Śmigło wiatrakujące lub nieruchome - opory lotu

[japim]

Moje spostrzezenia z latania klasycznymi modelami spalinowymi (ze smiglami o Skok/Srednica na poziomie ~0.5) wskazuje ze zatrzymanie smigla w locie powoduje zmniejszenie oporow i tak jak opisywal Columb czesto przestrzeliwalem pas. 

Dlatego do ladowania utrzymywalem zawsze minimalne obroty i w razie potrzeby dodawalem gazu, a nie odwrotnie.

Zreszta w modelach ESA, w ktorych uzywam nieproporcjonalnie duzych smigiel (model 400g - smiglo 10x6) robilem wielokrotnie test:

wspinalem sie modelem na granice widocznosci i nastepnie bawilem sie w szybowanie. Zatrzymane smiglo gwarantowalo dlugie schodzenie, wiatrakujace - sprowadzalo model znaczaco szybciej...

 

Skladane smiglo w szybowcach ma za zadanie glownie zmnieszenie oporow calkowicie w srosunku do smigiel stalych - nie wazne czy wiatrakujacych czy zatrzymanych.

 

Niemniej pojawilo sie ciekawe zagadnienie odpowiednich katow a wlasciwie tego parametru P/D i dotyczy to glownie ekstremow: smigiel o P/D < 0.3 (duzy ciag statyczny - glownie modele 3D wiszace na smigle) i P/D >  0.8 (duzy ciag dynamiczny - duza predkosc strumienia zasmiglowego - stosowane w modele szybkosciowych). W zestawieniu to z wiedza/praktyka z lotnictwa prawdziwego mozna powiedziec, ze w celu zmniejszenia oporow ruchu w smiglach o P/D < 0.3 lepiej zeby smiglo stalo. Przy P/D > 0.8 lepiej zeby smiglo sie krecilo... Mozna tez poczytac ciekawe artykuly z dziedziny zeglarstwa gdzie zaleca sie aby sruba byla rozlaczona od silnika (a nawet wlasnie skladana) w czasie zeglowania aby nie generowala zbednych oporow, ale tam skok jest zazwyczaj wlasnie porownywalny ze srednica lub wiekszy (czyli P/D > 1).

[wacek.matuszak]

No to wszystko już raczej się wyjaśniło. Dziękuje Kolegom za wyprowadzenie z błędnych przekonań.( Opierałem się na literaturze, poniekąd fachowej }  Teraz będę już " Po jasnej stronie Mocy "

[AMC]

A ja myślę, że jeszcze nie wszystko się wyjaśniło. Relacje Kolegów dotyczące dużej różnicy czy to w locie, czy na podejściu lub dobiegu pomiędzy omawianymi

stanami śmigła uważam za wiarygodne i prawdziwe, co więcej - bardzo istotne. A równie wiarygodne materiały zamieszczone przez Kolegów w tym temacie

nie do końca z nimi się zgadzają; w najlepszym razie sprawę widzę jako niezadowalająco uporządkowaną.

 

Wzmiankowałem wcześniej o dawnych, nieskomplikowanych pomiarach dwóch popularnych śmigieł modelarskich, które robiłem okazyjnie przy pomiarze ich

ciągu statycznego. Renowacja niezbyt skomplikowanego - nazwijmy to - przyrządu, służącego do tych celów zajęła trochę czasu, jest praktycznie ukończona.

Pojutrze przewiduję dysponować już zakupionym (odgrażałem się przecież   #23 ,# 25 ,# 28) sprzętem foto/video, myślę, że zamierzony materiał może być ciekawy. 

 

Tymczasowo wstępne zdjęcia takiej sobie jakości - zwykłym smartkiem  (nast. post, problemy z łączem).

[AMC]

Tuzin lat temu zmajstrowałem takie prowizorium. Trzy płaskie prostokąty ze sklejki wodoodpornej 15mm, zabezpieczone przed wypaczaniem

się Altexem (był akurat zielony pod ręką), cztery odcinki kątownika alu, trochę śrub M5 z podkładkami i nakrętkami, cztery gumowe nóżki

do wypoziomowania podstawy. Nie obeszło się bez frezarki - szczeliny na cztery łożyska ograniczające swobodę "wózka" (patrz niżej)

i otwory ich sworzni, wiercone "w grubość", równolegle do powierzchni i symetrycznie względem nich.

