Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 42. 20 oktober 1945 - Aerodynamisk konstruktion av flygpropellrar för hög hastighet och motoreffekt, av Bengt Reistad
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
1146
THiKNISK TIDSKRIFT
Fig. 2. Diagram över lufthastigheter och luftkrafter på ett
bladelement.
elementet. För att absorbera den ökade effekten
måste man då ha större propellerdiameter, större
bladbredd, högre bladantal och högre varvtal.
Allt tycks sålunda peka mot att man skall öka
varvtal och diameter för att klara av en ökad
effekt. Härvidlag kan man emellertid ej gå över
den gräns, som sättes av Mach’s talet. Mach’s tal
är förhållandet mellan en hastighet och
ljudhastigheten, och det har visat sig, att när Mach’s tal för
en vingprofil närmar sig 1 börja
profilegenskaperna för denna att avsevärt försämras.
Beräkning och erfarenhet visa, att om man vill
undvika stor försämring av verkningsgraden bör
man välja varvtal och diameter så, att
spefshastig-hetens Mach’s tal blir ca 0,9; kanske något högre
vid låga maximala flyghastigheter och något lägre
vid höga maximala flyghastigheter.
Anledningen till den sista anmärkningen är den, att Mach’s
tal för ett verksamt bladelement, t.ex. på 75 % av
radien, blir högre för den högre flyghastigheten,
även om Mach’s tal för spetsen i båda fallen är lika.
Det Mach’s tal, vid vilket försämringen börjar bli
avsevärd, blir högre ju tunnare bladprofilen är, och
man bör därför göra bladprofilen så tunn som det
av hållfasthetsskäl över huvud taget är möjligt.
Kompressionsstöt
Anledningen till att ljudhastigheten utgör en
gräns, som icke lämpligen bör överskridas, skall
Fig. 3.
Samband mellan
erforderlig
rördiameter
resp. luftens
specifika
volym och
Mach’s tal.
o
här anges. Om luft strömmar genom ett rör med
variabel sektion gälla vissa regler för denna
strömning: dels kontinuitetsvillkoret, som säger att
samma viktsmängd luft går igenom samtliga delar av
röret, dels det termodynamiska villkoret, som
säger att det krävs energi för att öka luftens
hastighet från ett värde till ett annat, och att denna
energi icke kan tas från något annat än luften
själv, vilken därigenom undergår en adiabatisk
tillståndsförändring. Resultatet av denna
tillståndsförändring blir att luftens tryck sjunker,
temperaturen sjunker och vad som just för
ögonblicket är mest aktuellt är att specifika volymen
ökar. Man kan då undersöka huru stor area som
erfordras för olika hastigheter i samma rör, och
detta framgår av fig. 3.
Vid inkompressibelt medium är det självklart,
att rörarean måste vara mindre ju högre
hastigheten är. Vid måttliga hastigheter måste rörarean
likaså vara mindre ju högre hastigheten blir,
ehuru inte fullt så mycket som vid inkompressibel
strömning, på grund av ökningen i specifik volym.
När man kommer till hastigheter som äro större
än ljudhastigheten blir emellertid ökningen i
specifik volym så stor, att det faktiskt krävs större
area ju högre hastigheten blir. Man finner
sålunda att mot en bestämd rörarea svara två olika
hastigheter, en över och en under ljudhastigheten.
Om man har ett rör med konstant area och i
detta en hastighet över ljudhastigheten, kan det
hända, att strömningen hoppar över från detta
tillstånd till den lägre hastighet, som motsvaras
av kontinuitetsvillkoret och det termodynamiska
villkoret. En sådan tillståndsförändring måste ske
plötsligt och språngvis, eftersom mellanliggande
hastigheter icke uppfylla de nödvändiga
strömningsvillkoren, och det fenomen, som därvid
uppstår, kallas kompressionsstöt. En sådan
tillståndsförändring är givetvis irreversibel — trots att
dessa hastigheter teoretiskt motsvara samma
energiinnehåll hos luften — och som alla
irrever-sibla förlopp är det förbundet med förlust.
Om vi återgå till vingprofilen är det ju bekant,
att strömningen på profilens sugsida har större
hastighet än strömningen på stort avstånd från
profilen. Den lokala strömningshastigheten
överskrider därför ljudhastigheten vid betydligt lägre
hastighet än ljudhastigheten, och när detta sker
får man en kompressionsstöt. Detta medför en
förlust, dels därför att en kompressionsstöt alltid
är förbunden med förlust, men huvudsakligen
därför att strömningen på profilens baksida stores,
så att man icke får det undertryck som man
rätteligen borde ha haft. Följden av det hela blir
snabbt ökande motståndskoefficient och
minskande lyftkraftskoefficient vid ökande
lufthastighet över den kritiska.
Fig. 4 visar ett slirfotografi upptaget i
höghastighetstunneln i Zürich av en vingprofil vid
överkritisk strömning. Mach’s tal var 0,85 och
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
