Пропеллер в пенопластовом корпусе

alxndrlsn

Доброго!
Прошу конструктивной критики идеи установки винта в пенопластовый корпус “а-ля” ducted fan для вертикального взлета пенопластовой модельки. Если есть ссылки на подобные проекты - поделитесь, плиз.
Сначала решил провести мысленный эксперимент:

  1. тяга будет?
  2. а если соосную систему так упрятать?
  3. может лучше использовать мощные вентиляторы для серверов (а-ля PFR0812XHE с его 13к+ rpm в сочетании с более широкими TFC1212PE)?
alxndrlsn
alxndrlsn:

пенопластовой модельки.

вот такой примерно мультикоптер в мыслях.

alxndrlsn

часть ответов (1 и 3) сам нашел… следующий вопрос: если закрыть шахту с винтами москитной сеткой (защита от попадания туда всяких частиц) - изменится ли значительно что-нибудь для работы пропеллеров?

Dynamitry
alxndrlsn:
  1. может лучше использовать мощные вентиляторы для серверов
alxndrlsn:

закрыть шахту с винтами москитной сеткой

Определенно верные шаги, если использовать оные вентиляторы для охлаждения головы изобретателя во время запихивания в нее знаний по теории постройки мультироторных ЛА.

Дмитрий_Raccoon

Да ладно вам, человеку скучно, решил потроллить. Пускай толсто, но может неопытный ещё. 😁

ssilk
alxndrlsn:

Если есть ссылки на подобные проекты

Ознакомьтесь с творчеством нашего товарища…) Он еще и не такое делал.

wonnabeer


Эскизах в твоих, Сокол тысячелетний видется мне…

alxndrlsn

самый он, Йода Мастер, самый он… узнать не трудно его,
только… двухтысячелетним он соколом называться будет теперь…

ssilk:

Ознакомьтесь с творчеством нашего товарища…) Он еще и не такое делал.

ознакомился, впечатлился… супер…
продолжаю пока “обмозговывать” 2тысячелетнего сокола. Ардуинка и imu10-сенсор пришли, эксперименты с недоавтопилотом скоро начнутся на китайской стрекозе-14. вопрос: стоит ли возиться с калибровкой компаса(магмастер 1.0 на iskre neo не пашет из-за виртуальности порта, который искра создает) или ну его…?

п.с. игрушки на квадракоптерах видел, но ведь у меня не квадрик, а пента???коптер как минимум, да еще и расчитанный на медленный дрейф под звуки “Там пам парам пам парам пам парам Там там тарам там тарам там тарам…”, ну или как-то так. В любом случае, лучше 7 раз отмерить, потому что резать придется по строительному пенопласту…
вобщем-то проблемы теже, что и у всех: воображение богатое, а начинаешь делать и сразу куча граблей под ногами. простите за многословность.

alxndrlsn

проанализировав еще раз проект, решил следующее:

  1. без рамы никак (может так случиться, что моторы эффектно вырвутся из пенопласта при взлете, такой “epic fail” ну совсем не интересен)
  2. расположение моторов вертикальной тяги пришлось пересмотреть в сторону трапеции (в исходном “проекте” была расстановка типа “Y”) из-за не совпадения боковых линий корпуса и осей вращения, возникающих при задании угла крена.
  3. забор воздуха главного двигателя должен осуществляться горизонтальным пазом-воздуховодом в передней части корпуса, и частично через вертикальные отверстия в палубной части корпуса (задний ход в данном проекте не нужен).
  4. соосная схема двигателей вертикально тяги видится в данном проекте бесперспективной.
  5. с целью улучшения дальности контроля решено прикупить самый дешевый квадрокоптер с 2.4ГГц пультом.
26 days later
alxndrlsn

“i’ve found it very difficult to fly”(с) исчерпывающее заключение и цена это поделке не 300 баксов, а от силы 1000-1500 р.(надбавим за пенопласт)
мои работы уткнулись в теоретическую часть: дело в том, что мне нужен в итоге 2-3 килограммовый увалень, плавно парящий прямо на высоте 2-4 метра и медленно поворачивающий, если нужно а-ля самолет, а для этого, как мне думается, вовсе не нужно покупать моторы и контроллеры с запасом, тем более что это недешево.

12 days later
alxndrlsn

А может и получится: посчитал на ecalc.цх/xcoptercalc ток висения (считай ток взлета или “ток в момент отрыва от земли”, когда суммарная подъемная сила лопастей достигает оптимальной величины, и сила реакции опоры обращается в ноль) для 4-х двигателей вертикальной тяги (считай квадрокоптер) примерно 17-20А на 3-4кг взлетного веса при 12-16к+ оборотах в минуту.(скриншоты будут с работы на следующей неделе). С другой стороны создатели xcoptercalc хотя и заявляеют о 15% погрешности, но формул не обнародовали (или я не нашел - всё может быть), поэтому верить им на 100% нет никаких причин, впрочем большинство пользователей просто берут моторы с запасом мощности и прочие аксессуары потолще с расчетом на большие токи, не скупясь на затраты. Но моя ограниченность в средствах (а может в уме 😒 ) не оставляет мне вариантов, кроме как всё посчитать скрупулезно (7 раз - не меньше!) и один раз купить (собрать). А дело-то не лёгкое…, дело в том, что теоретическими выкладками применительно к масштабам авиамоделизма никто не занимался (или я не нашел - всё может быть), судя по всему. Конечно, интернет-поисковики радостно предлагают аэродинамические формулы для реальных самолетов и вертолетов, оперирующие на масштабах намного больших характерных размеров тех же пропеллеров с паркфлайера, для которых воздух вряд ли можно считать вязким - они его режут на 10к+ оборотах как нож масло. В общем, начнём мы с уравнения Бернулли для одиночной лопасти, движущейся в виртуальном (конечно же, потока по сути нет - движется сама лопасть, однако, в система отсчета, связанной с лопастью, имеем набегающий поток - всё как требует классика жанра) набегающем потоке, и закончим расчетом тока висения/взлета, чтобы убедиться - работает физическая модель или нет (ехать в магазин или копить дальше). Фактически, мы все попробуем отгрызть от гранита науки, пожевать и может быть даже прожевать, настолько тщательно, насколько позволяют знания базового курса физики для ВУЗов без авиа-космического уклона.

