[image]

Расчёт винтов и двигателей модели-копии

формулы для расчёта и немного теории
 
1 2 3 4 5 6
RU GOLF_stream #28.09.2023 23:33
+
-
edit
 

GOLF_stream

аксакал
★☆
Озадачился я более научно посчитать винты под новые моторы. Посмотрел расчеты в книжке Сахновского. К этим расчетам есть вопросы.

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.
А я хотел как раз сравнить винты с разными дисковыми отношениями.

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.

3. В Экселе сделал табличку, стал играться с исходными данными. При увеличении скорости момент и упор уменьшаются, при уменьшении скорости увеличиваются. Тоже странно.
При уменьшении числа оборотов даже появляются отрицательные значения - очень интересно.
   118.0118.0
Это сообщение редактировалось 29.09.2023 в 10:50
?? DM1967 #29.09.2023 00:06  @GOLF_stream#28.09.2023 23:33
+
-
edit
 

DM1967

опытный

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..."
   11
RU MikleB #29.09.2023 15:14  @GOLF_stream#28.09.2023 23:33
+
-
edit
 

MikleB

втянувшийся

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.
   118.0118.0
RU GOLF_stream #29.09.2023 23:56  @MikleB#29.09.2023 15:14
+
-
edit
 

GOLF_stream

аксакал
★☆
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.
   118.0118.0
?? DM1967 #30.09.2023 01:22  @GOLF_stream#29.09.2023 23:56
+
-
edit
 

DM1967

опытный

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.
   11

DM1967

опытный

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.
Прикреплённые файлы:
F2B_Oriental_0.jpg (скачать) [1050x672, 359 кБ]
 
Speedi2.jpg (скачать) [580x491, 43 кБ]
 
 
   11
RU MikleB #30.09.2023 15:19  @GOLF_stream#29.09.2023 23:56
+
-
edit
 

MikleB

втянувшийся

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.
   118.0118.0
Это сообщение редактировалось 30.09.2023 в 16:43
RU MikleB #30.09.2023 15:26  @GOLF_stream#29.09.2023 23:56
+
-
edit
 

MikleB

втянувшийся

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.
   118.0118.0
RU GOLF_stream #30.09.2023 22:03  @MikleB#30.09.2023 15:19
+
-
edit
 

GOLF_stream

аксакал
★☆
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).
   118.0118.0
RU NoOrNot #01.10.2023 15:14  @GOLF_stream#28.09.2023 23:33
+
-
edit
 

NoOrNot

втянувшийся

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.
   2323
+
-
edit
 

MikleB

втянувшийся

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?
   118.0118.0
RU MikleB #05.10.2023 14:31  @GOLF_stream#29.09.2023 23:56
+
-
edit
 

MikleB

втянувшийся

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

Браузер устарел / Облако Mail.ru

Браузер устарелК сожалению, ваш браузер не поддерживает доступ к сервису. Обновите браузер и попробуйте снова.Перейти на главнуюУстановите приложение, чтобы ваши файлы и фото всегда были под рукойУстановить приложение Браузер устарелК сожалению, ваш браузер не поддерживает доступ к сервису. Обновите браузер и попробуйте снова.Перейти на главнуюУстановите приложение, чтобы ваши файлы и фото всегда были под рукойУстановить приложение Браузер устарелК сожалению, ваш браузер не поддерживает доступ к сервису. Обновите браузер и попробуйте снова.Перейти на главнуюУстановите приложение, чтобы ваши файлы и фото всегда были под рукойУстановить приложение Браузер устарелК сожалению, ваш браузер не поддерживает доступ к сервису. //  Дальше — cloud.mail.ru
 
   118.0118.0
Это сообщение редактировалось 05.10.2023 в 15:14
RU GOLF_stream #06.10.2023 00:41  @MikleB#05.10.2023 14:31
+
-
edit
 

GOLF_stream

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

Посмотрел картинки :) Толковые.
   118.0118.0
RU GOLF_stream #22.12.2025 10:19
+
+1
-
edit
 

GOLF_stream

аксакал
★☆
Долго разбирался с расчетами. Считал по разным методикам, получал разные результаты :) Хотя отечественные книжки ссылаются на одни и те же диаграммы. Вышеуказанная Propeller Handbook мне показалась наиболее толковой, как это ни странно, хотя всегда уважал старые (очень старые, 1920-1950х годов) советские и даже досоветские технические книги за их понятное изложение. После долгих мучений результаты стали более-менее сходиться.
Получил характеристики нового винта и нового мотора, поскольку было понятно, что имеющийся ДПР-42 работает с перегрузом.
Подобрал новый мотор. Китайский, который вдвое мощнее и при этом легче.
Сделал 3D модели двух вариантов нового винта - с симметричной лопастью и с асимметричной. Лопасти строил как положено - протягиванием переменного цилиндрического сечения. Сечения тоже были двух вариантов - сегментное и с профилем NACA.
Распечатал из нержавейки три варианта винта. Лопасти потом доработал надфилем :)
Потом уже нашел программку PropCAD, которая сама строит винты по заданным параметрам. Но нашел старую версию, из которой можно выгрузить только сечения, но не 3D. В более новых версиях уже можно выгрузить полностью 3D-модель.
На днях провел испытания. Результаты в таблице.
Как и предполагал, старый винт был слишком "тяжелый". У новых меньше шаг, но на 2мм больше диаметр. С новыми потребление тока меньше у обоих моторов. Новый мотор работает без перегруза, в штатном режиме, при этом потребляет меньше тока даже со старым винтом. Скорость стала чуть выше. Разгон менее динамичный. Очень сильно ухудшилось торможение с новыми винтами. Тормозной путь с полного хода при включении реверса увеличился вдвое. Это и понятно - шаг винта меньше.
Прикреплённые файлы:
20250829_152011.jpg (скачать) [4000x2252, 2.8 МБ]
 
