых отношениях шаг/диаметр очень большая часть энергии тратится просто на сопротивление лопастей (не создавая тягу).
…из двух винтов, имеющих близкую тягу, лучше выбрать тот, на котором обороты больше (это значит, что двигатель меньше потребляет тока
Здесь я вижу для себя, что винт с маленьким шагом на высоких оборотах более эффективен, чем винт с большим шагом на малых оборотах. Это я и планирую осуществить на моторе с высоким kV и винтом маленького шага. Планирую обойтись без редуктора.
Я не говорил, что без редуктора нельзя, а говорил, что с редуктором при равной тяге мото-установки самолёт получается легче.
Не больше и не меньше.
И это всё!
Михаил, извините меня за резкость и эмоциональность!
Желаю Вам осуществления ожиданий от нового двигателя, да я его и сам с нетерпением жду для замеров и использования!
уважаемый М.Ф. вот Вы пишите, что Vladimir88 человек из прошлого, а что тогда Вы привнесли в наше настоящее? у Vladimir88 я лично многому научился и многое для себя подчерпнул, его эксперименты дают огромную почву для разного рода размышлений и расчётов. если бы хоть 5 % от моделистов делилось бы так своим опытом, то возможно подростков, которые на лавочках пьют пиво у подъездов и матерятся было бы меньше.
Уважаемый Брик. Мой ответ вам немного не в тему про микросамолеты, но все же это мой личный опыт и второго такого вертолета на форуме нет. Вот, например, это привнес в настоящее. 😃
rcopen.com/forum/f96/topic95129
Я там отвечаю на вопросы по этому микробу кому интересно. Имеет смысл прочитать всю тему и ссылки мои на другие темы посмотреть.
Почитал немного племику на тему “редуктор” - “без редуктора”…
Независимо от самой полемики очень понравился подход Vladimir88 - проверить (и измерить) разные движки с разными винтами, регуляторами, аккумуляторами. Еще очень понравился комплексный подход к оценке веса - надо учитывать все.
Теперь о “редуктор” - “без редуктора”.
Легко доказать, большой низкооборотистый винт с большим шагом на той же подводимой мощности даст бОльшую тягу, чем более высокооборотистый винт с мЕньшим диаметром и/или шагом.
Редуктор имеет недостатки - вес, надежность, КПД не равный 100%
Но имеет и серьезное преимущество - может ПРАВИЛЬНО нагрузить двигатель с достаточно крупным (шаг, диаметр) винтом.
Что значит ПРАВИЛЬНО?
Крутящий момент двигателя пропорционален I-I0, где I - рабочий ток, I0 - ток без нагрузки. Обороты двигателя равны Kv*(U-I*R). U - напряжение питания, R - сопротивление всей цепи питания ( сопротивление обмоток + сопротивление проводов + сопротивление регулятора + сопротивление Акк).
При плавном увеличении нагрузки (размер винта) сначала достигается точка максимального КПД, затем (на токах в 2-3 раза бОльших) точка максимальной мощности. Если нагрузку (винт) увеличивать дальше, то мощность двигателя начнет падать (просто обороты будут падать быстрее, чем расти ток). И вот ПРАВИЛЬНАЯ нагрузка подразумевает (если Вы хотите получить большую тягу), что ток должен находиться между точкой максимального КПД и точкой максимальной мощности. Чем ближе при этом окажется точка максимального КПД, тем лучше.
Прозвучала здравая и интересная мысль - подобрать движок с подходящим Kv и обойтись без редуктора. К сожалению, тут есть подводный камень - чем больше Kv, тем больше возможная мощность двигателя (имеется ввиду одна и та же серия двигателей). Причина простая Kv обратно пропорциональна количеству витков, а сопротивление обмотки пропорционально КВАДРАТУ количества витков.
Вот пример. D1400 TURNIGY (не знаю, насколько они хорошие, просто на них есть подробные данные)
D1400-2000 I0 - 0.2A, R - 1.46 Ом
D1400-3000 I0 - 0.3A, R - 0.585 Ом
D1400-4500 I0 - 0.4A, R - 0.382 Ом
Вот что получается при рассчете по вышеописанным формулам для 3.7 В. Реально будет хуже.
Точка максимального КПД (мощность на валу, ток, обороты)
D1400-2000 Мощность на валу - 1.3 Вт, I - 0.7 А, N -5300
D1400-3000 Мощность на валу - 3.1 Вт, I - 1.4 А, N -8600
D1400-4500 Мощность на валу - 4.2Вт, I - 1.8 А, N - 13500
Точка максимальной МОЩНОСТИ (мощность на валу, ток, обороты)
D1400-2000 Мощность на валу - 1.9 Вт, I - 1.3 А, N -3500
D1400-3000 Мощность на валу - 5.1 Вт, I - 3.0 А, N -5700
D1400-4500 Мощность на валу - 7.8 Вт, I - 4.2 А, N -9300
Сравните возможные мощности. В итоге вопрос “редуктор - не редуктор” определяется тем, где Вы хотите потерять… На маленьком винте? На КПД/надежности редуктора? На более тяжелом двигателе? На тяжелом реге и Акке?
