Моделирование пропеллера

Мне нужна (очень) приблизительная модель винта на самолете.

Мой главный вопрос заключается в следующем: каковы будут отношения между:

  • Скорость вращения винта
  • Скорость самолета
  • Сила, создаваемая винтом

Кроме того, какая связь будет между вышеизложенным и:

  • Энергия, необходимая для привода винта?
  • Сила вращения между винтом и корпусом самолета

Любое понимание было бы очень полезно, в том числе заявление о том, что я не дал достаточно информации!

Спасибо

Почему бы вам не зафиксировать эффективность винта (скажем, 75%), а затем использовать эту формулу в качестве модели? В нем есть все, что вы упомянули.
Спасибо - однако все еще остается вопрос о том, как сила тяги изменяется в зависимости от скорости самолета.
Разве это не говорит о том, что, сохраняя неизменными другие вещи, тяга, умноженная на скорость, остается постоянной? Например: если скорость удваивается, то тяга уменьшается вдвое.

Ответы (1)

У вас достаточно информации. Пропеллер — это просто сложный вид крыла.

Предположим, что самолет движется вперед со скоростью, скажем, 150 км/ч.

Предположим, что пропеллер вращается с угловой скоростью, скажем, 40 оборотов в секунду (Гц).

Исходя из этого, если вы посмотрите на поверхность пропеллера на определенном радиусе от центра, например, на 1 метр, вы можете определить угол винтовой траектории, по которой движется эта часть пропеллера в воздухе, и скорость, с которой он движется. воздух.

Затем предположим, что он имеет определенный угол атаки, например 10 градусов или 0,18 радиана, и определенную «ширину», которая является длиной хорды его аэродинамического профиля. Исходя из этого, вы можете выяснить, сколько «подъемной силы» и «сопротивления» он создает, и каково направление этих сил относительно осевой линии самолета.

Теперь, если вы просто сделаете это для диапазона различных радиусов пропеллера (т.е. выполните интегрирование), вы сможете вычислить, какую тягу создает пропеллер и какая мощность ему требуется. Не забывайте, что это за лопасть винта . Типичные пропеллеры имеют 2 или 3 лопасти, но их может быть и 6.

Это все еще грубый расчет, потому что он зависит от таких вещей, как форма кончика винта, точно так же, как форма законцовок крыла самолета влияет на создаваемое сопротивление.

Обратите внимание, что если тяга больше, чем сопротивление самолета, самолет будет набирать высоту. Если меньше, то по убыванию.