Как да изберем витло

vesibo

Редовен Потребител
Много често ми задават въпроси относно това как да изберем витло за самолет.
Ще използвам материал, който ми беше попаднал преди време и беше обяснено с прости думи без да се навлиза в аеродинамиката.

И така:

Витлото на радиоуправляемия самолет е онова нещо, което се върти от двигателя и създава тяга, която избутва самолета напред.
При електрическите модели правилният размер на витлото е много важен, защото ако то е по-голямо от необходимото ще се увеличи консумацията на ел. двигателя, а това може да доведе до прегрявания и повреди в електрониката.
Какво представлява витлото?
Витлото е много сходно с крилата на самолет. То също като крилата има аеродинамичен профил и ъгъл на атака, които създават подемна сила.
Двете малки крилца на витлото са насочени в противоположни посоки, а помежду си имат секция с отвор, който е предназначен за монтиране на двигателя. Когато двигателят завърти витлото, то превръща въртеливото движение в тяга, която избутва самолета във въздуха.
Размери
5031706_orig.jpg

Всяко витло има маркирани два размера в инчове(1 инч=2,54см). Първият размер е дължината на витлото от край до край, а вторият е стъпката, тя ще бъде малко по-трудна за обяснение.

Стъпката показва какво разстояние ще измине витлото при един пълен оборот на двигателя. Разбира се това се измерва в перфектна среда и не трябва да се приема буквално, а трябва да служи като ориентир за сравнение на различните витла. На реалното разстояние, което изминава витлото могат да влияят много фактори като материал от който е изработено, несъвършенства по структурата, гъстота на въздуха и т.н.

Или накратко - колкото е по-голяма стъпката, толкова по бързо ще лети самолета, но трябва да се вземе под внимание, че с това расте и натоварването на двигателя. По-лесно може да разберете стъпката, като си представите два винта - единият с по-едра резба, другият с по-ситна. Ако ги завием в парче дърво, винта с по-ситна резба ще се завива по-бавно и ще изисква повече обороти, но ще трябва да прилагаме по-малко сила, докато винта с едра резба ще се завие по-бързо за сметка на по-голямата сила, която трябва да приложим.

Дължината на витлото също влияе на полета на самолета, като с увеличаването на дължината, се увеличава тягата, която може да произведе витлото за дадени обороти, но пак за сметка на по-голямо натоварване на двигателя. При по-високооборотни двигатели се слагат по-къси витла, защото дългите витла изискват много повече усилие от двигателя за да достигнат високи обороти.
7534917_orig.jpg

Ето някои зависимости
Изборът на витло наподобява изборът на предавка при управление на автомобил - трябва да избираме между бързо ускорение и висока скорост. При автомобила за ускорение избираме по-ниска предавка, а за скорост по-висока.

За по бързо ускорение и лесно изкачване при самолетите се избира витло с голяма дължина и малка стъпка. Това наподобява ниската предавка на автомобила.

За достигане на високи скорости се използват витла с малка дължина и голяма стъпка. Това е като висока предавка на автомобила - добре е, когато вече има набрана скорост, но при ниски скорости се ускорява бавно.

За сега това, дано да съм бил полезен с информацията.:) :biri:
 

Tassadar

Редовен Потребител
Браво на Веско за започването на тази изключително полезна за нашето хоби тема! Изборът на подходящо витло/мотор прави разликата между добре и зле летящ (или нелетящ) самолет. Искам на прима виста да добавя някой неща.

В авиомоделизма с някой съвсем малки изключения използваме витла с твърда т.е. неизменяема стъпка за разлика от витлата на повечето витлови самолети от голямата авиация. Както Веско отбеляза, стъпката е един вид еквивалент на скоростната предавка на автомобила. Ще рече, че нашите модели летят само на една предавка. Затова трябва много добре да намерим оптималното отношение между тяга (ниска предавка) и скорост (висока предавка) за конкретния модел. Някой насоки за този избор:

1. Максималната виртуална скорост на витлото (стъпка по обороти) трябва да е от 2.5 до 3 пъти по-голяма от сривната скорост на модела. (Освен ако модела е 3Д, планер или пилон рейсър).

2. Статичната тяга (тягата при нулева скорост) в съотношение с теглото на модела трябва да е поне 0.5 за излитане от писта.

3. Витлото с по-голям диаметър е по-ефективно от витлото с по-малък диаметър. Нормално избираме максимално голямо витло като ограниченията са просвета между витлото и земята при кацане/излитане и размаха на самолета. Витлото не трябва да е по-голямо от 25%-30% от размаха. Избираме подходящия мотор (мощност, обороти) съобразно необходимото витлото, а не обратното!

