Wie berechnet man die Anzahl der Klingen?

Inspiriert vom Bau einer neuen Drohne, verlor ich mich in Neugier. Was ist, wenn ich eine feste Länge von Rotorblättern und eine Zielmenge an Auftrieb habe, die ich anheben möchte? Wie berechnet man die Anzahl der Klingen?

Ich habe viel über das Laden von Festplatten gelesen und war fasziniert von dieser Antwort ( https://aviation.stackexchange.com/a/32252/44213 ), die eine Korrelation zwischen dem Laden von Festplatten und der Anzahl der Blätter (oder dem Auftrieb pro Blatt) feststellte. Es hat mich gewundert; ist es überhaupt möglich, die anzahl der klingen zu berechnen? Wenn es darauf ankommt (und ich denke, das tut es), möchte ich ein Naca0012-Tragflächenprofil verwenden.

Als ich mich umsah, fand ich die Beziehung zwischen der Anzahl der Blätter und dem abnehmenden Wirkungsgrad / Auftrieb pro Blatt, wenn Sie ein Blatt hinzufügen. Auch die Tatsache, dass es einfacher wäre, die Klingen zu verlängern, habe ich gefunden. Aber wenn eine Verlängerung keine Option ist, wie können Sie dies tatsächlich berechnen? Und um die mich störende Frage zu vervollständigen, welche Auswirkung hat eine zweite Scheibe (wie die Chinook) auf diese Berechnungen?

Jede Hilfe wird sehr geschätzt. Alle Links werden sorgfältig gelesen.

Antworten (1)

Die Bestimmung der Blattanzahl ist einer der Schritte bei der Konstruktion des Hauptrotors eines Hubschraubers, aber nicht der erste. Der Designprozess des Hauptrotors ist ein iterativer Prozess mit einigen Eingangsparametern, die vom Missionstyp abhängen:

  • max. Wiegen
  • max. Geschwindigkeit
  • Installierte Motorleistung
  • Autorotationsleistung
  • Lärm
  • Manövrieren g
  • Klingenprofil
  • Klingenbereich
  • Vibrationsbelastungen

Anhand dieser Eingaben bestimmt der Designprozess Folgendes:

  1. Rotordurchmesser. Dies bestimmt die Festplattenbelastung: Eine geringere Festplattenbelastung führt zu einer besseren Schwebeflugleistung und Autorotationsleistung, eine höhere Festplattenbelastung zu einer besseren Reiseflugleistung.
  2. Schreibgeschwindigkeit. So nah wie möglich an der Widerstandsdivergenzgeschwindigkeit im Reiseflug, auch ein begrenzender Faktor bei der Auswahl des Rotordurchmessers.
  3. Rotorfestigkeit. Wie viel Scheibenfläche tatsächlich von Blattfläche eingenommen wird, bestimmt durch Blattabrissgrenzen bei Manövern. Das Erhöhen der Rotorfestigkeit erfordert mehr Triebwerksleistung, erhöht jedoch die Blattabrissgrenze.
  4. Anzahl der Klingen. Meist nach dynamischen Kriterien, weniger nach aerodynamischen. Der Bell 212 zeigt, dass die Rotorfestigkeit durch die Verwendung breiterer Blätter erhöht werden kann, aber die Verwendung von mehr Blättern minimiert die Vibrationsbelastung und das Geräusch pro Blattdurchgang.

Der Prozess des Rotordesigns ist ziemlich weit gefasst und kann am besten in den Theoriebüchern nachgelesen werden, die auch statistische Daten enthalten, um die Anfangsphasen zu unterstützen. Das folgende Diagramm stammt von Leishman und zeigt, dass leichte Hubschrauber eine Blattlänge von etwa 4 Metern haben, anscheinend eine gute Länge für dieses Gewicht und diesen Missionstyp.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die überlappenden Doppelrotorscheiben des Chinook führen dazu, dass ein Rotor im Kielwasser des anderen arbeitet, was die Effizienz verringert und mehr Scheibenfläche benötigt. Die Gesamtbelastung der Festplatte wird also reduziert.

Zwei gute Bücher zum Thema Helikopter: Helicopter Aerodynamics, Stability and Control von Ray Prouty und Principles of Helicopter Aerodynamics von J. Gordon Leishman.

Danke soweit. Was ich versuche zu verstehen, ist, was ein zusätzliches Rotorblatt tatsächlich prozentual zum Auftrieb hinzufügt? Und was ist für den überlappenden Plattenbereich zB bei ch47 abzuziehen? Es hat mich überrascht, dass die Diskloading/m2/Blatt für viele Hubschrauber etwa 8,7 beträgt, aber für den ch47 sind es 15,3. Hast du ein paar Gesten, die mir helfen, das zu verstehen? Übrigens: Ich fange an, von Grund auf neu zu denken, also können die anderen Parameter abhängige Variablen sein.
„... was bringt ein zusätzliches Rotorblatt eigentlich prozentual mehr Auftrieb?“ Abhängig davon, was wir vergleichen, fügen Sie einem Rotor, der bereits einen Hubschrauber anheben kann, ein Rotorblatt hinzu, bedeutet dies, dass wir nur den Luftwiderstand hinzufügen, wenn wir die Gesamtblattfestigkeit nicht gleich halten. Die Scheibenbelastung pro Schaufel ist kein wichtiger anfänglicher aerodynamischer Designparameter, und wir können nicht nur darauf schauen, ohne alle anderen verwandten Parameter zu berücksichtigen. Die Antwort, auf die Sie verlinken, legt nahe, dass die Blattbelastung ein Hauptkonstruktionsparameter ist, was nicht wirklich funktioniert.
OK, ich glaube, ich verstehe, was du meinst; Normalerweise ist die Klinge so konzipiert, dass sie den Bedürfnissen der anderen entspricht. Aber was ist, wenn Sie eine Drohne entwerfen möchten und mit verfügbaren Rotorblättern arbeiten müssen? Um nicht wählerisch zu sein, ich möchte die Sache einfach verstehen und manchmal denke ich anders herum, als es normalerweise getan wird. Es hilft mir zu verstehen, warum. Das tut mir leid.
Einige Berechnungen hier
Wie berechnet man die Anzahl der Klingen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v