Журнал Моделист-конструктор №6 - Столяров Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
Для примера рассмотрим характеристики гинта (рис. 4), чертежи которого приведены на рисунке 5. Эти характеристики даны с учетом того, что за винтом расположен фюзеляж, который своим влиянием несколько ухудшает работу винта.
Из характеристик видно, что наибольший н.п.д. винта получается при >- =1,1. Это не случайный результат. Дело в том, что винт может характеризоваться еще одним относительным параметром, а именно относительным шагом винта H
~ D
В нашем примере h — 1,3 и разность h — >* при максимальном н.п.д. равна 0,2. При такой разности между двумя относительными величинами к.п.д. почти всех винтов максимален.
Теперь сделаем следующее предположение: пусть взятый нами винт диаметром D = 0,6 м установлен на резиномоторной модели весом G = 0,23 кг. Скорость полета модели V = 5 м/сек.
Пользуясь графиком
(рис. 4), мы можем узнать, при каких оборотах винта за секунду получается та или иная тяга, какой момент необходимо приложить н валу винта, чтобы получить те или иные обороты, а следовательно, и тягу. Подсчет удобнее всего свести в таблицу.
Первая строчка таблицы содержит значения возможных оборотов, вторая — значения относительной поступи винта, подсчитанные
по формуле ^ = для
принятых оборотов. Третья, четвертая и пятая строни содержат значения ? и которые берутся из графина (рис. 4) при соответствующих значениях >.. Значения P (шестая строка) находим из приведенного выше выражения: P = OfD1H', значения M — из выражения
fJ
M = — р D5 П2.
2г.
Зная характер уменьшения момента по мере раскручивания мотора, а также зависимость угла набора высоты от тяги, можно определить время раскручивания двигателя, а также высоту, на которую поднимется модель за это время.
Для этого возьмем кривую моментов 40-граммового двигателя, изготовленного из 12 нитей резины 1 хб «пирелли» (рис. 6).
Отложим значение M из восьмой стронн таблицы на вертикальной оси графика моментов и проведем горизонтальные прямые до пересечения с кривой, а затем из точек пересечения опустим перпендикуляры на ось оборотов. Потом, проведя вертикальные прямые, отстоящие от соседних перпендикулярных оси оборотов отрезков примерно на равные расстояния, полу-
чим 6 участков на оси оборотов — пи, п„, и т. д. Количество оборотов, соответствующее каждому участку, занесем в девятую строку таблицы. Разделив количество оборотов на значение их скорости вращения из первой строчки, будем иметь значение продолжительности раскрутки для каждого из 6 участков оси оборотов. Сложив эти отрезки времени, получим суммарное время раскрутки резинового двигателя с точностью до 2—3 сек.
И наконец, покажем, как подсчитывается высота
подъема модели в спокойном воздухе за время раскрутки двигателя.
Для этого познакомимся сначала с некоторыми аэродинамическими характеристиками модели. На рисунке 7 показано, какие силы действуют на модель в го-
ризонтальном полете: сила тяги Р, сила сопротивления модели X, по величине равная Р, снла тяжести G и подъемная сила крыла Y-G.
Y
Отношение -= К назы-
X
вается аэродинамическим качеством модели. Обычно для спортивных резиномо-торных моделей качество в моторном горизонтальном полете лежнт в пределах 10—12.
Теперь рассмотрим равновесие сил у модели, поднимающейся под углом 0 к горизонту (рис. 8). Силе тяги P необходимо преодолеть проекцию силы тяжести G на продольную ось модели и силу сопротивления X, то есть:
P= X + G-sIne.
Заменим X через отноше-
0/5 0.12
сов
0.04
г
h=t,3
_3
с? N
\
\
і
\
of 0,4 о.е о.а 1,о і.г і.чл
Рис. 4. График характеристик трехлопастного винта, чертежи которого приведены на рисунке 5.
Рис. 7. Силы, действующие на модель при горизонтальном полете.
Рис. Б. Кривая моментов резиномотора из резины «пирелли» HkW* (12 нитей сечением
1>.6 мм). Двигатель закручен на 450 оборотов.
\% %Ю0 % 200 300 \ 400% Побороты
Рис. 8. Равновесие сил при подъеме.
I п 6,5 7 8 9 10 11
2 У 1,28 1.19 1,04 0,92 0.83 0,75
3 P 0.045 0.071 1,102 0.123 0,135 0,145
4 о 0.02 0,045 0.08 0.108 0.118 0.128
5 V1 0.55 0.745 0.785 0,77 0.74 0.68
6 пг 42 49 64 81 100 121
7 P кг 0.0133 0.035 0,082 0.133 ft. 189 0.248
8 M кг. см 0.3 0,53 1,07 1.53 2.11 2,71
9 "о 27 153 170 57 25 18
10 a t 4.1 21,9 21,25 6.33 2.5 l,64t . 57,7 сек.
оош
11 кін Q -0,01 0,05 0.26 0,48 0,72 0,97
A H 15.2 8.0 H . = оощ 64,5 м
12 —0.82 5.5 27.6 9,0
ние - (из формулы качест-K
ва), a Y1 в свою очередь, заменим через G. Таким образом, формула тяги примет вид;
G
P=—+ G-SiH в.
К
Решив это уравнение относительно slnG, получим:
р-т
sin O --^- .
28
Как помните, G нашей модели равно 0,23 кг. Качество модели примем равным 10. Тогда получим:
SlIl 0 = -.
0,23
другим шагом. Таким образом можно найти удовлет-воритепьное решение.
Значение sine внесем в одиннадцатую строку таблицы для соответствующих значений Р.
