Домашняя Аэродинамическая труба

ДедЮз
Стрела_RoSa:

И сразу вопрос - а винты как то продуваются в трубах? прошу не бить меня помидорами

Нет не продувают, а испытывают на стенде для подтверждения характеристик или внесения доработок. продувают профили винтовые, но это уже высший пиломаж в аэродинамике, т.к. винтовые профили серийные, т.е. на 1 винт (лопасть) разрабатывается от 3 до десятков профилей. Проблема в громадной разнице Ре и согласовании с прочностью материала.

Frr

Мне так кажется:

  • пропеллеров надо несколько (лопатки турбины заполняют все сечение)
  • развороты воздухопровода лучше полукруглые в плане (см. каналы у воздушных подушек), как тут
  • спрямляющую решетку оставить одну, перед сужением,
    чтобы скорость была повыше.
    Воздухопровод можно сшить из ткани, подложить полиэтилен и надеть на каркас из реек.
Frame

Здравствуйте! Ну наконец-то и я добрался. Много уже добавилось, интересно. Представляю свои идеи по лопаткам. Вот, как мне кажется, три варианта наиболее подходящих. Я думаю, что есть смысл лопатку делать почти постоянной толщины, но с острым хвостиком. Можно поразмышлять над вариантом профиля Benedek 8406 B. Мне кажется, что он наиболее подходящий, но можно пообсуждать и два других, которые я представил здесь. Как рассчитать радиус поворота канала, я пояснил рисунком. На другом рисунке расчёт величины прогиба средней линии профиля исходя из радиуса поворота канала. Прогиб я не считал, т.к. не имею эскиза, но принцип должен быть понятен из рисунков. Для определения этого прогиба средней линии профиля нужно решить простое квадратное уравнение. Из моих рассуждений следует, что лопатка совсем не нуждается в сильном изгибе средней линии из-за малой величины хорды по сравнению с радиусом поворота. Как мне кажется, лопатку можно вырезать на пенорезке ЧПУ и обклеить стеклотканью, вставив внутрь стержень-лонжерон (он же будет удобен и для установки лопатки).

Стрела_RoSa:

Овсеп джан, мысли такие - упаковал Трубу, поехал под конкретный Re с

Интересно, а где вы возьмёте данные о кинематической вязкости воздуха на высоте 900-3000 м? Может в справочниках и есть, но не уверен.

Стрела_RoSa:

Очень хочу этому научиться, а так же изготовлению таких винтов из композита ( карбона) , научите?

Я ещё в школе формовал винты из угля по харьковской технологии. Прессформы тоже делал сам. Это не трудно.

Стрела_RoSa
Frame:

…Представляю свои идеи по лопаткам.

…Из моих рассуждений следует, что лопатка совсем не нуждается в сильном изгибе средней линии из-за малой величины хорды по сравнению с радиусом поворота. Как мне кажется, лопатку можно вырезать на пенорезке ЧПУ и обклеить стеклотканью, вставив внутрь стержень-лонжерон (он же будет удобен и для установки лопатки).
…Интересно, а где вы возьмёте данные о кинематической вязкости воздуха на высоте 900-3000 м? Может в справочниках и есть, но не уверен.

Игорь джан, вы мне очень помогаете, как же мне вас отблагодарить? Вот именно такой разговор я понимаю:)
Оболденно горячее СОЛНЕЧНОЕ спасибо Вам от сума шедшего Горца который обожает летать:)
“…вязкости воздуха на высоте 900-3000 м?” Я пока не знаю что получится, обращусь в локальный авиа институт к декану, думаю там меня подержат…я пока сам для себя задачи ставлю как “режиссер-сценарист” собственного проекта…в полном мозговом штурме я буквально сплю и вижу эту трубу во сне…Загрузился по самое “нехочу”, но я счастлив так как познакомился с такими людьми тут…
Проект кажись уже выходит из “собственности” ввиду такой помощи от Вас и я опять таки рад так как знаю что человек с собой уносит только память о доброте и добрых, отзывчивых людях и о их делах… все остальное физическое остается на земле для поколений наших!

Скоро выложу масштабированный эскиз, пока топологический в DXF формате, а разрезы для конвертирования в DAT пойдут позже так как их будет не меренное количество для построения всего в модульном режиме.

Frame

Спасибо, дорогой за добрые слова! Я с этой темой как бы возвращаюсь в прошлые годы. После института в НИИ я работал с одним армянином по фамилии Узунян. Он тоже был очень упорным и дотошным в исследованиях. Не часто встретишь таких людей. Тот тоже любил летать, только на парапланах. Сейчас здоровье его подводит. Многое он мне дал, дай Бог ему здоровья!