P.S. Забыл написать чему равна мощность на валу
W=(I-I0)*(U-I*R) Естественно, это “в идеале”. А практически все эти формулы не учитывают довольно много всяких “мелочей”. Тем не менее, ими активно пользуются для оценок.
…Сравните возможные мощности. В итоге вопрос “редуктор - не редуктор” определяется тем, где Вы хотите потерять… На маленьком винте? На КПД/надежности редуктора? На более тяжелом двигателе? На тяжелом реге и Акке?..
Сергей, спасибо за полезную информацию, которую Вы нам дали.
Но несмотря на это у меня остались “простые” вопросы.
-
Берём один и тот же мотор с редуктором и без него.
В каком случае максимально- возможная тяга будет выше, и что будет с потребляемой мощностью в этих вариантах. -
Если с редуктором тяга получается больше, то на сколько гипотетический, аналогичный по свойствам мотор может иметь меньшую электрическую мощность, чтобы сравняться по тяге с мотором без редуктора?
Я там отвечаю на вопросы по этому микробу кому интересно. Имеет смысл прочитать всю тему и ссылки мои на другие темы посмотреть.[/QUOTE]
извините и меня тоже. наверно тоже слегка погорячился, что Вы ничего не привнесли в настоящее, наверное каждый, кто пишет на этом форуме привносит свою крупицу в общее дело моделизма, просто у кого-то эта крупица немного больше, у кого - то меньше.
с наступающим всех!
Владимир и все, кто сюда заглядывает!
Поздравляю с наступающим Новым годом! И желаю всем здоровья и много новых, интересных микро-моделей! А также, удачных полетов и летной безветренной погоды!
- Берём один и тот же мотор с редуктором и без него.
В каком случае максимально- возможная тяга будет выше, и что будет с потребляемой мощностью в этих вариантах.- Если с редуктором тяга получается больше, то на сколько гипотетический, аналогичный по свойствам мотор может иметь меньшую электрическую мощность, чтобы сравняться по тяге с мотором без редуктора?
Проще ответить на второй вопрос. На примере. Из моего предыдущего сообщения.
Допустим на каком-то винте на двигателе D1400-3000 (возможно 6*4 или 7*3) получили максимальную тягу и ток при этом был 3А. Для него имеем:
Мощность на валу - 5.1 Вт, I - 3.0 А, N -5700
Ту же мощность развивает двигатель D1400-4500 на токе 2А (близко к максимальному КПД), но обороты у него при этом около 13000. Так что, мы получим ту же тягу, использовав D1400-4500 с редуктором около 1:2.5. При этом ток будет в полтора раза меньше.
Чтобы ответить на первый вопрос, нужно будет немного “теории на пальцах” - в том смысле, что не будет “заумных формул реального винта”, а будут только довольно общие соображения (которые при этом, с точностью до коэффициентов, достаточно точно отражают работу винта).
1 Тяга винта создается отбрасыванием струи воздуха назад с некоторой скоростью. Условно можно считать количество отбрасываемого воздуха равным M=P*S*V*T*K1*K2, где P - плотность воздуха, S - ометаемая площадь( 3.14*D*D; D - диаметр винта), V - произведение шага на скорость вращения (в м/с), T - время, K1 - коэффициент, связывающий ометаемую площадь винта и “площадь струи”, K2 - коэффициент, связывающий N(об/сек)*H (шаг) и “скорость струи”.
Если вспомнтить из физики F*T=M*V, то получим тягу
F=(P*S*V*T*K)*V=D*D*V*V*K, где K=3.14*P*K1*K2, Первое V - “скорость, попавшая из массы”, а второе V - просто скорость
F=D*D*V*V*K
Какая нужна мощность (в идеале, без учет всяческих потерь)?
Вспомним кинетичекую энергию.
E=M*V*V/2 ; W=E/T (W мощность); W=(D*D*V)*V*V*Kw
W=D*D*V*V*V*Kw (Kw - коэффициент, куда вошла 1/2 и остальные коэффициенты)
Итог:
Тяга винта пропорциональна КВАДРАТУ его диаметра и КВАДРАТУ произведения шага на скорость вращения.
Потребная мощность пропорциональна КВАДРАТУ его диаметра и КУБУ произведения шага на скорость вращения
*** Конкретный расчет ведется по заумным формулам, учитывающим:
- форму лопастей;
- кривизну лопастей;
- профиль лопастей;
- краевые эффекты на концах лопастей;
- краевые эффекты в центральной области винта;
- и, вообще, струя воздуха подсасывается из окружещего воздуха и распространяется в нем же, так что работает куча математики, описывающаа взаимодействие со средой (самые простейшие из них - законы Паскаля и Бернули).