 

Zestaw łożysk 6x19x6 i 7x19x6: cztery na w/w sworzniach, ograniczające poprzeczną swobodę wózka, osiem na imbusowych śrubach M5, którym

współosiowo z gwintem stoczyłem łby na średnicę 6,99_--0,005 mm. Odpowiednio umieszczone podkładki zapewniają właściwe położenie

łożysk do współpracy z szynami wózka.

 

Sam wózek wykonałem z twardej płyty szkłoepoksydowej o grubości 8mm, ze ścinków powstałych w trakcie - oprawy łożysk kadłuba silnika

(wg. zasadniczego przeznaczenia kadłub badanego silnika, napędzającego też badane śmigło, ma swobodę obrotu wokół własnej osi,

ograniczoną oparciem się o czujnik tensometryczny ramienia o określonej długości, co umożliwia dokładny bezpośredni pomiar momentu

reakcyjnego, który jest równy momentowi napędowemu; przy znanej prędkości kątowej silnika można dokładnie wyznaczyć moc rzeczywistą

napędu śmigła; równoczesny pomiar mocy elektrycznej umożliwia proste obliczenie sprawności silnika i daje pojęcie o jego jakości;

jednocześnie pomiar ciągu statycznego daje pojęcie liczbowe i praktyczne o efektywności badanego śmigła).

 

Linie współpracy wózka z walcową powierzchnią zewnętrznych pierścieni łożysk uzbroiłem w "szyny'  z niemagnetycznej stali 1H18N9T,

w postaci przeciąganych, prostych i gładkich pręcików o średnicy 2mm, wklejonych lepiszczem Wurth (szyby samochodowe) w uprzednio

wyfrezowane w wózku wzdłużne rowki o głębokości 1,2 mm, posiłkując się przy tej operacji płytą traserską dla uzyskania równoległości szyn.

 

Zestaw czujników tensometrycznych i stosownego przetwornika pomiarowego (legalizowany, do wag elektronicznych 2kg) umożliwia dokładny

pomiar bieżący działających sił. Dokładność (plus/minus 2 gramy) tym razem nie będzie miała większego znaczenia, istotniejsza będzie

rozdzielczość pomiaru.

 

Cdn. - kolejna noc...

[AMC]

Tak Krzysiu, tak właśnie zamierzam postąpić. Na początek, bo potem nieodzowne będzie użycie hamulca elektrodynamicznego, płynnie regulowanego

przez cały zakres. Nie może to być przeciętny silnik/prądnica, bo wymagana jest regulacja niemalże od zera, a Nasze klasyczne silniki wykazują

spoczynkowy moment hamujący od pulsacji strumienia magnetycznego w funkcji kąta obrotu wirnika, zwany potocznie "klejeniem magnetycznym"

(ale się wymądrzyłem !).

Wskazane (czyt.: niezbędne) będzie również zbadanie kilku - kilkunastu różnych śmigieł o różnych średnicach i skokach. W temacie "Prośba o przetłu-

maczenie..." Kolega  dukeroger  zacytował już jedno z najistotniejszych zdań z tej monografii.

[dukeroger]

Szkoda czynie robienie miarodajnych badan nie jest latwe. W sumie konkluzja tych badan godzi tu wszystkich, w zaleznosci od wielkosci smigla i jego skoku wyniki moga byc przeciwne kolejna konkluzja to ze sila ta nie zalezy od predkosci oplywu

 

 

Wysłane z iPhone za pomocą Tapatalk

[Bartek Piękoś]

To są naprawdę niezłe konkluzje, jak na podejście naukowe.

Przy takowym rzadko stwierdza się czarność czarnego i białość białego.

 

Ja wciąż z wdzięcznością powitałbym tłumaczenie, chociażby "kluczowych" fragmentów.

[Kowal]

Andrzeju, ja jakich śmigłach będziesz robił pomiary?

[AMC]

Na takich, na jakich sobie zażyczycie / zalecicie, poza tymi, które przewidziałem do doświadczeń. Piotr ( dukeroger ), przytaczając to przetłumaczone esencjonalne zdanie,

wskazał niejako, czego nam brak. Planuję użyć śmigieł, które można by uznać za reprezentatywne dla skrajnych przypadków, oraz tych ze środka, najczęściej przez Nas

używanych. Tu właśnie prośba do Was o ewentualne propozycje, jeżeli dałoby się to ze wskazaniem krajowego sklepu, z którego mógłbym takie proponowane śmigło

w miarę szybko mieć w rękach. Ostatecznie nie zmarnują się przecież, a być może niektóre mam na miejscu.

