Vår du beräkna parametrar med variabel stigningspropeller?
Jag utför ett projekt på Variable Pitch Propellers för UAV och speciellt självjusterande eller Passive Variable Pitch Propellers som ändrar tonhöjd på grund av aerodynamiska krafter och Pitching Moments.
För närvarande jobbar jag med ett enda element (snittbana) med bladelementteori för tre olika steg i flygplanet: Start (med en given hög varvtal, t ex 2000), Kryssning (medellång varvtal, t.ex. 1000) och landning (låg RPM t ex 500) och motsvarande fria strömhastigheter 0, 80, 20 m / s.
Men när jag försöker beräkna första Lift and Drag och sedan Pitching Moments insåg jag att det finns okända faktorer som behövs för beräkningarna som lyft- och dragkoefficienter samt Angle of Attack på det sneda bladelementet.
Syftet är att i första hand använda en symmetrisk aerofoil utan camber och jag undrar om jag måste använda en kommersiell aerofoil som NACA och i så fall hur man får Cl och Cd från denna aerofoil.
Mina frågor är:
-
Hur räknar man angreppsvinkeln eller stigvinkeln medan jag känner till deras subtraktion?
-
Behöver jag ge några värden för en ny parameter som hjälper till att hitta dessa beräkningar eller RPM, Vinf och r för propellern är tillräckligt?
-
Vad sägs om ackordlängden; behöver jag ge ett slumpmässigt värde där?
Jag är ledsen om några av frågorna är dumma men jag kommer från en annan bakgrund och jag är frisk i det aerodynamiska fältet.
1 svar
Det finns några nyckelparametrar i propellerns konstruktion, de viktigaste är drivkraften för propellern och den kraft som propellern levererar.
Ettbladelementavenpropellserutsomovan,frånE.Torenbeek,SynthesisofSubsonicAircraftDesign,somvisardekarakteristiskavinklarna:
- Vinkelnmellanbladkordochpropellplanärdengeometriskatonhöjden(bladvinkel$\beta$)
Vinkelanfalletpåbladelementet$\alpha=\beta-\Phi$
Deneffektivatonhöjdenär$\Phi=arctan(V/\omega*r)$.Dettagesoftaiförhållandetillrotationshastigheten$n$=rundorpersekundavpropellernochpropellerdiameternR:$$\Phi=arctan\frac{V}{n\cdotD}*\frac{1}{\pi\cdotr/R}$$
PropellernsförskjutningsgradJär
$$J=\frac{V}{n\cdotD}$$
Induceradhastighetbörvarakonstantöverbladet,vilketinnebäratt$\beta$minskarlinjärtmedökander:propellerbladettwist.Eftersomvridningenändraslinjärtkanenpunktpåbladettassomdetrepresentativabladet$\beta$,ochdettaärvanligtvistagetvidantingen70%eller75%avdetradiellaavståndet.
Detkanvisasattförengivenbladgeometribestämskraft-ochtryckkoefficienterna$C_P$och$C_T$avpropellernendastavJoch$\beta_{0.75}$.Omspetshastighetenliggerunderljudetshastighetochknivarnainteärstoppade,ärMachochReynoldstalseffekterförsumbar.$$C_P=\frac{P}{\rho\cdotn^3\cdotD^5}$$$$C_T=\frac{T}{\rho\cdotn^2\cdotD^4}$$
Vikannuslåupp$C_P$somfunktionavJiexempelvisNACA-rapporterfrånNACA-servern(kollaNACAWR286).Tyvärrärdessadiagraminteangivnaimetriskaenheter,såskullebehövakonverteras.Mendetfinnsmångaandrakällor,somunderifrånenfråga på detta forum .
När det gäller profilerna är propellerns design ganska specialiserad, men gammalmodiga NACA-profiler används fortfarande i helikopterblad för både huvudrotorn och svansrotorn. För en symmetrisk profil skulle NACA 0012 vara ett representativt val, återigen tillgängligt från NASA-rapportservern, till exempel NACA TN 4357. En google-sökning på NACA 0012-data resulterar i massor av träffar. En referensbok om detta är Theory of Wing Sections av Abbott & Von Doenhoff.
För ackordlängden kanske du vill titta på befintliga propellerdesigner och deras bildförhållande (propellradie / avg ackord). Du kan börja med ett värde på 15-20.
Det finns lite mer information om propelldesign för den pre-designfasen som du är i, i Torenbeeks bok som refererats ovan, inklusive design för variabla incidens rekvisita.
Läs andra frågor om taggar aerodynamics propeller airfoil Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna