Можно ли втыкать два «двухлопастных» винта, чтобы получить многолопастной?

Воздушный поток лопастей воздушного винта мешает лопастям друг друга и уменьшает общую тягу? Должен ли я рассмотреть винт с большим шагом для этой цели?

Моя цель: я ищу 20-дюймовый четырехлопастный пропеллер для хвостового дрона. Но в коммерческих целях я ничего подобного не нахожу. Итак, мы начали рассматривать возможность создания 4-лопастного/6-лопастного винта с 2-лопастными винтами. Плотность тяги - мой главный приоритет по сравнению с эффективностью.

Увеличение количества лопастей мешает друг другу, но не уменьшает тягу. Наоборот, это увеличивает тягу (именно поэтому вы видите многолопастные винты). Что это действительно снижает, так это эффективность (из-за помех). Это означает, что вы сжигаете больше топлива при том же количестве тяги. Но вы получаете более высокую максимальную тягу

Ответы (3)

Конечно, это не только возможно, но даже имеет некоторые преимущества перед одноплоскостными винтами. Суть в том, что в идеале вы хотите, чтобы они вращались в противоположных направлениях , чтобы компенсировать крутящий момент и вибрацию.

Вы строите пропеллер, вращающийся в противоположных направлениях :

введите описание изображения здесь

На фото представлен комплект редуктора противовращения Sun Flightcraft для двигателей Rotax 503 и Rotax 582.

Хотя они более эффективны (порядка 10%), чем одноплоскостные винты, они также намного сложнее в конструкции. Коробка передач будет тяжелее и сложнее в обслуживании. И они также часто намного громче, хотя комплект Rotax, изображенный выше, считается тише.

Они предназначены не только для небольших двигателей. Вот стратегический бомбардировщик Ту-95 :

введите описание изображения здесь

На вертолетах та же идея называется соосными несущими винтами :

введите описание изображения здесь

Воздушные винты с «совместным вращением» также возможны, но гораздо реже, поскольку ключевые преимущества (эффективность и компенсация крутящего момента и вибрации) уменьшаются или теряются. Я смог найти только несколько академических статей об этом. Вот еще один .

Для противоположного вращения требуется дополнительное оборудование. Просто не хочу этого делать из-за сложности и стоимости. А как насчет того, чтобы буквально держаться вместе?
@SRD Возможно, конечно. насчет эффективности не знаю. Я смог найти короткую статью об этом, но не так много практических данных. Мое внутреннее чувство таково, что как любителю вам лучше использовать одноплоскостную опору. Хотя я не аэродинамик.
@SRD О, вот ! Магистерская диссертация на нем. Может быть, это поможет.
Почти уверен, что они не строят систему вращения в противоположных направлениях для хвостового беспилотника. Они блестят в сфере высокопроизводительного военного оборудования, но для домашней сборки доступность COTS превосходит эффективность.
@Therac да ... OTOH, систему вращения в противоположных направлениях для дрона построить не так сложно, как для пилотируемого самолета. В основном это можно сделать с помощью двух пластиковых шестеренок и резиновой ленты.
В качестве альтернативы, мне интересно, насколько хорошо будет использовать двигатель только для управления дифференциальным вращением винтов, то есть двигатель будет прикреплен к одному из винтов, а другой будет вращаться относительно него, но оба будут свободно вращаться относительно фюзеляжа. Конечно, для питания двигателя потребуются щеточные контакты, но это определенно выполнимо.
Ту-95 использует какой-то очень хитрый планетарный редуктор, очень смешно читается, но ссылку я на данный момент сместил. Наверное, для маленького дрона это не актуально.

Иногда это делается для сверхлегких самолетов и парамоторов. Так:

введите описание изображения здесь

Также видели, как два блока с 3 лезвиями соединяются таким же образом, чтобы получить блок с 6 лезвиями.
Это будет неудобно, так как круг болта не выровнен под углом 90 градусов, вам действительно нужен круг болта с 8 отверстиями или сделайте опору с 6 лопастями.
@BrianDrummond: Будет ли угол 90 градусов оптимальным для лезвий, которые не лежат в одной плоскости? Я бы подумал, что меньший угол был бы лучше, так как пропеллеру, который находится впереди, потребуется меньше времени, чтобы очистить промывку винта от винта сзади, чем тому, кто сзади, потребуется, чтобы очистить промывку винта от того, что впереди.
@supercat Вы правы. В спирали перемещение лезвия вперед требует, чтобы оно продвигалось вперед, чтобы приблизиться к исходной траектории кончика.
@Brian Drummond Готовые двухлопастные блоки сначала монтируются на клей под углом 90º, а затем просверливаются.
@xxavier Это работает. Хотя, в зависимости от толщины и шага винта, 90 градусов не будут оптимальными, согласно другим комментариям.

Любой воздушный винт проектируется для определенного набора условий: скорость вращения/воздушная скорость/мощность и т.д.

Если потом каким-либо образом удвоить, то можно быть уверенным, что при тех же условиях новый агрегат будет менее эффективен.

Кроме того, наиболее эффективным агрегатом, при прочих равных условиях, является однолопастной воздушный винт — некоторые небольшие модели самолетов используют эту установку, потому что скорость законцовки относительно низкая (сверхзвуковые максимальные скорости — это «плохая вещь»), поэтому проектирование агрегата с дополнительным лезвия без уважительной причины также, скорее всего, будут менее эффективными.

Однолопастной винт также использовался по крайней мере на одном пилотируемом сверхлегком самолете — я знал парня, который летал на таком, но не могу предоставить более подробную информацию. С другой стороны, в примерах, упомянутых в соответствующем ответе Aviation.stackexchange.com/a/84188/34686 , возможно, что устройства были разработаны специально для использования таким образом, для простоты изготовления или экономии в случае, если лезвие повреждено, необходимо заменить.
Недостатком небольшого количества лопастей является то, что вы получаете меньшую тягу для своего диаметра. Удвоение количества лопастей одного и того же диаметра БУДЕТ менее эффективным, но даст больше тяги при том же диаметре и скорости. Это компромисс: большой эффективный винт или компактный менее эффективный? Все сводится к тому, что импульс равен mv, а энергия пропорциональна mv^2. Уменьшите площадь пропеллера, и в конечном итоге вам потребуется придать двойную скорость половине массы воздуха, который потребляет в два раза больше энергии.
Можно ли втыкать два «двухлопастных» винта, чтобы получить многолопастной?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v