Jednakże ważnych spostrzeżeń spodziewam się po użyciu wirnika ogonowego od śmigłowca, o kącie łopat przestawnym w biegu. Takie "śmigło" wykazuje znacznie

gorszą efektywność od dobrego tradycyjnego śmigła (mniejszy ciąg przy takim samym poborze mocy) - to tak na marginesie. W pierwszej części eksperymentów nie

będzie to miało większego znaczenia.

 

Bartku, zdaje się, że podobnie się zapatrujemy na sprawy, często ostrożnie pomijane milczeniem... .

 

Czeka mnie okolicznościowy remanent...

Czarku ( czarobest ), na jakim śmigle latałeś To To-0 , bo nie pamiętam?...

[AMC]

Łożyska prowadzenia wózka zostały pozbawione fabrycznego smaru, który wypłukałem przefiltrowanym rozpuszczalnikiem (handlowy filtr dokładnego oczyszczania

paliwa zespołu zasilania Common Rail, rozpuszczalnik też ze sklepu), zanurzając w nim łożysko pracujące bez obciążenia na długim trzpieniu napędzanym wkrętarką

 i poruszając nim rozmaicie w słoikowej kąpieli przez dłuższą chwilę. Potem suszenie wysysaniem (odkurzacz) i kropla ATF 220, także wessana do wewnątrz

łożyska przez szczelinkę pomiędzy osłonką (typ 2Z) a wewnętrznym pierścieniem, rozprowadzona na koniec kilkunastosekundową pracą wkrętarki.

 

Taki sam zabieg zastosuję łożyskom podparcia śmigła ( 633 2Z, 3x10x4, RMB ), lecz zamiast smaru przewiduję olej zegarmistrzowski - nie ATF.

Te zabiegi mają na celu zminimalizowanie oporów ruchu łożysk, pracujących pod znikomo małym obciążeniem. Łożyska górne wózka (te widoczne nad nim) nie

pracują tu wcale, służą jako ograniczniki i wygodna rezerwa, wózek ma ok. 0,3mm pionowego luzu w całym zakresie możliwego przy innych doświadczeniach

skoku roboczego, ograniczonego widocznymi na zdjęciu kołkami.

 

Miejsce cięgła, zwyczajowo łączącego wózek z tylnym czujnikiem siły, zajął elastyczny popychacz z tłumikiem drgań ewentualnie generowanych przez wirujące

śmigło (a może i nie tylko).

 

Przyrząd jest gotowy do użycia, pozostaje wytoczyć dokładne tulejki redukcyjne, umożliwiające współosiowe osadzenie wybranych śmigieł na wałku fi 3,00.

[japim]

No to do dziela. Masz jakis wentylator ktorym bedziesz w to dmuchal? Moze wystarczy taki "zwykly" co by dal odpowiednio duzy przeplyw i predkosc powietrza:

[dukeroger]

takie pomiary z regoly robi sie w tunelu (glownie zeby nie tracic energi przeplywu), predkosc tego oplywu powinna jakos reprezentowac predkosci modelu w locie

istotne bedzie mierzenie predkosci tego oplywu, w przytoczonej pracy to byl temat sam w sobie (gdzie mierzyc, co przyjac jako wartosc usredniona), moze cos takiego by sie nadalo https://alofthobbies.com/frsky-airspeed-sensor-spass-70-167mph-rated.html

 

jedna z uwag z pracy dotyczyla duzego wplywu drgan ma odczyty, trzeba zadbac o wywazenie pednikow

[AMC]

Zmajstrowanie czegoś tunelopodobnego raczej mnie nie ominie, właśnie z uwagi na konieczną minimalizację strat. Jako żródło przepływu zamyślam użyć

jakiegoś kozackiego odkurzacza z płynną regulacją prędkości turbin* (w co lepszych są wielostopniowe), poręczne to i może wystarczy jeden "podrasowany",

jeżeli nie - to dużą sprężarkę od jakiegoś silnika ZS. Gdyby jeszcze było mało, to lokomotywy spalinowe mają całkiem spore i wydajne wiatraczki dołado-

wujące... . To żart oczywiście... Mocy przyłącza byłoby mało i nie wiem, co na to PGE ...

 

Miałem kiedyś samoróbny wiatromierz "wiatraczkowy", ale gdzieś zapodziałem. Był wygodny, fotoczujnik IR współpracował bezpośrednio z cyklokompu-

terkiem. Poprawka nieliniowości wyznaczona metodą z postu #63. Jakby co, to nie sztuka powtórzyć.