ДедЮз
Frr:

развороты воздухопровода лучше полукруглые в плане (см. каналы у воздушных подушек),

Сравнивать не корректно, в возд. подкшказ статическое давление, а у вас скоростной напор.

Стрела_RoSa:

“…вязкости воздуха на высоте 900-3000 м?”

ИЗВИНИТЕ, здесь явный перебор. Игорь ТУ144 или МиГ25 продували на высоте 15-50, а то более километров? Дуйте дома, снимайте хар-ки, а потом мааааленький калькулятор и поправка по Ро.
Профили лопаток. Гетинген 417, самое то. Чтобы не мучаться, но выставлять нужно по задним кромкам по принципу касательная на точку стекания параллельна стенкам канала. Но если профили не догнуть, то на входах могут образовываться срывы и каверны.

Стрела_RoSa

Пойду друзья , поспать надо, успокоиться от волнений… пальчики от адреналина дергаются, мышь не держу, не могу больше чертить:) До завтра всем!

Frame

Я бы делал трубу практически как на рисунке rcopen.com/files/4d4758d79970730077ef73b0_sm, только основной канал квадратный, а не круглый. Так проще организовать поворот и лопатки станут хорошо. Опять же, когда сечение круглое, между лопатками и внешним контуром будут неудобные сегменты. В квадрате же пол и потолок будут ровные на повороте, а внутренний угол на повороте можно и скруглить. На входе потока в зону работы пропеллера хорошо бы иметь круглое сечение, причём перед входом неплохо бы поджать поток, как в импеллерах (хотя могу ошибаться в этом). После выхода потока из зоны работы пропеллера диффузор потребуется делать меняющимся от круга в квадрат. Может это и нетехнологично, но зато потом проще поток повернуть, как я написал выше.

Frr
ДедЮз:

в возд. подкшказ статическое давление, а у вас скоростной напор.

Тем более. 😃
(хотя в канале к воздушной подушке не совсем статика)
Где-то (м.б. тут?) была статья “hovercraft design” про форму каналов, потери в угловатых каналах (изломы потока) около 30% по сравнению со скругленными.

Стрела_RoSa
Frame:

Я бы делал трубу практически как на рисунке rcopen.com/files/4d4758d79970730077ef73b0_sm, только основной канал квадратный, а не круглый.

Именно этот Вами показанный фото эскиз я и оцифровываю.

Курю, не могу спать, полежал вскочил… Игорь для достижения единого языка общения я вложу в топологический чертеж так сказать “зональность с нумерацией” и разделительными линиями и будем общаться, если позволите конечно и согласны, цифрами зон, и/или процентами от линий зон в право, влево, вверх от основной оси или в низ от оси итп… Так я думаю и Вам и всем будет удобнее, точнее и проще объяснять свои предложения. Очень хочу достичь макс взаимопонимания и продуктивности и предложения внес из за того что я иногда теряюсь даже в общей как бы понятной терминологии:( Если я внесу не достаточную зональность в предлагаемый чертеж готов буду получить от Вас простую фотку с простыми стрелками/указателями на топологии - где еще их добавить в топологии. Прошу согласовать предложение. Я не напрягаю Вас? Если да тогда, предложение снято…без обид!

Далее, Я полностью осознаю что вы или кто то из участников форума можете ошибаться и соответственно не несете никакой ответственности за свои тех. предложения,замечания. На то есть моя полная ответственность в данном уникальном деле. Я буду базироваться для принятия решений на мнении коллективного разума всех уважаемых и достойных “аксакалов” форума по данной профессии.Профессиональность мне и всем Вам видна сразу по общепонятным причинам. Очень прошу всех заинтересованных профессионалов/участников темы активно участвовать в данной теме.
Высказывайтесь все Господа если вы уверены в своем замечании, в правдивости предложения больше чем на 70%.

Игорь, Овсеп - Если позволите я буду воспринимать Вас моими виртуальными руководителя на дистанции по данному проекту так как я не могу продолжать данную тему без руководителей вообще. Жалко что нет Виталия с нами в данной теме.

Предполагаемая мной максимальная продолжительность выведения первичного рабочего, не проверенного чертежа/документации мини замкнутой аэродинамической трубы из пенопласта и др. композитных материалов - 6 месяцев
Друзья, Игорь, Овсеп, прошу подтвердить желание продолжать разработку в течении указанного времени в данном форуме.
Форс мажор с семейными делами, здоровьем и занятостью на основной работе воспринимаю позитивно с пониманием.
*Интеллектуальное право на повтор и использование не проверенной трубы на основании будущих приложенных чертежей и документации остается владельцам форума по правилам форума.

