Расчёт винтов и двигателей модели-копии

G.s.> Озадачился я более научно посчитать винты под новые моторы. Посмотрел расчеты в книжке Сахновского. К этим расчетам есть вопросы.
Можешь попробовать залезть в каноническую аэрогидродинамику. Корабельные винты никогда в жизни не считал, а авиационные - лет 35 назад считать учили. Понятное дело, что уже ничего не помню (то, чем не пользуешся забывается быстро), кроме того, что все выводилось из общих законов, плотности среды, чисел Рейнольдса и пр. Отдельно оговаривалось явление кавитации (отсутствующее в авиации). Т.е. давалось это по принципу: "Вот вам все в куче, это - учитываем, это - не учитываем, это - по ситуации. В итоге имеем..."

G.s.> 1. Абсолютно не учитывается дисковое отношение. А ведь оно имеет значение. Не такое большое, как диаметр, но всё-таки. Винты с дисковым отношением 0,4 и 1,2 - это два очень разных винта. Упор и момент у них будет существенно отличаться при одинаковом шаге. Сахновский ничего этого не учитывает.
G.s.> А я хотел как раз сравнить винты с разными дисковыми отношениями.
G.s.> 2. Подбор винта идет путем изменения шага винта. Но ведь, если считается для одной заданной скорости и заданном же числе оборотов двигателя, то при разном шаге у разных винтов будет разное скольжение. С чего бы вдруг? И этот аспект тоже нигде не учитывается. Как-то странно.
G.s.> 3. В Экселе сделал табличку, стал играться с исходными данными. При увеличении скорости момент и упор уменьшаются, при уменьшении скорости увеличиваются. Тоже странно.
G.s.> При уменьшении числа оборотов даже появляются отрицательные значения - очень интересно.

1. А зачем, делают винты с разным дисковым отношением? И можете сказать на сколько существенно будут отличаться? Что значить очень разные, в чем на сколько?
2. Подбор винта идет не только изменением шага, но и диаметра, и числа лопастей. Один шаг меняют только тогда, когда другой возможности нет. Про скольжение, надо сначала определиться с природой скольжения, тогда будет понятно, почему.
3.С увеличением скорости момент и упор уменьшается и это естественно так и должно быть. При уменьшении, а именно на швартовых, момент на винте и упор максимальные. И при уменьшении оборотов на заданной скорости наступает момент парали, а далее винт превращается в генератор, что тоже естественно.

MikleB> 1. А зачем, делают винты с разным дисковым отношением?
Наверное, для красоты.

MikleB> И можете сказать на сколько существенно будут отличаться? Что значить очень разные, в чем на сколько?
Не знаю. Вот и хотел узнать это из расчетов.

MikleB> 2. Подбор винта идет не только изменением шага, но и диаметра, и числа лопастей. Один шаг меняют только тогда, когда другой возможности нет. Про скольжение, надо сначала определиться с природой скольжения, тогда будет понятно, почему.
У Сахновского ничего никуда не идет. Я говорил именно про книжку Сахновского. У него не фигурируют ни число лопастей, ни дисковое отношение. Что меня и смущает.

MikleB> 3.С увеличением скорости момент и упор уменьшается и это естественно так и должно быть. При уменьшении, а именно на швартовых, момент на винте и упор максимальные.
Допустим. Тогда, если винт рассчитан на максимальную скорость, то судно её никогда не достигнет, поскольку не сможет преодолеть меньшую скорость, для которой требуется больше мощности. Парадокс?

Придется читать профессиональную литературу, а не моделяцкую.

G.s.> Допустим. Тогда, если винт рассчитан на максимальную скорость, то судно её никогда не достигнет, поскольку не сможет преодолеть меньшую скорость, для которой требуется больше мощности. Парадокс?

Немного не так. Если винт рассчитан правильно, то на неоптимальных скоростях и оборотах он не будет давать максимальный КПД. Ближайшая аналогия - обычный автомобильный двигатель в сочетании с трансмиссией. Что бы на шоссе был минимальный расход горючего нужна "крейсерская скорость". А вот для ее достижения расход может быть далеко не оптимальным. Скорости и выше и ниже вызовут снижение КПД.
Но,- да. Если вообще затупить и неправильно рассчитать винт - можно и не выйти на оптимальный режим.