ssilk
alxndrlsn:

17-20А на 3-4кг взлетного веса при 12-16к+ оборотах в минуту

Это на 5" пропах чтоли? )

alxndrlsn:

режут на 10к+ оборотах как нож масло

Да где Вы берете такие обороты? На электромоторах не бывает таких оборотов (если мы не говорим о мелколетах с пропами меньше 5" и коллекторными моторами), на ДВС могут быть, но и там, с такими оборотами только мелкие пропы крутятся…

alxndrlsn

скриншоты выложу в понедельник - на рабочем компе остались, там эта программулина (бесплатной версии) мне посчитала для 2-х лопастных 8"x4" 10к+ оборотов в минуту и для 3-х лопастных 6"x3-4" 14-16к+ оборотов в минуту; все вручную подбирать пришлось; подобрал, посмотрел - бк моторчик outrunner для головного винта самолета… вот тебе и 15% ошибки. 😃 … посмотреть бы что там за формулы вмонтированы для обсчета.

ssilk

Они там неправильно обороты считают… Получается у них произведение оборотов холостого хода на КПД, ну ± туда-сюда. То есть они совсем не считают нагрузку на мотор. А надо считать так: 0.5*kV*Vпит*КПД, то есть половина оборотов ХХ умноженная на КПД. В реальности(особенно на коптерах), это значение гуляет в обе стороны на 10-15-20% в зависимости от отношения мощности моторов к размеру/весу всего аппарата и от точности настроек контроллера. На конкретном примере: Мотор 1000kV, батарейка 3S - 12 вольт в среднем, пропы от 8х3.8 до 9х4.7. Подставляем в формулу 500*12*0.75±20%, итого имеем диапазон оборотов 3600 - 5400. И это без резких “телодвижений”, скажем в висении, потому что при резком наборе высоты батарея просядет и диапазон оборотов сместится в нижнюю сторону…

alxndrlsn
ssilk:

при резком наборе высоты батарея просядет и диапазон оборотов сместится в нижнюю сторону…

отрицательная обратная связь получается?

alxndrlsn

вот они, “расчеты”…впринципе это не самое важное, сейчас надо понять:
правильно ли я мыслю…

Mistel
alxndrlsn:
  1. с целью улучшения дальности контроля решено прикупить самый дешевый квадрокоптер с 2.4ГГц пультом.

а вот это очень плохая идея…

Mistel
alxndrlsn:

и почему же? - поясните, пожалуйста.

Потому что аппаратура там самая помоечная и зачастую даже без настроек. Лучше за эти же деньги - 3-4 тыр купить что-нибудь типа Турниджи i6 или 9x

alxndrlsn
Mistel:

Потому что аппаратура там самая помоечная и зачастую даже без настроек. Лучше за эти же деньги - 3-4 тыр купить что-нибудь типа Турниджи i6 или 9x

может и помоечная, ведь квадрик с пультом всего 1100+ руб., WiFi пульт из него сделать можно даже докупив arduino pro mini + WiFi модуль. По сути мне нужен был корпус с антенной+стики+lcd-экранчик и я все это получил. Остальное - дело техники и пока не суть важно.

Mistel

Покажите мне квадрик за 1100руб у которого пульт с “антенной” и “lcd-экранчиком”…

alxndrlsn
Mistel:

Покажите мне квадрик за 1100руб у которого пульт с “антенной” и “lcd-экранчиком”…

забейте в поисковик X1 Bumblebee или Syma X1 Spacecraft 2.4ГГц (подсказка: на РЦ-ТУДЭЙ брал)
п.с. Китайцы и не такое могут…

1 month later
alxndrlsn

[физика процесса] nasa.gov/…/exploring-drone-aerodynamics-with-compu…
глядя на результаты исследования аэродинамики квадрокоптера спецами из NASA, могу лишь констатировать факт: на оборотах выше пороговой (когда скорость лопасти превышает скорость звука в среде) воздух становится настолько вязким, что ведет себя как жидкость: видны волны высокого и низкого давления, вызванные вращением лопастей, а также сплошная турбулентность под винтами…
кроме всего прочего удивило наличие области высокого давления на задних кромках винтов - судя по всему из-за трения (интуитивно понятна становится фишка с вырезами на задних кромках лопастей компьютерных кулеров).