Жорж

Прочитал… Если планируется проводить работы в полевых условиях, то почему выбрана АДТ замкнутого типа? Открытая АДТ проще и компактнее. Центробежный вентилятор обеспечит большую устойчивость работы (работа на всасывание), чем осевые. Крутить его можно и бесколлекторником (ради моды). Вы не обеспечите должной равномерности потока с такими поворотами (существуют рекомендации на минимальную длину воздуховода перед мерным участком. Дело задумано хорошее и нужное. И подойти к нему нужно внимательно и обдумав возможные варианты, чтобы не разочароваться на заключительной стадии.

Frame
Стрела_RoSa:

Друзья, Игорь, Овсеп, прошу подтвердить желание продолжать разработку в течении указанного времени в данном форуме.

Я всегда здесь всегда готов. Днём работаю, но половина ночи всегда есть.

Frame
Жорж:

Открытая АДТ проще и компактнее.

Я в предыдущих постах тоже высказывал такую мысль. Но есть одно “но”! В замкнутой трубе в установившемся режиме, т.е. когда двигатель запущен и прошло некоторое время, поток циркулирует по всей трубе. Вначале он нагнетается в канал, затем сжимается, потом проходит рабочую камеру и далее приходит к ротору, но с некоторыми потерями. Задача ВМГ подпитать поток энергией и пропустить далее в канал. В прямоточной же трубе ВМГ постоянно работает в режиме вакуумного насоса. Вспомните пылесос. Там диаметр патрубка всего несколько миллиметров, а мощность движка в районе киловатта, а мы наровим купить и побольше. А теперь представьте какую мощность нало приложить, чтобы пропустить поток через сечение 0,5 на 0,5 м, да и ещё с приличной скоростью, уж явно побольше, чем в пылесосе? Видимо поэтому я и видел прямоточные трубы, в которых дымок еле-еле ползёт. Вот и делайте выводы.

ДедЮз:

ИЗВИНИТЕ, здесь явный перебор. Игорь ТУ144 или МиГ25 продували на высоте 15-50, а то более километров? Дуйте дома, снимайте хар-ки, а потом мааааленький калькулятор и поправка по Ро.

Да перебор, согласен. Но была высказана идея возить трубу в горы. Вопрос: а есть ли смысл? Я так понимаю, что в горах можно получить другие Рейнольдсы на тех же скоростях потока. Покопавшись в справочниках, я пришёл к такому выводу: Рейнольдсы на высоте уменьшаются, т.к. растёт кинематический коэффициент вязкости. Привожу таблицу стандартной атмосферы из учебника Остославского. Я так понимаю, что малые Рейнольдсы мало интересны, мы их можем и дома поиметь, если, конечно труба на малой скорости будет давать качественный поток.

Стрела_RoSa
Жорж:

Прочитал… Если планируется проводить работы в полевых условиях, то почему выбрана АДТ замкнутого типа? Открытая АДТ проще и компактнее. Центробежный вентилятор обеспечит большую устойчивость работы (работа на всасывание), чем осевые. Крутить его можно и бесколлекторником (ради моды). Вы не обеспечите должной равномерности потока с такими поворотами (существуют рекомендации на минимальную длину воздуховода перед мерным участком. Дело задумано хорошее и нужное. И подойти к нему нужно внимательно и обдумав возможные варианты, чтобы не разочароваться на заключительной стадии.

Спасибо Георгий джан! Задумка по замкнутости необходима так как на горе Арагац где высота 2400( база наших физиков) есть помещения куда можно поставить трубу.Не всегда она будет наруже так как трудно будет так работать, на внезапный дождь, град… не успеем убрать или накрыть установку в горах. А там как вы знаете погода меняется на глазах. Устройство задумывается больше мобильным чем полевом.Для полных полевых режимов эксплуатации необходимо будет наверное 100 местную палатку разбить. Если труба будет прямоточной открытого типа - палатку сдует:)

Frame:

Я всегда здесь всегда готов. Днём работаю, но половина ночи всегда есть.

ДедЮз:

вопрос

Спасибо большое Игорь джан, Овсеп джан а вы меня как понимаю оставите на съедение в свободном парении?😃 шутка!, но я бы хотел знать будете мной 6 мес руководить? или тяжело? я без обид если не можете.

Frame:

… Я так понимаю, что малые Рейнольдсы мало интересны, мы их можем и дома поиметь, если, конечно труба на малой скорости будет давать качественный поток.

