Ist es möglich, zwei "2-Blatt"-Propeller zu kleben, um einen Mehrblatt-Propeller zu erhalten?

Beeinträchtigt der Luftstrom der Propellerblätter einander und verringert den Gesamtschub? Sollte ich für diesen Zweck einen Propeller mit hoher Steigung in Betracht ziehen?

Mein Ziel: Ich suche einen 20-Zoll-Vierblattpropeller für eine Tailsitter-Drohne. Aber kommerziell finde ich so etwas nicht. Also fing ich an, einen 4-Blatt-/6-Blatt-Propeller mit 2-Blatt-Propellern herzustellen. Schubdichte ist meine erste Priorität im Vergleich zur Effizienz.

Eine zunehmende Anzahl von Blättern stört sich gegenseitig, verringert jedoch nicht den Schub. Ganz im Gegenteil, es erhöht den Schub (weshalb Sie mehrblättrige Propeller sehen). Was es jedoch verringert, ist die Effizienz (aufgrund der Interferenz). Das bedeutet, dass Sie bei gleicher Schubkraft mehr Kraftstoff verbrennen. Aber Sie erhalten einen höheren maximalen Schub

Antworten (3)

Klar, das ist nicht nur möglich, sondern hat gegenüber Einebenenpropellern sogar einige Vorteile. Der Haken ist, dass Sie idealerweise möchten, dass sich die beiden in entgegengesetzte Richtungen drehen, um Drehmoment und Vibration aufzuheben.

Sie bauen einen gegenläufigen Propeller :

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Abgebildet ist ein gegenläufiges Sun Flightcraft-Getriebekit für Rotax 503- und Rotax 582-Motoren.

Obwohl sie effizienter sind (in der Größenordnung von 10 %) als Ein-Ebenen-Propeller, sind sie auch viel komplizierter zu konstruieren. Das Getriebe wird schwerer und schwieriger zu warten. Und sie sind auch oft viel lauter, obwohl das oben abgebildete Rotax-Kit leiser sein soll.

Sie sind nicht nur für kleine Motoren. Hier ist ein strategischer Bomber Tu-95 :

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Bei Hubschraubern wird die gleiche Idee als Koaxialrotoren bezeichnet :

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"Gleichläufige" Propeller sind ebenfalls möglich, aber weitaus seltener, da die Hauptvorteile (Effizienz und Aufhebung von Drehmoment und Vibration) reduziert werden oder verloren gehen. Ich konnte nur einige wissenschaftliche Arbeiten darüber finden. Hier ist eine andere .

Gegenläufiges Drehen erfordert zusätzliche Hardware. Ich möchte es nur wegen der Komplexität und der Kosten nicht tun. Wie wäre es, einfach buchstäblich zusammenzuhalten?
@SRD Möglich, sicher. Effizienz weiß ich nicht. Ich konnte ein kurzes Papier darüber finden, aber nicht viele praktische Daten. Mein Bauchgefühl ist, dass Sie als Bastler mit einer Ein-Ebenen-Probe besser dran sind. Ich bin aber kein Aerodynamiker.
@SRD Oh, hier gehen Sie ! Masterarbeit darüber. Vielleicht würde das helfen.
Ich bin mir ziemlich sicher, dass sie kein gegenläufiges System für eine Tailsitter-Drohne bauen. Diese glänzen im Bereich der High-End-Militärhardware, aber für einen Eigenbau schlägt die COTS-Verfügbarkeit die Effizienz.
@Therac ja ... OTOH, ein gegenläufiges System für eine Drohne ist nicht annähernd so schwierig zu bauen wie eines für bemannte Flugzeuge. Könnte im Grunde mit zwei Kunststoffzahnrädern und einem Gummiband gemacht werden.
Alternativ frage ich mich, wie gut es funktionieren würde, den Motor nur zum Antreiben der Differentialdrehung der Propeller zu verwenden, dh den Motor an einem der Propeller zu befestigen und den anderen relativ dazu anzutreiben, aber beide drehen sich frei gegen den Rumpf . Das würde natürlich Bürstenkontakte zur Versorgung des Motors erfordern, aber das ist definitiv machbar.
Tu-95 verwendet ein sehr schlaues Planetengetriebe, eine sehr lustige Lektüre, aber ich habe die Verbindung im Moment verschoben. Wahrscheinlich ist es für eine kleine Drohne nicht relevant.

