Расчет тяги
Странно, чем выше давление, тем производительность падает.
Просто это слабо совместимые задачи: значительно повысить давление или прокачать максимальный объем воздуха. Компрессор (как должно быть понятно из названия) способен создавать значительное давление. Вентилятор способен прокачивать большие объемы воздуха.
И, заметьте, реактивная тяга зависит от производительности установки, а не от повышения давления.
Вот, если вы переключитесь на модель СВП, тогда компрессор вам вполне подойдет.
Если вы захотите поэкспериментировать с afterburner’ом - компрессор так же может проявить себя в лучшем свете.
Охото что то новое и интересное. СВП даже купить небольшие можно готовые. И оно не летает )
Внутри легкого корпуса модели разместить 10 штук 120мм импеллера с впускными расширяющими и выпускными сужающи каналами. Это будет как главная тяга. И 4 штуки подруливающими.
Внутри легкого корпуса модели разместить 10 штук 120мм импеллера с впускными расширяющими и выпускными сужающи каналами. Это будет как главная тяга. И 4 штуки подруливающими.
Можете пояснить, зачем сужающие каналы?
Гдето читал что сужение на 10% повысит тягу.
Значит надо собирать один импеллер мощный под 120мм/127мм. Прогнать его в полноценном одном канале имитирующий в модели. Сделать макет 1/8. И начинать делать раму под них 😃
К задаче поста #1.
К задаче поста #1.
Спасибо за расчет.
Гдето читал что сужение на 10% повысит тягу.
Не могу уверенно опровергнуть, но теоретическое рассуждение к такому выводу не приводит: сужение канала спровоцирует повышение давления на срезе сопла, увеличение скорости истечения рабочего тела, но уменьшение производительности установки. Тяга установки линейно зависит от скорости истечения рабочего тела и квадратично от производительности:
(1) F = v Δm/Δt,
где v - скорость истечения рабочего тела,
Δm - масса рабочего тела, отбрасываемая за промежуток времени Δt.
v = ΔV / Δt / S,
где ΔV - объем рабочего тела за промежуток времени Δt,
S - сечение сопла.
Жирным выделена производительность установки.
Δm = ΔV ρ,
где ρ - плотность рабочего тела.
Таким образом,
F = (ΔV / (Δt S)) (ΔV ρ / Δt) = ΔV^2 ρ / (S Δt).
При Δt=1 (с),
(2) F = (V’ / S) (V’ ρ) = V’^2 ρ / S,
где V’ - производительность установки [м куб. / с].
Из (1) видна линейная зависимость тяги от скорости истечения рабочего тела, из (2) видна квадратичная зависимость тяги от производительности установки.
Скажем так, без эксперимента, я бы не стал опираться на это эмпирическое правило десяти процентов.
К задаче поста #1.
Я нервно курю в сторонке… 😃 Хотя, я не курю.
Но, если я правильно понял, результаты наших расчетов очень близки (?). Можно ли из этого сделать вывод, что для “околомодельного” применения (и “холодных” МКУ/МВУ), годится моя методика?
Роман, возможно. Надо пробывать. Хотя это может быть особенность конструкции импеллера.
Вот ещё интересно, лучше длинный патрубок делать на впуске или на выпуске? Где КПД меньше всего измениться? Я вот думаю на впуске, так как он будет шире и скорость потока меньше чем на выпуске, так как он например будет прямой. Да и массу лучше уводить вниз для стабилизации.
Значит надо собирать один импеллер мощный под 120мм/127мм. Прогнать его в полноценном одном канале имитирующий в модели. Сделать макет 1/8. И начинать делать раму под них
Я вас снова собираюсь расстроить… 😃
Смотрим на 120 мм импеллеры: раз, два.
Примерная тяга - 7 кгс (скоро мы начнем вычитать! 😉 ).
Примерный вес (с электродвигателем) - 1 кг.
Примерная (долговременная) мощность - 5.5 кВт.
Допустим, мы хотим “летать” 10 мин., отсюда необходимая емкость батареи - (5500/6) Вт ч, округлим до 1 кВт ч.
При напряжении 44.4 В (эти импеллеры работают на батареях 12S), это 22.5 Ач. Округлим до 20 Ач.
Выбираем подходящую батарею… ага, 5 Ач при весе 1.7 кг. Нам нужно четыре таких, так что это всего 6.8 кг!
И вот теперь начинаем вычитать! 7 кгс тяги будут работать на 1 кг импеллера + 6.8 кг батарей + регулятор + корпус - тяга ощутимо меньше веса. А крыльев у нас нет. Что это значит? 😉
P.S. Но если вы приделаете юбку (СВП), то все в порядке!
Capacity: 5000mAh Voltage: 6S1P / 6S Cell / 22.2V вес 786гр нам таких два = 44,4 В 5000А 1572гр 222Вт * на 60 = 13320Вт на минуту почти 8 квт на кг/мин
Например импеллер 120мм при 2800ватт дает тяги 4500гр +1кг акб + вес самого 850грамм с регулятором=2700гр тяги на 2,85 минуты. Маловато (
27 штук таких надо
Capacity: 5000mAh Voltage: 6S1P / 6S Cell / 22.2V вес 786гр нам таких два = 44,4 В 5000А 1572гр 222Вт…
Дальше ничего не понял.