Игорь а если установка не получится линейной для малых скоростей? тады в горы и разгон двигуна до линейных точных данных! Я так думаю, не прав?
Знаю из опыта - импеллерные модели на больших высотах дохнут, КПД у двигуна у них низкий там, а для точного расчета моделей с импеллерами ( как пример задачи) необходимо будет выложить для них специфические “высотные” профили для “высотных” моделей с импеллерами. Есть капелька истины в изложенном?

ДедЮз
Стрела_RoSa:

Игорь а если установка не получится линейной для малых скоростей? тады в горы и разгон двигуна до линейных точных данных! Я так думаю, не прав?

Роберт, помогу. Не будь скептиком. Вопросы умные уже все заданы. Новые могут появиться когда труба задует. Ищи мотор и управление, отсюда и начнем. Только что нашел книжку и тебе сообщил.

Стрела_RoSa
ДедЮз:

Роберт, помогу. Не будь скептиком. Вопросы умные уже все заданы. Новые могут появиться когда труба задует. Ищи мотор и управление, отсюда и начнем. Только что нашел книжку и тебе сообщил.

Мотор и управление найдены, они в сообщении N28, первая страница.

Честное слов, я не скептик:) а жизнью наученный конформист:) уже 5 лет мной рассчитанное, проверенное и построенное ВЦ площадью 500кв^2 стоит как железный столб и не шелохнется свой инженеркой .Он результат абсолуютного тех. конформизма во взаимоотношениях между технарями которыми руководил… и по сей день.все так было…А теперь мне’ нужны руководители так как планета круглая:) Ваша дальнейшая помощь мне неоценима!

ДедЮз
Стрела_RoSa:

Вот ТТХ силовой установки с ценами:

Роберт. Посмотрел сообщение. Это добротный мотор для моделей, 2,4 кВт выдает при37 вольтах, выходя за 9000 об*мин. При таких параметрах нельзя изготовить нагнетатель нужных размеров. По предвар. оценкам 2,5 -3 кВт должны быть при макс. 3600 об*мин. Для выбран. мотора понадобится редуктор. Мотор при макс. нагрузке не сможет раб-ть в течении нескольких минут. Кроме мощности, есть понятие крутящий момент. А он на этом моторе небольшой, без понижающего редуктора не обойтись. Приблизительная прикидка: Мощ=2,5 кВт; Обор-ты=3600 мин^-1; Ометаемая площ.=24 дм^2; Скорость потока, прибл. 90-95 км/час., но рабочая зона, по сечению сократится до прибл. 20 дм^2, т.е 45х45 см в сечении. Ну, что редуктор 1:3 ставим? и я начинаю считать винт.

Стрела_RoSa
ДедЮз:

Роберт. Посмотрел сообщение…
Приблизительная прикидка: Мощ=2,5 кВт; Обор-ты=3600 мин^-1; Ометаемая площ.=24 дм^2; Скорость потока, прибл. 90-95 км/час., но рабочая зона, по сечению сократится до прибл. 20 дм^2, т.е 45х45 см в сечении. Ну, что редуктор 1:3 ставим? и я начинаю считать винт.

Овсеп джан я же там и винт показать 24 дуйма , шаг 14. Пока не нужно считать винт так как я могу найти другой двигун с низкими оборотами на 1 вольт и соответственно с большим моментом, Мне нужно 1 час на поиски двигуна, прошу подтвердите что нужен другой двигун почитав мои комментарии ниже по PWM ( широко полосная модуляция ) контроллерам. Если вы считаете что необходимо все таки использовать другой проппеллер а не показанный там на тойже странице в самом низу тогда хочу поделиться размером который уже предусмотрен для установки на двигателе - диаметр трубы в данном посадочном месте у меня на чертеже 610мм +/- 0,5 мм толейранс для резки пены.

Принцип расчета контроллеров работающих от Lipo акку. основан на напряжении 1 банки 3.7в. Соответственно если написано на моторе 6S это означает не 37 вольта а 6х3.7в=22.2вольт 22.2* 250 об/м/вольт 5550 оборотов в мин . Данный мотор может развить 9250 об/мин если подать на него 37вольт , согласен , но двигатель как вы и сказали сгорит очень быстро и поэтому контроллеры строят рассчитывая напряжение входное напряжение на 1 банке Lipo батарей = 3.7в. максимальное напряжение после заряда Lipo банки 4.2вольта. Как вы знаете Эл. 3-х фазные двигатели всегда имеют запас по номинальному напряжению, и их не использует ни кто под самое не хочу…
Далле,данное входное напряжение на контроллер учитывается для входного каскада стабилизации бортового питания контроллера 5 и 12в. Данное напряжение ( потенциал) 4.2в на банку после подключения 10-15 а то и 40( новые нано технологии ) кратного тока на них создаваемым контроллером и двигуном уменьшается очень резко до 4в и дальше за 2-3 мин 15-40 кратного тока на батарее потенциал банок падает до 3,8 вольт.

