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推进器特性:音高、直径和叶片数在性能上的变化

Overview

资料来源:北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程公司,北卡罗来纳州罗利大学

螺旋桨是一种扭曲的翼,弦的角度相对于位置沿径向站的变化,如图 1 所示。螺旋桨广泛用于飞机和水上推进系统,因此需要对螺旋桨进行详细的描述,以设计高性能车辆。

图 1.径向站的弦、厚度和音调。

螺旋桨的决定性特征之一是螺距/扭转。螺旋桨的螺距通常以长度单位表示,是螺旋桨在一次旋转中通过空气的理论距离。然而,由于飞机和螺旋桨的阻力,螺旋桨从未在理论上飞行。实际行驶距离称为螺旋桨的有效螺距,理论或几何螺距与有效螺距之间的差异称为螺旋桨滑移,如图 2 所示。

图 2.俯仰和滑动的表示。

在本演示中,7个螺旋桨在亚音速风洞中使用螺旋桨试验台。接下来是详细的参数化研究,以分析螺距、直径和叶片数量的变化对螺旋桨性能的影响。

Procedure

1. 测量亚音速风洞的螺旋桨特性

  1. 使用 4 轴刺坐安装在亚音速风洞中设置螺旋桨测试台,如图 3 所示。本演示使用了 2.6 英尺 x 3.7 英尺测试部分和最大动态压力设置为 25 psf 的风洞。


图 3.推进器钻机。请点击此处查看此图的较大版本。

  1. 将 6 轴称重传感器连接到钻机。这将用于测量推力和扭矩。
  2. 将无刷直流电机固定到钻机上,然后连接第一个螺旋桨。
  3. 将直流电机连接到电子速度控制器和脉冲宽度调制信号发生器,后者控制电机的速度。
  4. 连接功率分析仪,该分析仪将测量提供给电机的电流和电压,并将其

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Results

自由流密度,α:0.074 磅/英尺3,用于确定结果。图 4 显示了螺旋桨中 18 x 8 的双叶片的推力系数、扭矩、功率和螺旋桨效率的变化。螺旋桨、空气制动器和风车区域被划分。双叶片,18 x 8 型螺旋桨产生正推力,最高为 0.6,之后它过渡到空气制动区域,直到J 0.85。在这一点和之后,螺旋桨开始产生负扭矩,并像?...

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Application and Summary

推进器用于为小型飞机提供动力,并提供一种提供推力的简单方法。它们可以连接到电动或往复发动机上,在那里它们将转速转换为推力以进行推进。在本次演示中,使用安装在亚音速风洞中的螺旋桨试验装置,对7个间距、直径和叶片数量不同的螺旋桨进行了描述。对于每个螺旋桨,都确定了螺旋桨、空气制动器和风车运行区域。为研究螺旋桨直径的影响而进行的参数化研究表明,推力和扭矩随...

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Concepts

3:27

Measuring Propeller Characteristics in a Subsonic Wind Tunnel

7:46

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