Описание программы расчета винтов
Существует несколько теорий расчётов воздушных винтов. Важное практическое значение имеет теория Сабинина - Юрьева,
которая устанавливает взаимосвязь параметров потока, размеров лопастей винта и
мощности, потребляемой винтом при заданной частоте его вращения.
Алгоритм нашей программы создавался на основе
последовательности расчёта винта по упомянутой теории,
но с учётом ряда допущений, которые, не оказывая
существенного влияния на конечный результат, намного уменьшали объём расчётных работ по книге: П.И.Чумак, В.Ф.Кривокрысенко - Расчёт, проектирование и постройка сверхлёгких самолётов,
с изменениями и дополнениями из других источников.
Значения Cy, K - берутся с графиков, а не из неточных формул.
Введен учёт изменения плотности воздуха и мощности двигателя с высотой.
Введен учёт изменения оборотов с температурой.
Добавлены методики расчёта (к расчёту с постоянным углом атаки) с постоянным шагом и постоянной удельной тягой.
Исправлены формулы P, V1, и треугольник скоростей в плоскости винта рассчитывается по Сабинину-Юрьеву.
Программа позволяет вести расчёты с постоянным углом атаки, с постоянным шагом, или с постоянной удельной тягой по участкам лопасти; позволяет задавать желаемую форму лопасти при соответствии мощности, потребляемой винтом, с располагаемой мощностью мотора.
Интерфейс программы состоит из нескольких закладок. Ниже приведено их краткое описание.
"Мираж": реклама парапланерного клуба г.Арзамаса "Мираж"
(см. рис.
).
Параметры: ввод входных (желаемых) параметров: мощность двигателя, обороты воздушн. винта, скорость полёта, радиус винта граничный, относительная ширина лопасти, число лопастей, относит. нач. радиус участка, угол атаки на относительном радиусе 0.75, точный диаметр ступицы, профиль лопасти, форма лопасти, толщина лопасти, метод расчёта винта. Запуск расчёта винта (см. рис.
).
Результат: просмотр и распечатка полученных результатов (см. рис.
). Просмотр 3D-модели рассчитанного винта (на базе OpenGL). Можно посмотреть винт с любых сторон (см. рис.
), повертеть, приблизить - удалить, сменить освещение (день, ночь), сменить материал винта, посмотреть оригинальную раскраску. Раскраска создаётся в виде отдельного BMP файла. Программа "натягивает" выбранную раскраску на винт. Можно задать вращение с разными скоростями и посмотреть как будет выглядеть рассчитанный винт с выбранной раскраской. Посмотреть отдельно профили на лопасти. Сохранить виды винта в виде графических файлов.
Шаблон профиля: построение шаблонов профилей для изготовления винта (см. рис.
). Печать шаблонов в натуральном масштабе (с точностью до 1 мкм) на лазерном принтере. Есть возможность построить шаблоны в натуральную величину в графическом редакторе Corel DRAW, используя его OLE сервер. Поясняю по русски: "дёргаю за внутренние ниточки" Corel, он открывается и строит всё, что мне надо (см. рис.
).
Шаблон лопасти: построение шаблона лопасти (см. рис.
). Печать шаблона и построение в Corel DRAW. Для сопряжение лопасти со ступицей используется настраиваемый B-сплайн (см. рис.
).
Возможно конвертация шаблонов из формата CDR в формат DXF или DWG.
Графики: ввод, добавление, удаление, изменения серии графиков, для определённого профиля, зависимости аэродинамического качества и коэффициента подъёмной силы от угла атаки лопасти (см. рис.
). При построении графиков по базовым точкам используется интерполяция многочленом Лагранжа. Если, для определённого параметра, нет графика в семействе - используется экстраполяция.
Профили: построение выбранных профилей для определённых b (ширина участка лопасти), c (толщина лопасти) и угла установки сечения лопасти. Печать, построение в Corel DRAW (см. рис.
).
Расчёт прочности: расчёт прочности винта из выбранного материала (см. рис.
).
Подбор винта: автоматический подбор оптимального винта по тяге с указанием
диапазонов подбираемых параметров (см. рис.
).
Нач. условия: установка начальных условий: плотность воздуха,
лин. скорость конца лопасти, смещение хорды от передней кромки и
смещение хорды от верхней кромки и другие.
Загрузка внешних настроек графиков (см. рис.
).
Программа содержит режим пакетной обработки Web-заказов расчёта винтов, т.е. Ваши данные обрабатывает робот. Будьте предельно внимательны при вводе данных для расчёта винтов.
Коновалов С.С. пилот клуба, программист, кандидат технических наук.
Рюмин С.В. пилот, инструктор и начальник (от слова "начал") клуба, авиамоделист со стажем, в прошлом руководитель авиамодельной секции СЮТ г.Арзамаса, сейчас инженер-конструктор.
Программу разработали:
инженеры-электромеханики по специальности авиационное приборостроение, МАИ,
члены Арзамасского парапланерного клуба "Мираж":
