Activity

Идея состоит в том, чтобы собрать привод мощной (порядка 70 кВт) и скоростной лебёдки из пары десятков модельных моторчиков. Распределённая тяга позволит сильно облегчить большую шестерню катушки и, возможно, даже получить её путём 3D-печати. Нужны моторы мощностью 2-5 кВт удельной мощностью порядка 5 кВт/кг. Бесщёточные имеют конский ценник, поэтому думаю о щёточных. Тем более, что режим кратковременный и надёжность почти пофиг.

Лебёдка нужна для стартапа.

Посоветуйте plz.

@ADF, в микромасштабе при одних и тех же материалах прочность “стОит” гораздо меньше по массе (закон квадрат-куб).

Говорю, эксперимент уже сделайте

В ближайший месяц - никак: у меня приоритет электроскутер. Да и с ассортиментом в Минске не очень круто: возможно, придётся заказывать винт в Китае, возможно - искать на барахолке аппарат ради комплектухи. Не лезу на ветку к мотопланеристам, у которых такие винты наверняка есть - бо самому поэкспериментировать интересно. Зимой расскажу, что вышло - если никто не опередит. Повторюсь: куда двигаться б.-м. ясно, спасибо всем за обсуждение.

@ADF, да я понимаю, и центробежная сила, и изменяемый шаг/флюгирование… Но во-первых микромасштаб, во-вторых современные композиты, в-третьих напомню рисунок в этой ветке с самолётиком, где я попытался “помирить” купольность и центробежную.

@ssilk, таки погуглил насчёт отличий для ДВС и электро - не нашёл ничего относящегося к форме лопастей: rcopen.com/forum/f36/topic147242

@ssilk, ничего я Вам не смогу пояснить насчёт отличий, к сожалению. А Вы, если такой образованный, дайте ссылку на статейку по купольным винтам (хоть прошлого века). Заранее благодарен.

@ADF, разумеется, кроме осевой и радиальной, есть ещё и тангенциальная составляющая (закручивание потока, которое, как и осевое ускорение, начинается ещё перед винтом). Да, я идеализировал картину, абстрагировавшись и от закручивания, и от спирального вихря, генерируемого перетеканием через конец лопасти. Чтобы обратить внимание на то, что кроме этих неизбежных потерь, пожалуй, имеют место ещё и потери из-за неоптимального локального положения лопасти по отношению к потоку - и это касается не только шага. Так же, как эффективность крыла определяется не только профилем и углом атаки, но и углом стреловидности.

Выходя за рамки коптерной темы - вот такой вариант, с учётом толщины фюзеляжа/гондолы. Здесь центр тяжести лопасти — в той же поперечной плоскости, что и крепление к ступице — соответственно, центробежная сила создаёт изгибные напряжения только в самой лопасти.

Смысл — опять же, расположить ось лопасти везде примерно перпендикулярно потоку. Иначе часть энергии уходит на расширение потока (не только за счёт центробежной силы, но и за счёт “локально косого” обтекания винта) - что КМК совершенно напрасно: центростремительные радиальные составляющие скорости потока увеличивают давление за винтом и преобразуются в осевой импульс, а центробежные надо считать паразитными.

@ADF, в том-то и дело, что “эффективная” ометаемая площадь по замыслу должна увеличиться.

Винты могут быть одинаковыми, но характер потока у самолёта и висящего аппарата - разный. Ещё интереснее получается, если “ветер” против потока от винта (например, вертолёт снижается с порядочной вертикальной скоростью) agalakov.spb.ru/Shared/…/Tinyakoff/ с. 130-131

Со стендом, думаю, для начала поступить можно проще: тяга, напряжение и ток. Строго говоря, это даёт КПД не винта, а винтомоторной группы - но при небольших отличиях в оборотах КПД электродвигателя можно считать постоянным.

Придумал как несложно реализовать “зонтичность”.

@ADF, ну хорошо, несущий винт создаёт, можно сказать, баальшой тороидальный вихрь, и выделить там конус - это действительно нужно иметь воображение и смотреть вблизи. Но чем больше воздуха поступает “сбоку” - тем по моим представлениям полезнее загнуть лопасти, чтобы расположить ометаемую поверхность перпендикулярно линиям потока. Т.е. для несущего винта “купольность” обещает быть важнее, чем для пропеллера.

Складные винты видел, но не задумывался о них как о грубом аналоге “зонтика” (если закрепить лопасти в промежуточном положении, ближе к развёрнутому).

/в предыдущем сообщении вместо rack читать rake

О! Вот! Нашёл примерно то, что надо. Впрочем, в ближайший месяц у самого точно руки не дойдут 😦

@ADF: нет, не со всех направлений, а именно из конуса перед винтом, т.к. и для поступательно движущегося, и для висящего аппарата существует установившийся поток через винт. В непосредственной близости от винта поток выглядит примерно так, как на первом моём рисунке. С поправкой: на нём картина для поступательно движущегося аппарата (поначалу я нарисовал горизонтальные винты, но для коптерной темы развернул). Для висящего будет как здесь.

Но главное - фокусировка-расфокусировка за винтом в нашем случае не важна. Забудьте про неё. Важнее угол схождения потока перед винтом (определяющий количество прокачиваемого воздуха). Для пропеллеров я не встречал понятий “эффективный диаметр”, “аэродинамический диаметр” - видимо, потому что всегда используются “плоские”, и достаточно сравнить геометрические диаметры. Хотя по крайней мере одно исключение есть - соосная схема, про которую даже Вики не забыла упомянуть подсос воздуха нижним винтом “сбоку”. Вот это оно и есть - можно КМК сказать, что эффективный диаметр такой системы больше, чем геометрический.