Маловато (
Но эту идею вы донесли 😃
Вы посчитали самый неэффективный импеллер 1вт/1.27гр есть 1вт/1.8гр и время полета хватит 3 минуты. Хотя что это за модель с 3 минутами (
27 штук таких надо
Так как указанный аккумулятор имеет формулу 6S1P, вам нужно их спаривать. Общее количество всегда будет четным.
На двадцати шести таких (13 пар) при потребляемой мощности в 5.5 кВт вы пролетите: 5500 W / (13 x (5 Ah x 44.4 V)) = 1,91 h - чуть менее двух часов.
Вы посчитали самый неэффективный импеллер 1вт/1.27гр есть 1вт/1.8гр и время полета хватит 3 минуты. Хотя что это за модель с 3 минутами (
Я посчитал реально продающийся импеллер, который можно купить на HobbiKing - ссылки указаны.
Так как указанный аккумулятор имеет формулу 6S1P, вам нужно их спаривать. Общее количество всегда будет четным.
На двадцати шести таких (13 пар) при потребляемой мощности в 5.5 кВт вы пролетите: 5500 W / (13 x (5 Ah x 44.4 V)) = 1,91 h - чуть менее двух часов.
Я имел в виду 27 импеллеров с тягой 4,5 кг
Я имел в виду 27 импеллеров с тягой 4,5 кг
Охо… просчитайте эту конфигурацию хотя бы по массе!
И по деньгам, ага…
Вот например hobbyking.com/…/__14788__90mm_EDF_unit_with_3553_1…
Вот например hobbyking.com/…/__14788__90mm_EDF_unit_with_3553_1…
Диаметр 90 мм. Я рассматривал сугубо 120 мм, так как вы заговорили о них.
Диаметр 90 мм. Я рассматривал сугубо 120 мм, так как вы заговорили о них
120 тоже нормально. только не 5квт, где то 3,4 квт. Иначе КПД падает. Это из тестов людей.
Я вот смотрю, люди выжимают до 1вт/3гр
(По крайней мере 70-й импеллер с движком 4000 Об/В., дал результат 1кг при 30 амперах на 11.1 В) - из форума
120 тоже нормально. только не 5квт, где то 3,4 квт. Иначе КПД падает. Это из тестов людей.
Я вот смотрю, люди выжимают до 1вт/3гр
(По крайней мере 70-й импеллер с движком 4000 Об/В., дал результат 1кг при 30 амперах на 11.1 В) - из форума
Сейчас я колдую над моделью Spitfire из подложки для ламината, для модели выбран мотор Turnigy D3536/5. При питании от батареи 3S, с пропеллером 10x5 (дюймы) расчетная (eCalc/Propeller) статическая тяга составляет ~2 кгс при электрической мощности ~450 Вт - удельная тяга ~4.5 г/Вт. Думаю, можно добиться и лучших результатов.
Кстати, eCalc умеет считать и импеллеры (хотя я никогда не смотрел, что и как): eCalc/EDF.
Сейчас я колдую над моделью Spitfire из подложки для ламината, для модели выбран мотор Turnigy D3536/5. При питании от батареи 3S, с пропеллером 10x5 (дюймы) расчетная (eCalc/Propeller) статическая тяга составляет ~2 кгс при электрической мощности ~450 Вт - удельная тяга ~4.5 г/Вт. Думаю, можно добиться и лучших результатов.
Кстати, eCalc умеет считать и импеллеры (хотя я никогда не смотрел, что и как): eCalc/EDF.
Есть программка avia-master.com/…/543-utilita-extended-prop-select…
Я вчера нашел золотую середину. Два соосных пропеллера. Тяга + от 15% и выше. Два пропеллера соосных с размером 16х10 трехлопастных при 9000об/мин тяга 20кг при 5,45 Квт.
Интересно винт не развалится?
Есть программка avia-master.com/…/543-utilita-extended-prop-select…
Я вчера нашел золотую середину. Два соосных пропеллера. Тяга + от 15% и выше. Два пропеллера соосных с размером 16х10 трехлопастных при 9000об/мин тяга 20кг при 5,45 Квт.
Интересно винт не развалится?
Золотую середину чего? Не вполне понятно.
Тяга +15% от чего? (процентов от чего?)
Два соосных пропеллера - с контрвращением? Усложнение механики вы учли? Если без контрвращения, то зачем?
Про то, что идеальный пропеллер имеет одну лопасть, а две - это максимальное приближение к идеалу при упрощении балансировки, вы слышали?
Это означает, что многолопастные пропеллеры теряют эффективность с ростом числа лопастей и, если вы гонитесь за КПД, подходят только двухлопастные.
Многолопастные могут обеспечить б о льшую тягу без увеличения диаметра, но с меньшим КПД. Их выбирают в угоду копийности или при невозможности (нежелании) установки винта большего диаметра.
Раз вы заговорили про удельную тягу, то для вашей последней конфигурации она составляет 3.67 г/Вт. Я уже привел реальную конфигурацию, обеспечивающую ~4.5 г/Вт (в отношении тяги решение должно масштабироваться хорошо).
Развалится ли винт? Хороший винт, наверное, не развалится.
UPD: И еще. Вы говорите про винт 16x10 - шаг больше половины диаметра. Есть такое эмпирическое правило, говорящее, что винт с шагом больше половины диаметра обеспечит максимальную тягу только после разгона модели. В статике он будет работать в режиме срыва потока и выдавать только “stall thrust” - это придумал не я, это написано в мануале к eCalc. Полагаю, следует учитывать (ведь вас интересует именно статическая тяга).