Wie funktioniert ein Propeller?

Ich habe über die Kraft nachgedacht, die die Schwerkraft in einer Drohne ausgleicht, und bin auf diese Frage gestoßen, wie man den vom Propeller erzeugten Auftrieb als Funktion der Winkelgeschwindigkeit des Propellers und des Krümmungswinkels mathematisch beschreiben kann der Propeller.

Folgendes weiß ich:

  1. Integrale Faktoren für den erzeugten Auftrieb sollten die Winkelgeschwindigkeit des Propellers sowie der Krümmungswinkel und die Größe des Propellers sein, obwohl ich nicht sicher bin, ob da noch andere Faktoren eine Rolle spielen würden.
  2. Ich weiß, dass der Propeller die Luft von unterhalb des Geräts aus einem seitlich halbtoroiden Pfad um den Propeller herum ansaugen und dann einen Druckunterschied erzeugen würde, der dazu führen würde, dass Luft auf die Bodenfläche trifft. Die Multiplikation dieses Drucks mit der Fläche der Bodenfläche würde uns die Aufwärtskraft auf das Gerät geben.

Hier sind ein paar Links, auf die ich verwiesen habe, die ich aber nicht genau beantworten konnte:

  1. Wie beschleunigen Propellerblätter, die sich durch Luft drehen, diese, um Schub zu erzeugen?
  2. Was passiert vor und hinter einem Fan?

Antworten (1)

Wie alles in der Fluiddynamik gibt es keine einzelne analytische Funktion, um das Verhalten eines Propellers zu beschreiben.

Im Allgemeinen funktioniert der Schub des Propellers genauso wie der Auftrieb an einem Flugzeugflügel. Aufzug geht so

L = C L ρ v 2 A 2

Wo C L ist der empirisch ermittelte Koeffizient für diesen bestimmten Flügel/Propellerblatt.

Der "Biegewinkel" der Propeller ist als "Angle of Attack" bekannt. Für eine beliebige Geschwindigkeit durch eine Flüssigkeit ("Vorschubverhältnis") J ), gibt es einen optimalen Anstellwinkel (AoA, β ).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Da Sie Schwung und kinetische Energie bewahren müssen (ohne Reibungsverluste), ist ein langsamer/großer Propeller für ein Fahrzeug, das mit der gleichen Geschwindigkeit fährt, viel effizienter als ein schneller/kleiner Propeller. Luftmoleküle mit hoher Geschwindigkeit nach hinten schicken v gibt Ihnen v M Schubkraft, aber Kosten 1 2 M v 2 Energie (dieses Konzept ist als "Propellerschlupf" bekannt).

Propeller, kein Propeller . :-)
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