DM1967> Немного не так. Если винт рассчитан правильно, то на неоптимальных скоростях и оборотах он не будет давать максимальный КПД. Ближайшая аналогия - обычный автомобильный двигатель в сочетании с трансмиссией. Что бы на шоссе был минимальный расход горючего нужна "крейсерская скорость". А вот для ее достижения расход может быть далеко не оптимальным. Скорости и выше и ниже вызовут снижение КПД.

Просто в качестве иллюстрации. На первом фото - кордовая пилотажная модель. Максимальная частота вращения двигателя порядка 10-15 тыс. оборотов в минуту. Скорость модели - порядка 100 км\ч. На втором - кордовая скоростная модель. Обороты достигают 35 000 в минуту (в отдельных случаях - до 40 тыс), скорость - 300 км\ч. Разница в винтах - очень показательна.

G.s.> Придется читать профессиональную литературу, а не моделяцкую.
Насчет моделяцкой литературы, общался с уважаемым Б.Сахновским, хотел узнать как получены эти аналитические закономерности, как оказалось формулы коэффициентов К1 и К2 приведенные в книге, получены профессором В.И.Зайковым, при обработке данных испытаний серий гребных винтов вовсе не моделяцких, и самое главное они работают!
Насчет дискового отношения, из аэродинамики известно, что чем меньше дисковое отношение тем лучше, так как удлинение лопасти больше, и следовательно минимальны индуктивные потери. Посмотрите винты эсминцев 1 мировой, узкие длинные лопасти, но увеличивают дисковое отношение не от хорошей жизни, увеличение мощностей двигателей (скорости), следствие кавитация и др. причины, вынудили увеличивать дисковое отношение в ущерб КПД. Но это совсем незначительное влияние по сравнению, с неправильно подобранным винтом. Поэтому можно пренебречь.
По поводу числа лопастей, все просто, в формулах по умолчанию рассчитывается 3-х лопастный винт, есть момент, поделите на 3 и получите момент потребляемый одной лопастью.
Если винт рассчитан на максимальную скорость, то его так и рассчитывают, чтобы момента мотора на заданных оборотах как раз хватило для расчетной максимальной скорости.
Удачи в изучении профессиональной литературы!
p/s эти формулы так же хорошо работают и при расчете воздушных винтов, сравнивал с MotoCalc.

G.s.> Придется читать профессиональную литературу, а не моделяцкую.

Басин А.М., В.Н.Анфимов. Гидродинамика судна. Л.: Речной транспорт, 1961.
Ваганов А.М. Проектирование скоростных судов. Л.: Судостроение, 1978

Егоров И.Т., Соколов В.Т. Гидродинамика быстроходных судов. - Л.: Судостроение, 1971

Мавлюдов М.А., Русецкий А.А., Садовников Ю.М., Фишер Э.А. Движители быстроходных судов (гидродинамический расчет). Л.: Судостроение, 1973.

Литература рекомендованная к изучению Б.Сахновским.

MikleB> Насчет моделяцкой литературы, общался с уважаемым Б.Сахновским

С Сахновскими я общался лет двадцать назад, когда они ещё строили модели и выступали с ними. Но общался не про формулы
Даже не знаю жив ли сейчас Борис Михалыч. От судомодельной тусовки он давно отошел (как и я по большому счету).

G.s.> 3. В Экселе сделал табличку, стал играться с исходными данными. При увеличении скорости момент и упор уменьшаются, при уменьшении скорости увеличиваются. Тоже странно.
G.s.> При уменьшении числа оборотов даже появляются отрицательные значения - очень интересно.

9.4 Моделирование гидродинамики гребного винта в ANSYS CFX.

NoOrNot> 9.4 Моделирование гидродинамики гребного винта в ANSYS CFX.
Интересная программа, видимо огромные возможности. Для заданных исходных условий. Скорость движения 13,6 узла или 7 м/с, мощности на винте 18430 ватт при 4500 об/м. Какой оптимальный винт шаг, диаметр, скольжение при этом режиме? Можно ли получить больший КПД? И еще, если Вы занимаетесь расчетами винтов, можете ответить на вопрос (который долго меня мучает) почему с ростом шагового отношения до 1.6-2.2, абсолютный КПД винта растет, а потом снижается?

G.s.> Придется читать профессиональную литературу, а не моделяцкую.
Попалась буржуйская, профессиональность, оцените сами. Propeller Handbook.pdf

MikleB> Попалась буржуйская, профессиональность, оцените сами. Propeller Handbook.pdf

Посмотрел картинки Толковые.