Так как мы не собираемся использовать в проекте LiPo, а собираемся использовать обычные кислотные акку от авто, то напряжение на двигателе надо считать(источник питания под нагрузкой) 14вольт х 2=24 вольта. именно руководствуясь данными вводными я искал и нашел 6S двигун. Если вы считаете что его момент не достаточен крутить 24 дюймовый проп с шагом 14 на малых и макс оборотах, тогда ищу двигатель у которого на 1 вольт 150 оборотов, ниже по оборотам на вольт нет двигателей. Я против установки редукции - это слабый и дорогой узел для 6000 об/мин скоростях требующий обслуживания итд. Если честно я не видел ни одного двигателя и не знаю такие технологии которые позволяют сохранять момент при разных оборотах двигателя.Момент всегда или высокий или низкий и он прямо пропорционален току потребления и оборотам двигателя. Так же хочу остановить ваше внимание что у показанного двигуна КПД около 87%( не ниже, а может и выше на пару тройку процентов так как мои измерители не такие точные - 3 нуля после запятой)

Насчет книги - я ее нашел у себя в электронной библиотеке 447 страниц. 1976г.Мхитарян - Аэродинамика. Буду читать, но позже.

ДедЮз
Стрела_RoSa:

я же там и винт показать 24 дуйма , шаг 14.

Роберт, винт я видел, но не придал значения (привык считать от первичных данных), что получилось выше. 24 кв. дм=диаметру 550 мм., а шаг для 3600 об*мин около 18 дюймов или 460 мм., при этом можно сделать многолопастной винт с хор. перекрытием. Только что я посмотрел инф. продавца. Там нет ни слова про рекоменд. винт.Заглянул в отзывы, нашел и тесты и отзывы по полетам. Макс. винт 22х8 дюймов, оптим. 20х10 - 18х12. Нужно время для пересчета на прямое вращ (без редуктора) может сойдет.

Стрела_RoSa
ДедЮз:

Роберт, винт я видел, но не придал значения (привык считать от первичных данных), что получилось выше. 24 кв. дм=диаметру 550 мм., а шаг для 3600 об*мин около 18 дюймов или 460 мм., при этом можно сделать многолопастной винт с хор. перекрытием. Только что я посмотрел инф. продавца. Там нет ни слова про рекоменд. винт.Заглянул в отзывы, нашел и тесты и отзывы по полетам. Макс. винт 22х8 дюймов, оптим. 20х10 - 18х12. Нужно время для пересчета на прямое вращ (без редуктора) может сойдет.

Раб зона при диаметре зоны пропеллера 610мм - 730мм х 730мм.Много лопастных винтов у нас не сделаешь, их можно купить, но я не видел 3 листников выше 18 дуйм в продаже. Что получается с винтом 24х14 с новыми двигателями ниже, можете помочь , подсказать?

Овсеп джан, я же попросил 60 мин:) вот 2 новых двигателя, они подойдут? который из них? макс обороты и обоих двигунов при 24в 4080 об/мин

Думаю второй больше подходит так как у него запас по мощности - 6000 ватт. Меня это не пугает, главное чтоб двигун нормально потащил свои 4080об/мин и проп 24/14( это он точно возмет как нагрузку без труда, даже греться не будет:)
Что скажете?

Вопрос: почему надо крутить не выше 3600 об/мин?
www.hobbycity.com/hobbycity/…/uh_viewItem.asp?idPr…
Цена 60 у.е.
Magnet Type: N45SH
Bearings: Dual oversize (Singapore)
Shaft: 10mm Hardened
Model: SK63-74 170
Kv: 170rpm/v
Turns: 9
Resistance: 50m-Ohm
Idle Current: 1.9A
Shaft: 10mm
Weight: 840g
Rated Power: 3250W
ESC: 100A+
Cell count: 6-10
Suggested Prop: 22x10~26x10
Power equivalent : 30% scale warbirds or 3D planes up to 100inch and anything requiring a 26~45cc gas engine.

www.hobbycity.com/hobbycity/…/uh_viewItem.asp?idPr…
Цена 90 у.е.
Model: HXT80-85-B
Input Voltage : max. 48V
Kv : 170 rpm/V
Weight: 1230g
Shaft: 10mm
Voltage Range: 20-48v
Non Load Current: 2.6A
Stator Size: 77x80mm
Power: 6000W
Turns: 8
Resistance: 37ohm
Idle Current: 2.6A
Equivalent: 50-70cc Gas Engine