Ср. Фев 28th, 2024

Постройка легкого воздушного аэродвижителя, расчет винта

Постройка легкого воздушного аэродвижителя, расчет винта

garro

Я люблю строить самолеты!

Улыбнёмся друзья и за дело. аа молчать не будем?

garro

Я люблю строить самолеты!

Улыбнёмся друзья и за дело. аа молчать не будем?

DesertEagle

Гость

Если не вдаваться в детали, то винт делайте из следующих соображений:

1. Прежде всего нужно выбрать диаметр винта, чтобы скорость его кончиков не превышала 180 м/с для диаметров 130-160 см, 230 м/с для диаметров около 100 см и 250-260 м/с для диаметров 45-70 см. Скорость кончиков находится по формуле D = V*60/(3.14*RPM), где D — диаметр винта в метрах, V — скорость кончиков винта в м/с, RPM — обороты винта (а не двигателя!) в об/мин.

Например в вашем моторе с редуктором на оборотах винта 1900 об/мин, максимальный диаметр может быть до D = 180*60/(3.14*1900) = 1.8 м. Если поставите без редуктора на вал мотора, то винт должен быть диаметром не более 260*60/(3.14*8000)=0.62 м (62 см) для оборотов 8000 об/мин, 68 см для 7000 об/мин и 80 см для оборотов 6000 об/мин. Причем от винта со скоростями кончиков выше 180 м/с шум намного сильнее, поэтому в литературе рекомендуется по возможности не превышать 150-180 м/с. Так что для ранца вам редуктор не нужен, можете ставить винт диаметром от 65 до 85 см прямо на вал мотора.

2. Теперь надо подобрать шаг винта, чтобы он на рабочих оборотах потреблял ту мощность, которую выдает ваш мотор. Есть разные методики, но в вашем случае хорошую точность при очень простом использовании даст программа PropSelector (270 Кб). Ставьте в ней скорость движения Speed = 0 (или скорость вашего предполагаемого движения, например 25 км/час, но в данном случае это несущественно, а в статике проще потом измерять насколько изготовленный винт соответствует расчету).

RPM — обороты винта, 1900 для редуктора и 6000-8000 для безредукторного. Prop Diameter — диаметр винта, выбранный выше в пункте 1. Переключитель в сантиметры, по умолчанию там дюймы. Теперь подбирайте шаг винта Blade Pitch, пока потребляемая винтом мощность Power Absorbed не станет равна мощности вашего двигателя. Если движок от скутера, то 2T 72сс вроде выдают реальную мощность около 4-5 л.с. (а 50сс 2-3.5 л.с.). В поле Thrust получите тягу, которую винт покажет. Переключите тягу в кг, а мощность в л.с. (HP) для удобства.

Единственный нюанс — шаг не должен быть меньше 15-20 см, иначе будет сложно изготовить винт с такими маленькими углами, да и прога на малых шагах глючит. Так, для мощности 4 л.с. на 7000 обмин, шаг винта диаметром 68 см получается 9 см. Это мало! Смотрим для 6000 об/мин и 4 л.с.: шаг 4 см. Вообще не годится. Берем винт 70 см на 6000 об/мин и мощности 4 л.с.: шаг 16 см, тяга 15 кг. Это уже нормально, можно делать. А для 5 л.с. шаг выходит 20 см, почти идеально! Так и подбирайте дальше пока не найдете оптимальный для вас вариант.

3. Теперь, зная диаметр винта и шаг, можно начать изготовление. Купите на любом строительном рынке клей для дерева Tidebond типа такого, можно любого цвета (красный, синий или зеленый). Они отличаются водостойкостью, но для винта годятся все. Он покрепче чем ПВА и хорошо себя зарекомендовал при склейке винтов. В принципе, можно склеивать и на ПВА. Но лучше на Titebond или на эпоксидной смоле.

Теперь купите мебельный щит толщиной примерно 2 см и подходящей для винта длины (в Оби и Леруа Мерлен хорошие) типа такого: http://www.metaprom.ru/companies_foto/1340476399foto1_big.jpg. Смотрите чтобы он по возможности был сухим, ровным (не покореженным). Чем светлее, чем лучше. Не должно быть склеек в виде зубчиков. Лучше вообще без сучков, но если есть — выбирайте те что помельче и более светлого цвета. Черные сучки могут выпасть.

Теперь скачайте программу-скрипт VintPrint_0.5.zip (133 Кб), откройте ее в Блокноте виндовс и введите диаметр и шаг вашего винта. Сохраните и запустите двойным кликом. Рядом появятся файлы dxf, которые нужно распечатать в масштабе 1:1 на принтере. А можно и перерисовать прямо с экрана монитора на просвет, подогнав размеры картинки.

Вам нужен только вид сверху и шаблон для боковых линий. На сечения забейте, они не нужны.

В итоге у вас будем бумага (склеенная скотчем из листов А4) с нарисованной лопастью типа такой:

Прикладывайте ее на мебельный щит, обводите по контуру и протыкайте иголкой по служебным линиям. Там где они сильно изламываются (как на рисунке выше), сгладьте от руки, это просто недостаток алгоритма расчета, этот глюк проявляется не всегда. Все линии должны быть плавными.