***
2 Следствие п1.
Подобные винты (что считать ПОДОБНЫМИ) - отдельный вопрос) обладают следующими свойствами:
Тяга винтов пропорциональна КВАДРАТУ отношений их диаметров и КВАДРАТУ отношения произведений шага на скорость вращения.
Потребная мощность пропорциональна КВАДРАТУ отношений их диаметров и КУБУ отношения произведений шага на скорость вращения.
3 “Очевидные потери”. Имеются ввиду потери, не связанные с “жуткой математикой”.
1 Профильное сопротивление лопастей. Лопасть движется в воздухе. Есть трение, есть неидеальность обтекания. Так же как и у крыла, есть ПРОФИЛЬНОЕ сопротивление. Большой у него вклад или маленький?
Попробую просто на примере. Есть винт 5*3 и винт 6*3. Попробуем оценить разницу профильных сопротивлений на скорости вращения 9000 об/мин=150 об/сек. D1=12.5см D2=15см. Так что, оцениваться будет сопротивление кончиков лопастей по 1.25см, средний диаметр 13.75см.
V (скорость лопастей) = 150(1/сек)*13.75(см)*3.14=6475см/сек=65м/сек
Будем считать, что средняя ширина кончиков лопастей чуть меньше 1см и площадь кончиков S=2 см^2= 0.02 дм^2
Подсчитаем Re (для ширины лопасти 1см=10мм) Re=69*X*V=69*10*65=45000.
Для таких Re (и учитывая малую хорду, и, как следствие хреновый профиль)
Сх (коэфициент профильного сопротивления) будет иметь величину от Сх=0.03 до Сх=0.05; будем считать, что Сх=0.04
Упрощенная формула расчета аэродинамических сил F=0.6*С*S*V*V, где С - аэродинимический коэффициент (Сх, Сy, CL, CD, сила в граммах, площадь в дм^2, скорость в м/сек)
F=0.6*0.05*0,02*65*65=2г. Потребная для этого мощность W=F*V=2*65/102=1.3 Вт (102 - перевод в Ньютоны)
А теперь сравните эту мощность с мощностью на валу используемых двигателей (винт 6*3 на этих оборотах дает 120-150г тяги). И при этом посчитана “бесполезно теряющуюся мощность” при переходе от 5*3 к 6*3. То есть, полная “бесполезная потеря” будет больше в раза в два - три…
Следствие.
У маленьких маломощных винтов очень приличный процент мощности теряется просто на “вращение винта” (несколько десятков процентов).
Эти потери пропорциональны КУБУ скорости вращения (если считать в об/мин; сила пропроциональна квадрату скорости и умножается на скорость) и ЧЕТВЕРТОЙ степени диаметра (площадь лопасти условно можно считать пропорциональной диаметру и скорость пропорциональна диаметру).
Следствие. Винты с маленьким шагом менее выгодны, чем винты с большим шагом (близкие к оптимальным - “квадратные”, у которых диаметр и шаг равны), так как у них, при тех же “бесполезных потерях” больше энергии уходит на “толкание воздуха”)
2 Закручивание воздуха винтом. Никогда не пытался толком оценить. Для не очень больших шагов (шаг меньше 1.5* диаметр) эти потери не очень велики.
************
А теперь посмотрите на все, что написано выше. К сожалению, это надо учитывать при оптимизации ВМГ.
Возьмем движок D1400-4500
На напряжении 3.7 В с винтом 5*3 он даст тягу около 100г (у меня столько же
дал приблизительно на тех же оборотах D1811-1800 на 7.4В) и ток при этом будет около 4А, обороты - 9000.
" бесполезные потери" я когда-то для этого режима оценивал W=2-3 Вт
Ставим редуктор 1:3 и рассчитываем под те же обороты двигателя.
Поставим винт с шагом 6. Тогда N*шаг составит 2/3 от исходного. Тяга при том же диаметре - 4/9, мощность 8/27.
“Восстановим мощность” увеличением диаметра. Диаметр надо увеличить в корень квадратный из 27/8. D=9. При этом ометаемая площадь будет 27/8.
Сответственно, тяга - (4/9)*(27/8)=3/2. То есть, тяга увеличилась в полтора раза при той же мощности. Винт получился - 9*6. Можно оценить и изменение “бесполезных потерь”. Скорее всего, они уменьшатся (за счет уменьшения скорости лопастей в м/с)…
К сожалению, это - “теория”, а практически надо все подбирать и пробовать.
Лично у меня попытка использовать редуктор не получилась - не сумел сделать хороший редуктор и все потерял на нем…