Wie groß ist die Kraft, um die Steigung eines Verstellpropellers zu ändern?

Im Moment kämpfe ich mit dem Problem, dass ich eine Idee habe, wie ich diese Kraft berechnen kann, indem ich die Blattelementtheorie verwende und über ein ganzes Propellerblatt gehe, um das Drehmoment im Blatt zu berechnen. Dieses Drehmoment benötige ich, um die Kraft zu berechnen, die notwendig ist, um meine Steigung während des Fluges zu ändern. Ist die Klingenelementtheorie der richtige Weg, dies zu berechnen?

Kräfte auf ein Propellerblatt

Quelle: Nelson, Wilbur C.: Flugzeugpropellerprinzipien (John Wiley & Sons, 1944).

Außerdem fehlen mir Informationen zu den Tragflächendaten. Gibt es eine gute Schätzung, wie hoch der Drehmomentkoeffizient sein wird? Gibt es online eine gute Profildatenbank für Propeller?

Die Annahme cm=-1/4*ca funktioniert nicht, da Profile an Propellern nicht einmal Platten sind.

hängt vom Propeller ab, von der Geschwindigkeit, mit der Sie fliegen, vom Arm, der zum Aufbringen der Kraft zur Verfügung steht (gleiche Kraft, aber der doppelte Arm ergibt das doppelte Drehmoment)
Bearbeitete Frage zur Verdeutlichung Nur um es richtig zu machen: Ich suche nicht nach dem Drehmoment, das mein Motor liefern muss, um den Propeller zum Drehen zu bringen, sondern ich suche nach dem Drehmoment, das meine Blätter erzeugen, um die Kraft für ein elektrisches Servo zu berechnen / Hydraulischer Mechanismus Ich muss meine Neigung im Flug ändern. Da es sich um einen Verstellpropeller handelt, sollte die Geschwindigkeit, die ich fliege, von geringerer Bedeutung sein, da mein Anstellwinkel (und damit mein Drehmomentkoeffizient) sowie die Drehzahl viel höher sind. Ich hoffe zwar auf eine allgemeine Methode, aber in meinem Anwendungsfall wird es ein Flugzeug mit Ma < 0,3 sein
Laut diesem Beitrag verwendet der X-Plane-Flugsimulator die Blattelementtheorie auf der Propellerscheibe, die den Luftwiderstand und damit das Drehmoment angibt.
Dies beantwortet die Frage nicht, aber dieser Link bietet großartige Informationen darüber, wie ein Propeller mit konstanter Geschwindigkeit und sein Regler funktionieren. Ich weiß nicht, wie viel Motoröldruck benötigt wird, um die Steigung zu ändern, oder wie die Formel für 2,3,4 Blae-Propeller lauten könnte. < boldmethod.com/learn-to-fly/aircraft-systems/… >
Bauen Sie einen Propeller mit variabler Steigung neu?!

Antworten (1)

Bei einem gut konstruierten Propeller liegt die Scharnierachse sehr nahe an der Verbindungslinie der Druckzentren, sodass das aerodynamische Nickmoment eher klein ist. Die Hauptkraft ist Reibung; Beachten Sie, dass die Zentrifugalkraft der Blätter an der Nabe die Blattlager erheblich belastet, sodass die Reibung mit der Drehzahl zunimmt. Normale Propeller haben Gleitlager; Kennt man die Masse des Blattes, die Drehzahl und den Reibungskoeffizienten, kann man das Losbrechmoment eines Blattes berechnen.

Da Propellerblätter etwas (aber nicht viel) Wölbung haben, bewegt sich der Druckmittelpunkt mit zunehmendem Anstellwinkel nach vorne. Dadurch wird die Klinge aus einem mittleren Anstellwinkel weggetrieben; Mit anderen Worten, das aerodynamische Moment destabilisiert die Propellersteigung.

Paging @PeterKämpf in den Chatroom , Paging Peter Kämpf in den White Courtesy Chatroom!
Habe ich bei der Aerodynamik etwas falsch gemacht? Mit zunehmendem Anstellwinkel sollte der Drehmomentkoeffizient (cm) abnehmen und nicht zunehmen (vorausgesetzt, wir befinden uns im linearen Bereich), wie Sie angegeben haben. Somit sollte ich ein stabilisierendes Moment für höhere Anstellwinkel bekommen und kein destabilisierendes.
@Lumis: Das hängt ganz von der Achse ab, um die Sie das Drehmoment messen. Wenn Sie den Viertelakkord verwenden, sollte der Koeffizient idealerweise konstant sein. Wenn Sie die Rotationsachse bei ungefähr einem Drittel der Sehne platzieren (was Propellerkonstrukteure normalerweise tun), hat der Koeffizient einen positiven (instabilen) Gradienten über AoA.
Gibt es irgendeine Art von Literatur oder Quelle mit Beispielen zur Rotationsachse? Vielleicht sogar etwas, das ich zum Zitieren verwenden könnte?
@Lumis: Die Wurzel eines Propellerblatts mit variabler Steigung ist zylindrisch, und die Mitte dieses Zylinders ist die Rotationsachse. Vielleicht reicht google.com/patents/US2496169 .
Wie groß ist die Kraft, um die Steigung eines Verstellpropellers zu ändern?
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