Es wird manchmal für Ultraleichtflugzeuge und Motorschirme gemacht. So was:

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Habe auch zwei 3-Blatt-Einheiten gesehen, die auf die gleiche Weise zu einer 6-Blatt-Einheit verbunden wurden.
Das wird umständlich sein, da der Lochkreis nicht bei 90 Grad ausgerichtet ist, Sie würden wirklich einen 8-Loch-Lochkreis wollen oder eine 6-Blatt-Stütze machen.
@BrianDrummond: Wäre ein 90-Grad-Winkel optimal für Klingen, die nicht koplanar sind? Ich würde denken, dass ein kleinerer Winkel besser wäre, da der vordere Propeller weniger Zeit braucht, um die Propellerwäsche des hinteren zu beseitigen, als der hintere, um die Propellerwäsche des vorderen zu beseitigen.
@supercat Du hast Recht. In einer Helix erfordert das weiter nach vorne Bewegen einer Klinge, dass sie vorrückt, um näher an ihren ursprünglichen Spitzenpfad zu gelangen.
@Brian Drummond Die fertigen Zwei-Blatt-Einheiten werden zuerst bei 90º geklebt und dann gebohrt.
@xxavier Das funktioniert. Je nach Dicke und Neigung der Stütze sind 90 Grad jedoch laut anderen Kommentaren nicht optimal.

Jede Propeller-'Einheit' wurde für eine bestimmte Reihe von Bedingungen entwickelt: Drehzahl/Luftgeschwindigkeit/Leistung/usw.

Wenn Sie dann in irgendeiner Weise verdoppeln, können Sie sicher sein, dass das neue Gerät unter den gleichen Bedingungen weniger effizient ist.

Außerdem ist die effizienteste Einheit, wenn alle Dinge gleich sind, ein Einblattpropeller - einige kleine Modellflugzeuge verwenden dieses Setup, weil die Spitzengeschwindigkeit relativ niedrig ist (Überschall-Höchstgeschwindigkeiten sind "eine schlechte Sache"), also konstruieren Sie eine Einheit mit mehr Klingen ohne triftigen Grund ist auch sehr wahrscheinlich weniger effizient.

Ein Einblattpropeller wurde auch bei mindestens einem bemannten Ultraleichtflugzeug verwendet - ich kannte einen Typen, der so geflogen ist, kann aber keine weiteren Details liefern. Außerdem ist es möglich, dass die Einheiten in den in der zugehörigen Antwort genannten Beispielen Aviation.stackexchange.com/a/84188/34686 speziell für diese Art der Verwendung, für eine einfache Herstellung oder für den Fall, dass sie wirtschaftlich ist, entwickelt wurden Die Klinge ist beschädigt und muss ersetzt werden.
Der Nachteil einer geringen Anzahl von Klingen ist, dass Sie für Ihren Durchmesser weniger Schub erhalten. Das Verdoppeln der Anzahl der Klingen bei gleichem Durchmesser wird weniger effizient sein, aber es wird Ihnen mehr Schub für den gleichen Durchmesser und die gleiche Geschwindigkeit geben. Es ist ein Kompromiss: ein großer, effizienter Propeller oder ein kompakter, weniger effizienter? Es läuft alles darauf hinaus, dass der Impuls mv und die Energie proportional zu mv^2 ist. Wenn Sie die Fläche des Propellers reduzieren, müssen Sie der Hälfte der Luftmasse die doppelte Geschwindigkeit verleihen, was doppelt so viel Energie verbraucht.
Ist es möglich, zwei "2-Blatt"-Propeller zu kleben, um einen Mehrblatt-Propeller zu erhalten?
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