4. Ориентировъчните мощности (механична мощност на килограм) необходими за различните типове модели са:

100-120Вт/кг - тренер
150-160Вт/кг - спортен тренер, базова акробатика
200-250Вт/кг - спортен самолет, базов 3Д
300-350Вт/кг - пълнокръвен 3Д, F3A
400Вт/кг и нагоре - пилон рейсъри, неограничени вертикали с ускорение

Това са ефективните механични мощности, а не мощността на мотора. За да видим какъв мотор ни трябва, разделяме механичната мощност на КПД-то на витло-моторната група. Т.е. за 3Д модел с тегло 1кг ще ни трябва 500Вт китайски мотор за да прави всичко което искаме от един 3Д модел.

5. Увеличаването на диаметъра на витлото с 1 инч (2.54см), увеличава необходимата мощност на мотора с 30% при еднакви обороти и стъпка. Затова бъдете много внимателни при избора на витло при електрическите модели. Изчислявайте предварително и измервайте реалните консумации. Много лесно можем да изгорим мотор, контролер или да надуем батерия, ако сбъркаме витлото дори с 1 инч!

6. Витлото като частен случай на крило генерира тяга с ъгъл на атака и донякъде с обтекаемия профил на лопатите. Знаем, че крилата имат критичен ъгъл на атака след който генерираната подемна сила спада, а съпротивлението расте. Същото важи и за витлата. При нулева скорост спрямо въздуха т.е. на земята или при 3Д висене, ъгълът на атака на витлата е най-голям. Той намалява с увеличаването на въздушната скорост. Затова витлата с голяма стъпка изпадат в режим на срив (stall) при нулева скорост и дават по-малка статична тяга отколкото в полет. Прието е, че витла с отношение стъпка спрямо диаметър над 0.5 работят в срив при нулева скорост. (Витло 14x7 има отношение 0.5, витло 12х8 има отношение 0.66). Затова за модели изискаващи голяма статична тяга (3Д) витлото трябва да е с малко отношение стъпка/диаметър. 10х4.7 например.


За да направим правилен избор на витло/мотор съобразно горните уточнения, трябва да се сметнат доста формулки. За щастие добри хора са направили сайт който да ги смята вместо нас:

http://www.ecalc.ch/motorcalc.htm?ecalc&lang=en
 
Последна промяна:

vesibo

Редовен Потребител
Изключително важно допълнение от Пепи:win:
032.gif


Калкулаторът е върха.:biri:
 
Последна промяна:

Tassadar

Редовен Потребител
На въпроса до колко ефективни са т.н. Slow Fly (SF) витла.

Както името показва, те са създадени за работа при ниски скорости и обороти - там където "нормалните" витла не се справят добре. Наистина при тестове за статична тяга дават по-добри резултати. Относително голямата им хорда прави критичния ъгъл на атака по голям, от там и по добрата работа при нулева скорост. За това пък има по-голямо челно съпротивление и при нормални скорости това е недостатък. Всеки си има предпочитания по темата и използва SF витлата според разбиранията си. Важно е обаче да се знае, че SF витлата имат сравнително ниски максимално допустими обороти. Това е свързано с конструкцията им. Надвишаването им може да доведе до разрушаване на витлото и неприятни инциденти!

Сериозните производители дават тези лимити, гаражните - не....

Ето тук са лимитите за витлата APC. Вижда се, че SF витлата имат най-малък лимит от всички останали видове витла на APC:

https://www.apcprop.com/Articles.asp?ID=255
 

geo111

Потребител
Точно това ми трябваше
На https://www.apcprop.com/Articles.asp?ID=255 излиза това :
heading_RPMlimits.gif


The following are suggested RPM limits for APC propellers:

  1. Glow Engine (includes Sport and Pattern Propellers) and Speed 400 Electric Propellers
    Maximum RPM=190,000/prop diameter (inches)
    (For example, a 10x6 glow engine prop should be limited to 19,000 RPM)

  2. Thin Electric (E) and Folding Electric (F) Propellers
    Maximum RPM=145,000/prop diameter (inches)

  3. Multi-Rotor (MR) Propellers
    Maximum RPM=105,000/prop diameter (inches)

  4. Slow Flyer (SF) Propellers
    Maximum RPM=65,000/prop diameter (inches)

  5. Racing Propellers (including Carbon)
    8.75 N, W and 8.8 Series 40 Pylon Props
    Sport Propellers (for IC Engines) on Electric Motors
    Maximum RPM=225,000/prop diameter (inches)

  6. Racing Propellers (including Carbon) on Electric Motors
    8.75 N,W and 8.8 Series 40 Pylon Props on Electric Motors
    Maximum RPM=270,000/prop diameter (inches)

И според мен тярбва да се взема предвид от всички. Особенно ако не са супер навътре в нещата
 
Нагоре