Что такое пропеллер биплана и насколько он эффективен?

По сути, это два пропеллера, поставленные друг на друга. Вы можете увидеть это на этой фотографии Lazair .

Что касается того, почему они были выбраны для Лазера ,

Многие спрашивали, почему Ultraflight выбрала двойные пропеллеры, сложенные по принципу биплана. Это очень уникальная установка, которая привлекает много внимания. Очевидно, когда Ultraflight перешел на Rotax 185, они попробовали несколько разных пропеллеров. Проблема заключалась в том, что у модели 185 в коленчатом валу был шпоночный паз, и коленчатый вал щелкал всякий раз, когда двигатель кашлял или отбрасывал назад при запуске. Это была довольно серьезная проблема. После долгих размышлений было установлено, что инерция вращения гребных винтов слишком велика для кривошипа.

Дейл не смог найти двухлопастный пропеллерный фонарь, достаточный для нужд. Однако, поскольку они производили много ранних лазеров с двигателями Pioneer, оснащенными одним пластиковым винтом, у него осталась тонна излишков, подходящих для пионеров. Он обнаружил, что их можно «удвоить» и помочь создать дополнительную тягу, которую Rotax 185 был способен производить по сравнению с двигателями Pioneer мощностью 5,5 л.с.

Кажется, это быстрый способ получить больше тяги от пропеллеров без чрезмерного увеличения массы пропеллеров.

В зависимости от шага и аэродинамического профиля лопастей бипланный винт, используемый на Lazair, может быть более или менее эффективным, чем обычный четырехлопастный винт того же диаметра. Взаимодействие между лопастями вызывает дополнительное сопротивление (которое поглощает мощность, не создавая дополнительной тяги), но турбулентность от каждой лопасти влияет на следующую в обычной конструкции с четырьмя лопастями с аналогичными эффектами, особенно в конструкции с более плоским шагом или при низкой воздушной скорости. .

Потенциальное преимущество гребного винта биплана заключается в том, что, если предположить, что ступицы имеют шесть или восемь болтов для передачи крутящего момента (или даже четыре, хотя такое расположение менее универсально), лопасти могут быть расположены таким образом, что передний гребной винт находится прямо перед задним (истинный биплан). пропеллер), или одно или два отверстия, ведущие или отстающие от вращения. Без испытаний в аэродинамической трубе невозможно быть уверенным, но я ожидаю, что схема с передним винтом, отстающим от заднего на долю оборота, будет наиболее свободной от интерференционных эффектов и, следовательно, наиболее эффективной, вполне возможно, более эффективной, чем четырехцилиндровый винт. конструкция лопасти с одинаковым диаметром, шагом и площадью лопасти.

Пропеллер биплана представляет собой один винт, установленный над другим, подобно крылу биплана.

Это выглядит очень неэффективно. Зазор между сложенными лопастями составляет примерно одну хорду на конце и четверть хорды у основания. Это должно вызвать проблемы с высоким давлением под верхней лопастью, мешающим низкому давлению над нижней лопастью. Как минимум, лезвия должны быть расположены дальше друг от друга.

Вот анализ эффективности крыла биплана по отношению к разделению в процентах от хорды. Эффективность на 10,5% выше, когда зазор/хорда составляет 1,5 по сравнению с 0,75. Он не доходит до 0,25, но кажется, что это было бы намного хуже, так как падение подъемной силы/лобового сопротивления на 1,5-1,25 составляет 3%, а падение 1-0,75 составляет 4,2% при 4%. Эта конфигурация, вероятно, теряет 6%-18% по сравнению с зазором в 1,5 хорды. Запись гэпа/аккорда 0,075 в таблице выглядит как опечатка.

Ссылка показывает, что эффективность биплана ниже, чем у аналогичного моноплана, хотя не совсем ясно, остаются ли площадь крыла, размах или хорда постоянными для этого сравнения. В нем также говорится, что положительное смещение (верхнее крыло впереди нижнего) на 0,4 хорды дает на 5% лучшую эффективность, поэтому вращение верхнего винта на 0,4 хорды было бы выгоднее по сравнению с показанным вертикальным расположением.