 

Dzięki za link do Pitota, ale nie mam sprzętu do współpracy z tym modułem. Kiedyś gdzieś widziałem taki handlowy wiatraczkowy przepływomierz, ale

nie pamiętam gdzie. Może ktoś z Was się natknął?

 

Drgania i ich skutki przewiduję i staram się przeciwdziałać - wzmianka w #78.

 

* - obiegowa, niewłaściwa nazwa spotykana dość powszechnie jako (wygodna) handlowa; chodzi o dyskowe wirniki z łopatkami  

[japim]

Do wyboru do koloru: http://www.okazje.info.pl/szukaj/anemometr/ceny.html

[czarobest]

Czarku ( czarobest ), na jakim śmigle latałeś To To-0 , bo nie pamiętam?...

Na GWS 9x5 Proszę tylko specjalnie nie kupować takiego śmigła do testów.

Będę śledził oczywiście, życzę również powodzenia i oby sprawa się bardziej wyjaśniła.

[dukeroger]

Odkurzacz to raczej nie ta skala moze silnik od spaliny i smiglo?

 

 

Wysłane z iPhone za pomocą Tapatalk

[psiwak]

Jako żródło przepływu zamyślam użyć

jakiegoś kozackiego odkurzacza z płynną regulacją prędkości turbin (w co lepszych są wielostopniowe),

Szczerze mówiąc to nie widziałem jeszcze w moim życiu odkurzacza napędzanego turbiną, o wielostopniowej nie mówiąc.

[AMC]

 Japim , dzięki - pomogłeś. Wybrałem ET - 935, ma takie same deklarowane parametry, jak te duuużo droższe. Do Naszych celów wystarczy te +/- 3%

niepewności pomiaru. Jutro zamówię w Miarpolu.

 

 A tymczasem przywiozłem właśnie wspominany wcześniej sprzęt video i muszę się z nim zapoznać.

 

 Czarek, GWS 9x5 chyba mam, jak nie to żaden problem, mam zaprzyjaźniony sklep. Tylko, że one występują chyba (?) w nie jednym zarysie kształtu

łopat. Zerknij na zdjęcia z remanentu, czy jest tam podobne do Twojego kształtem.

 

 Psiwak , to rozpowszechniona nieprawidłowa nazwa handlowa elementu tego - no właśnie - czego? Bo tak naprawdę, to najbliższe to jest sprężarce odśrodkowej

albo wentylatorowi (?). Ale masz rację, z rozpędu użyłem nie tego słowa. Dopisałem odnośnik.

 A niespotykane rozwiązanie napędu odkurzacza (domowego zwłaszcza), o którym piszesz, byłoby rzeczywiście... hmmm... dość nowatorskie... :lol:

 

Wizytowałem także sklep bogato zaopatrzony w odkurzacze. Po ocenieniu możliwości najtęższych z nich - potwierdza się zdanie dukeroger -a ; to raczej nie jest

to, czego tu potrzebujemy. Tak więc wirnik wentylatorowy lub dobre śmigło, napędzane elektrycznie. Skłaniałbym się ku śmigłu, jak sugeruje kol. dukeroger.

Teraz pytania do Was w związku z konstrukcją tunelu:

 - o przekroju kołowym czy kwadratowym? Kwadratowy łatwo sklecić z "pasów" gładkiej sklejki, okrągły może z jakiejś podebranej rury (handlowej? Winidurki

   tak duże chyba nie występują). Przydałaby się podpowiedż

- jakiej średnicy/dł. boku oraz jak długi powinien być? Średnica to chyba ciut większa niż największe przewidziane do badań śmigło; myślę, że 15" , czyli tunel

  około 400mm. Może luty będzie ciepły...

 

Kwadratowe tunele pędzone śmigłem widziałem na wydz. lotnictwa Politechniki. Inne, nie wiem czym pędzone, obserwowałem przy pracy, będąc zadziwionym

równomiernością i jednorodnością strumienia. Ale one miały powyżej metra i długi obieg. 

[Bartek Piękoś]

Może to pomoże:

http://www.smil.org.pl/projekty/?id=tunel

http://ir.ptir.org/artykuly/pl/143/IR(143)_3369_pl.pdf

[e-mir]

A może jako wentylator da się zastosować elektryczną dmuchawę do liści? Ma to regulator obrotów, metrową rurę na wylocie i niezłą wydajność. Wiem bo mam coś takiego