​
И ещё про практическую реализацию. Пожалуй, чтобы почувствовать разницу, достаточно будет немного согнуть лопасти у ступицы (придать винту rack). Всё равно для тяги важнее режим работы внешних участков лопастей - соответственно, их положение по отношению к потоку надо оптимизировать в первую очередь.

Думаю, пора перевести вопрос в практическую плоскость. Если у кого имеется сломанный коптер с хотя бы одной сохранившейся винтомоторной группой и винт термопластичный… ну вы поняли. Кроме загибания лопастей в “зонтик”, можно поэкспериментировать с круткой отогнутых концов (теоретически я не могу рассчитать, как в данном случае должен меняться шаг по размаху). Давать движку малую мощность (чтобы центробежными силами зонтик не разогнуло), снимать показания тяги электронными весами (думаю, точности 10 мг хватит, но надо обеспечить достаточное удаление винта от площадки) или рычажными. И если гнутый винт хоть чуть-чуть превзойдёт исходный - ТО ВОТ ОНО! Я думаю, не надо говорить, как в нынешнее время научно-технической эволюции)) важны пара-тройка процентов, а уж 5 - ваще фантастика, за которую какой-нить Джеймс Бонд и пришить может)) Самодельщику, понятно, эти проценты не решают - но вдруг интересно??

И, кстати, вот эти самые нюансы - степень загиба, угол крутки - могут оказаться патентоспособными. Потому что получить “зонтичный” патент на зонтичный винт (пардон за каламбур) вряд ли кому-то удастся, с учётом предыдущих достижений (хотя бы китайской игрушки с корпусом в виде такого винта, изображение которой есть выше). А вот защитить полезную модель - почему бы нет…

@ADF, я говорю о потоке через ометаемую поверхность. Погуглите картинки, вспомните (ага) теорему Фруда, не быкуйте и не уводите от темы. Повторюсь, пора перевести вопрос в практическую плоскость, теория, благодаря замечанию dima043, б.-м. понятна. Вопрос упирается в КПД.

Иными словами - при одинаковом геометрическом диаметре купольный пропеллер может иметь больший аэродинамический диаметр (захватывать больший поток). То же самое, кстати, известно для системы разнесённых по оси соосных винтов.

@ADF, любой винт фокусирует поток (по закону Бернулли) - другое дело, что потом поток опять расширяется (как, впрочем, и поток из сопла). БОльший диаметр для большего КПД - это азбука, спасибо, что напомнили 😃

@kirgintsev, насчёт импеллеров и возможности впихнуть куполообразным или конусным вентилятором больше воздуха в канал - в сущности, возникает тот же вопрос, что и для пропеллера: может ли такой формы ротор при одинаковом диаметре разгонять воздух эффективнее, чем прямой (тогда он “соберёт” поток с большей поперечной площади, тут наверняка прав dima043). А насчёт проекта Ермакова я понял (что это вуду в попытке развести инвесторов), поэтому и написал: все перечисленные - не совсем то.

@kirgintsev, в импеллерных форма потока (и скорости) задаются стенками канала, а “купол” может быть эффективен именно для свободного потока, как мне кажется (см. самый первый рисунок и замечание о перпендикулярности ометаемой поверхности линиям потока)

@kirgintsev, самолёт будет дуть, если будет летать по кругу)) А так - он сообщает обтекающему его воздуху некоторую составляющую скорости вниз - и соответствующий импульс. А на самолёт действует импульс силы вверх. Законы Ньютона никто не отменял, но иногда сложно подсчитать этот самый импульс, поэтому работающий винт принято описывать в терминах потока, а крыло - в терминах циркуляции, но задумайтесь, к чему приводит работа аэродинамических сил, создаваемых крылом, над воздухом.

Продолжать данный спор не намерен, т.к. он уводит от темы. Охотно признаю, что я не большой спец в аэродинамике. Поэтому и пришёл сюда.

Кстати, вот что нагуглил (всё не совсем в тему)
…airbase.ru/…/t87446--kumulyativnyj-vint.html
www.edinetcorp.narod.ru/Vertl.htm
vrtp.ru/index.php?showtopic=14176&st=70

Для гребных винтов есть понятие rake
mercuryracing.com/prop-school-part-3-blade-rake/

@kirgintsev, подъёмной силой или отбрасыванием - это смотря как описывать. Крыло тоже можно описывать с точки зрения отбрасывания воздуха вниз, уверяю.

@dima043, от скорости и будет зависеть. А скорость не будет больше? Тут ведь радиальная составляющая полюбому преобразуется в аксиальную за счёт кумулятивного эффекта. Можно посмотреть и так: работает лопасть не эффективнее ли? - котя бы за счёт того, что по всему размаху ометаемая поверхность перпендикулярна линиям потока, тогда как концы прямого винта в потоке как бы работают наклонно - из-за сужения потока, которое начинается перед винтом (согласно теореме Фруда-Финстервальдера).

На рисунке пропеллеры (виды сбоку) и для каждого я попытался представить поток воздуха через поверхность, ометаемую лопастями.

На первый взгляд, вариант b “обрабатывает” столько же воздуха, сколько прямой пропеллер, при этом сообщая воздуху больший импульс (кумулятивный эффект) и имея меньший диаметр. Так ли это?