 
   146.0146.0
RU MikleB #22.12.2025 16:58  @GOLF_stream#22.12.2025 10:19
+
-
edit
 

MikleB

втянувшийся

G.s.> Подобрал новый мотор. Китайский, который вдвое мощнее и при этом легче.

В данных на мотор, ток ХХ, указан 0.23А, а у Вас даже с дейдвудом вдвое меньше. А какое бортовое напряжение? и почему на воздухе, ток потребления разный, не уж-то воздушное сопротивление у винтов на столько разное? а у ДПР наоборот? а без винтов сколько? а Вы какие данные брали для расчетов?
Прикреплённые файлы:
R390.jpg (скачать) [1016x550, 71 кБ]
 
 
   146.0146.0
Это сообщение редактировалось 22.12.2025 в 18:06
RU GOLF_stream #23.12.2025 09:18  @MikleB#22.12.2025 16:58
+
-
edit
 

GOLF_stream

аксакал
★☆
MikleB> В данных на мотор, ток ХХ, указан 0.23А, а у Вас даже с дейдвудом вдвое меньше. А какое бортовое напряжение? и почему на воздухе, ток потребления разный, не уж-то воздушное сопротивление у винтов на столько разное? а у ДПР наоборот? а без винтов сколько? а Вы какие данные брали для расчетов?

Я привел результаты натурного эксперимента. На все вопросы "почему?" ответ один - "потому что таков результаты измерений".
Напряжение 12В. Ток мерил тестером в цепи между регулятором хода и мотором.
Исходные данные брал с результатов расчета по 3D модели корпуса.
   146.0146.0
+
-
edit
 

vdm

новичок
G.s.> Распечатал из нержавейки три варианта винта.

Можно подробнее про распечатал?
   143.0.0.0143.0.0.0
+
-
edit
 

GOLF_stream

аксакал
★☆
G.s.>> Распечатал из нержавейки три варианта винта.
vdm> Можно подробнее про распечатал?

Отправил файлы моделей в фирму, которая занимается печатью, потом забрал у них готовые винты.
   147.0147.0
RU NoOrNot #23.01.2026 12:35  @GOLF_stream#22.01.2026 13:25
+
-
edit
 

NoOrNot

втянувшийся

G.s.>>> Распечатал из нержавейки три варианта винта.
vdm>> Можно подробнее про распечатал?
G.s.> Отправил файлы моделей в фирму, которая занимается печатью, потом забрал у них готовые винты.
А можно ещё "подробнее" - в денежном эквиваленте? :)
   2525
RU GOLF_stream #24.01.2026 11:14  @NoOrNot#23.01.2026 12:35
+
-
edit
 

GOLF_stream

аксакал
★☆
NoOrNot> А можно ещё "подробнее" - в денежном эквиваленте? :)

Мне обошлось по пятьсот рублей за винтик. Предложения были от 2400 до 8600.
   147.0147.0
RU NoOrNot #24.01.2026 20:31  @GOLF_stream#24.01.2026 11:14
+
-
edit
 

NoOrNot

втянувшийся

G.s.> Мне обошлось по пятьсот рублей за винтик. Предложения были от 2400 до 8600.
Весьма приемлимо. 8+ многовато, конечно. Хотя, винты могут быть разными. Интересно, они печатают только стальные, или могут из латуни/бронзы?
   2525
RU GOLF_stream #25.01.2026 11:05  @NoOrNot#24.01.2026 20:31
+
-
edit
 

GOLF_stream

аксакал
★☆
NoOrNot> они печатают только стальные, или могут из латуни/бронзы?

Из металлов только нержавейка, алюминий, титан. Желтыми металлами не печатают.
Кроме металлов, печатают всякими смолами-пластмассами-порошками.
   147.0147.0
RU NoOrNot #25.01.2026 20:50  @GOLF_stream#25.01.2026 11:05
+
-
edit
 

NoOrNot

втянувшийся

G.s.> Из металлов только нержавейка, алюминий, титан. Желтыми металлами не печатают.
G.s.> Кроме металлов, печатают всякими смолами-пластмассами-порошками.
Спасибо. Интересно..
   2525
Последние действия над темой
1 2 3 4 5 6

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Статистика
Рейтинг@Mail.ru