Propellerkurvenmodifikation am Prüfstand

Dies ist meine erste Stack-Tausch-Frage. Bitte haben Sie Verständnis, wenn ich eine Regel übersehen habe: Ich habe vergeblich versucht, nach dieser Frage zu suchen.

Ich habe einen handelsüblichen Propeller für eventuelle Höhenflüge. Ich habe die Tragflächenprofile verwendet, um eine ungefähre Propellereffizienz / c_thrust / c_torque / c_power vs. Advance Ratio-Kurven sowie die Leistung / Schub / Drehmoment / U / min vs. Fluggeschwindigkeit zu erstellen.

Meine Frage ist: Wenn ich diese Stütze auf einem Prüfstand am Boden hochdrehen müsste, sehe ich zwei Hauptänderungen - die atmosphärische Luftdichte und die Tatsache, dass die Fluggeschwindigkeit Null ist. Wie kann ich vorhersagen, wie sich der Propeller verhält, wenn die Fluggeschwindigkeit auf Null gehalten wird (das Rigg hebt den erzeugten Schub auf). Suchen Sie nach Dingen wie der maximal möglichen Drehzahl, dem Drehmoment usw. und wie sich das Verhalten des Propellers ändert.

Vielen Dank, gerne mehr Details.

Antworten (1)

Glücklicherweise ist die Geschwindigkeit in der Propellermaschine nicht null, sobald der Propeller läuft. Es saugt die Luft vor sich an und beschleunigt sie so stark, wie es die Luft hinten herausdrückt, wodurch sie weiter beschleunigt wird. Dies wurde bereits von Robert Edmund Froude formuliert und wird als Froude-Hypothese bezeichnet . Lesen Sie diese Antwort für mehr.

Mit den Gleichungen aus der verlinkten Antwort können Sie den Wirkungsgrad Ihres Propellers und die Strömungsgeschwindigkeit in der Propellerebene bereits berechnen, wenn Sie ihn auf Ihrem Prüfstand laufen lassen. Höchstwahrscheinlich ist Ihr Propeller für mehr als die unter statischen Bedingungen erreichbare Strömungsgeschwindigkeit ausgelegt, daher hilft Ihnen dies, Ihre Berechnungen nur für niedrige Propellergeschwindigkeiten zu kalibrieren. Aber da es bereits eine Strömungsgeschwindigkeit gibt, funktionieren alle Gleichungen.

Ihr Propeller hat ein Vorschubverhältnis, das Ihnen sagt, wie schnell er für eine bestimmte Fluggeschwindigkeit gedreht werden sollte. Um mehr Schub zu gewinnen, sollte der Propeller etwas schneller gedreht werden, damit sich über die gesamte Propellerspannweite ein positiver Anstellwinkel an den Blättern ergibt.

Unter statischen Bedingungen erreichen Sie keinen guten Anstellwinkel über die gesamte Spannweite. Je schneller Sie den Propeller drehen, desto mehr erfährt er einen zu hohen Anstellwinkel, ein Zustand, der an der Wurzel am schlimmsten ist und nur die Spitzen annähernd die richtigen Strömungsbedingungen aufweisen. Da der innere Teil des Propellers abgewürgt ist, erzeugt er viel Luftwiderstand für wenig Schub. Daher ist die max. Drehzahl- und Drehmomentzahlen sind sehr schwer vorherzusagen, und Messungen an diesem Punkt sind für die Vorhersage des Verhaltens des Propellers wertlos, sobald er mit seinem Auslegungsvorschubverhältnis läuft. Die Luftdichte sollte weniger problematisch sein - sie erhöht den dynamischen Druck und folglich die Leistung, die erforderlich ist, um den Propeller mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu betreiben.

Vielen Dank! Ich habe immer wieder deinen Namen und deine Antworten gesehen, als ich etwas über Propeller gelernt habe, und du hast mir auch in der Vergangenheit sehr geholfen! Beifall
@ Peter Kampf Ich bin deinem Link zu deiner anderen Antwort und Berechnung darin gefolgt. Ich bin auf ein Problem gestoßen, das ich hier als Frage gestellt habe, und würde mich über Ihre Gedanken freuen: Aviation.stackexchange.com/questions/55633/…
@dumbpropnerd: Ihr Beispiel hat eine Fluggeschwindigkeit von 3 m / s und benötigt eine Geschwindigkeit von 11 m / s in der Propellerscheibenebene, um zu funktionieren. Mit dieser massiven Beschleunigung brechen die üblichen Vereinfachungen der einfachen Propellertheorie zusammen (die Geschwindigkeitssteigerung ist im Vergleich zur Fluggeschwindigkeit gering), sodass unterschiedliche Gleichungen unterschiedliche Ergebnisse liefern. Testen Sie Ihren Propeller bei höheren Geschwindigkeiten und die Unterschiede werden kleiner.
Kampf Danke! Ich vermutete, dass dies etwas damit zu tun hatte, dass es sich um eine vereinfachte Theorie handelt, da ich meine andere Analyse unter Berücksichtigung von Induktionsfaktoren usw. durchgeführt hatte. Mir wurde auch klar, dass die einfache Propellertheorie nicht einmal die Propellereigenschaften berücksichtigt, sondern nur die Fluggeschwindigkeit, benötigter Schub und Luftdichte, bevor Sie eine Effizienzberechnung durchführen. Wie ist das möglich? Ich verstehe, dass es der ideale Propellerwirkungsgrad ist, aber wie ist das nützlich, ohne die Propellergeometrie zu berücksichtigen?
@ Peter Kampf Als Übung habe ich die Simple Prop Theory verwendet, um diese ideale Froude-Effizienz unter vielen Szenarien zu berechnen. Ich fand heraus, dass für ein bestimmtes bekanntes System (C_drag, Frontbereich) die Fluggeschwindigkeit (und damit der erforderliche Schub aus Luftwiderstandsberechnungen) und die Luftdichte keinen Einfluss auf die Änderung der idealen Effizienz hatten. Dieses Ergebnis ist für mich nicht intuitiv. Ergibt das Sinn für dich? Hier sind meine Berechnungen: ibb.co/kPPqzU
@dumbpropnerd: Die Propellerdetails sind in der Propellereffizienz verborgen. Bei einer schlechten Drallverteilung (denken Sie zum Beispiel an einen festen Propeller mit falscher Geschwindigkeit) spiegelt diese Zahl alle Effekte wider, die durch die nicht ideale Beschaffenheit des Propellers verursacht werden. Und was Sie beschreiben, klingt wie eine feste Stütze mit falscher Geschwindigkeit.
@ Danke schön. Welchen Nutzen haben in diesem Fall die Berechnungen? Wenn Sie sich das Bild ansehen, das ich gepostet habe, verwenden die Ergebnisse die Simple Prop Theory (kein Propeller ausgewählt, genau das, was der Flug erfordert). Bedeutet dies, dass der Propeller für die gegebenen Flugbedingungen unabhängig von Drall- und Propellereigenschaften ineffizient ist?
Propellerkurvenmodifikation am Prüfstand
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