Выпиливайте электролобзиком по контуру и потом сделайте еще один такой же. То есть винт должен быть из двух слоев по примерно 20 мм каждый, смотря какой попадется мебельный щит. Склеивайте их купленным клеем Titebond и оставляйте на сутки.

Теперь согните боковой шаблон (верхняя штука на рисунке) на 90 градусов по центральной линии, прикладывайте к боковой части заготовки и проведите боковые линии ручкой или карандашом. Разметка винта готова! Осталось вырезать по ней.

Для этого лучше всего использовать сабельную пилу, но годится и обычный электролобзик. Если нет и его, режьте пилой перпендикулярно заготовке множество надпилов от задней к передней кромке, а потом скалывайте стамеской или острым топориком. Это грубая обработка, оставляйте запас 1-2 мм до линий.

Теперь осталось довести форму винта до окончательной. Лучше всего это делать маленькой ручной болгаркой с лепестковым наждачным диском (не обычным наждачным, а обязательно лепестковым):

Если ее нет, то можно использовать грубый рашпиль, тоже довольно быстро получается.

Просверлите центральное отверстие сверлом 6 мм и во время финальной обработки постоянно проверяйте балансировку, держа винт на тонкой отвертке (или гвозде), вставленной в это отверстие. Срезайте материал с той лопасти, которая тяжелее.

Финально обработайте шкуркой и покрасьте 3 слоями лака с интервалом между слоями 2 часа для акриловых и 24 часа для обычного. При покраске тоже держите винт на отвертке, и добавляйте чуть больше лака на ту лопасть, которая окажется легче (хотя как правило, этого не требуется). На финальном слое для успокоения можете отбалансировать «на ножах», то есть не держа отвертку в руках, а положив ее на два уголка, чтобы она могла свободно вращаться. Так точность выше. Но в принципе, хватает и обычной.

Когда будете испытывать винт, постарайтесь измерить обороты. Они должны соответствовать оборотам двигателя, на которых у того максимальная мощность. Тогда тяга в статике будет максимальная. Допускается чтобы обороты мотора в статике были на 100-200 об/мин меньше, чем максимальные (винт на скорости движения немного докручивается и в полете обороты становятся мотора максимальными). Если винт не подошел, пересчитайте шаг и изготовьте новый =)). Как правило, первый же винт вполне можно использовать, но идеальный по оборотам получается со второго или третьего раза.

Подробнее о методике изготовления с картинками можно почитать например тут: http://paraplan.ru/forum/post/1133336. И для общего развития более ранний вариант, там можно сделать чертеж вручную, без компьютеры: http://paraplan.ru/forum/viewpost.php?p=658794.

Ничего сложного в таком изготовлении винта нет, у тех кто пробовал, получалось нормально с первого раза. Я тоже пробовал до этого разные методики (с сечениями, на копирах и т.д.), но такой метод по времени и простоте оказался самым лучшим. Метод годится для винтов диаметром как минимум до 135 см, это то что хорошо работало на практике.

ЧЕРТЕЖ ВИНТА


Сначала вам потребуется определить для своего винта шаг Н на основе диаметра, мощности и оборотов. С помощью программы Prop Selector (поиском в гугле) или по графикам в статьях по расчету винтов.

Далее склеиваем скотчем два или три листа А4, рисуем оси и вид одной лопасти винта в плане в натуральную величину (это немного модифицированная методика с сайта http://airpropeller.narod.ru/chertej.htm). Форму винта можно посмотреть на картинках в интернете, или просто нарисовать от руки. Максимальная ширина лопасти берется из методик расчета в статьях, обычно это от 5 до 10% от диаметра. Можно брать среднее 8%, то есть для винта диаметром 125 см ширина лопасти будет примерно 10 см.

Далее от руки рисуем профили с постепенно уменьшающейся толщиной, ориентируясь на изображение наиболее часто используемого в пропеллерах профиля RAF-6:

Находим на вертикальных линиях три точки: верхняя граница (красные линии), передняя кромка (синие линии) и заднюю кромку (зеленые линии). В будущем после вырезания из заготовки формы винта в плане, мы эти линии перенесем на боковины, примерно как показано на этом рисунке:

Причем на одной боковине будeт красная и синяя линия (передняя кромка), а на противоположной только одна зеленая (задняя кромка).

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВИНТА

В этом примере делается винт 34х10 (в дюймах, 34 — диаметр, 10 — шаг), но принцип одинаков для любого диаметра.

Вырезаем из бумаги нарисованную выше одну лопасть:

Рисуем на заготовке центральную линию-ось, прибиваем гвоздиком бумажный чертеж лопасти в центре ступицы, проверяем чтобы совпали оси на заготовке и на чертеже и обводим лопасть. Потом поворачиваем бумажку против часовой стрелки, не вынимая гвоздика(!), и обводим вторую лопасть.

Теперь можно на глаз срезать угольничек по задней кромке в верхней части (увидите на заготовке где явно лишний материал). Либо на чертеже провести линии от задней кромке к верхней и нарисовать получившуюся линию на верхней отпиленной поверхности. А потом срезать лобзиком от нее к задней кромке.

ПОКРАСКА

Переднюю кромку можно защитить широким армированным скотчем, но необязательно. Кстати, и дополнительную балансировку если понадобится, тоже можно делать этим скотчем, например наклеив на разные лопасти полоски разной длины.

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии