Det amatörbyggda flygplanet Propellerns beräkning II Som sagt, vi vill ha ett flygplan, vars stigegenskaper ska framhållas så myc- ket som möjligt i förhållande till andra faktorer. Därför väljes propellerns stig- ning H/D så att dess verkningsgrads max, kommer över cs = 1,46. För att finna detta H/D-förhållande, vars 7-kurvas maximum ska ligga över det ifrågavarande es-värdet, måste man bestämma motsvarande 74 -kurva, som går genom <s-värdets och prickade linjens b skärningspunkt — denna giver oss det motsvarande H/D-värdet. Här bör på- pekas, att det icke alltid gives 7- och /- kurvor i förbindelse med vissa stignings- förhållanden H/D, utan i stället i för- bindelse med en rad propellrars olika bladvinklar 8 I vårt fall skär cs = 1,46 och prickade linjen b på fig. 15 i punkt I. Genom den- na punkt går 2-kurvan H/D = 0,83 och pilen visar, att propellerns motsvarande framstegsgrad 4 är 0,81 — därav beräk- nas senare propellerns diameter. Följer man cs = 1,46 linjen uppåt, då synes, att denna skär till H/D = 0,83 motsvarande 7-kurvan i punkt II — pi- len visar på skalan 7 = 0,775, som är be- tydligt högre, än vi antog vid beräkning av den erforderliga effekten. Denna kommer att förminskas, när flygkrop- pens största tvärsnitt är större än 0,174 av propellerrotationsytan, därför att 7 omfattar alla i propellerstrålen placera- de flygplansdelarnas motståndsökning samt flygkroppens inflytande på propel- lerdraget. é Propellerns diameter D beräknas ge- nom: : Vg ARENAN a DS 0,81 när v = 43,8 m/sek och n = 35,8 varv/sek JNA Ne ro Dr OM sk på FAR SAO a Propellerrotationsytan beräknas = till 1,79 m?. Av den är flygkroppens tvär- snitts (= 0,58 m?) andel: : OS 0,324 > 0,174 Vid förhållandet ”flygkropp/propeller- rotationsyta” 4 ska man räkna med 7-värdeminskning med minst 0,05, dvs. .dess maximivärde kommer att vara Vid? ED:== 089: Nmax = 0,775 — 0,050 = 0,725 Den är något större, 0,725 > 0,720, än man antog för hastighetens bestämning på fig. 12. Genom att av denna skillnad förorsakad hastighetsskillnad är obetyd- lig, kan vi vara nöjda med resultatet. Blir skillnaden större, förändras den an- tagliga flyghastigheten (man beräknar den antagliga flyghastigheten med stör- re ?-värdet) och en ny koefficient €s måste beräknas och hela beräknings- gången upprepas. Då i vårt fall propellerns maxlängd ur flygplanets konstruktiva synpunkt var begränsad till 2,00 m ska vi först be- räkna högsta möjliga verkningsgrad 7” med en något längre propeller. 22 9/5 1947 TEKNIK för ALLA TIONDE AVSNITTET av flygkapten Harry Habels principbeskrivning av ett flyg- bygge. Tidigare avsnitt har varit införda i nr 14, 16, 17, 18 21, 22, 25 1946, 2 och 5 1947. Vill man bestämma propellerns verk- ningsgrad 7”, när dess längd är given, t. ex. D = 1,60 m, så beräknar man först propellerns framstegsgrad vid motsva- rande v och n. Vv 43,8 DN 9 Se AR På fig. 15 synes, att 4 =0,765 skär med cs =1,46 i en punkt, genom vilken går Å-kurvan H/D = 0,73. Vidare ser man där, att motsvarande 7?-kurva (H/D =0,73) ska skära cs =1,46 lin- jen i en punkt, som giver 7 värdet ca 0,745, dvs. ungefär 0,03 mindre än det var med propellerlängden D=1,51. Så- ledes har man redan med den 1,60 m långa propellern ingen förbättring att vänta, enär propellerrotationsytan i detta fall bara kommer att bli 2,01 m2. Ökas propellerns diameter ytterligare, då sjunker 7? mera — däremot har diameterns förminskning den nackdelen, att en allt större andel av propellerstrå- len blir avskärmad av flygkroppen, vil- ket också förorsakar verkningsgrads- förminskning. I vårt fall är en obetydlig 7” ökning möjlig om man tar propellerns längd bara några centimeter över 1,51 m. Här ska den emellertid inte beaktas utan flygegenskapernas beräkning kommer att fortsättas med de redan funna data. För bättre överskådlighets skull ritar man till H/D = 0,83 motsvarande 7 och 2 | | N o8t 2 == see I Ny 7 o7 VI d 06 AS i Vd j A 95 09 IA I a 08 2 7 03 AV 97 A 74 22 - 06 A J V4 a 05 /Ä 0 04 | Il TEE GE SIE CDT EL ÖREN ET TA TSAR SRA green g, Fig. 16. 2 kurvor på ett extra blad, som det på fig. 16 visas. : Av den gjorda propellerberäkningen kan man dra slutsatsen, att det är möj- ligt att förkorta den ursprungligen val- da höjden på landningsstället med 20 cm varigenom flygplanets motstånd för- minskas = (propellerns förut antagna längd 2,00 m > 1,51 m). Dessutom bör det nämnas, att framstegsgraden och därmed även 7 kommer att bli större, när alla andra faktorer blir oförändrade men motorns (egentligen propellerns) varvtal är lägre. Om detta kan man övertyga sig, när cs och 4 värdenas be- roende betraktas närmare — detta är viktigt att veta, när man har att välja en motor bland olika typer. Propellerberäkningens ändamål är att bestämma motorns belastning så att den vid motsvarande varvtal och spjällställ- ning alstrar sin högsta effekt samtidigt som även propellerns verkningsgrad 7? är den bästa. För att bestämma propel- lerns verkliga drageffekt N:? vid olika flyghastigheter v, är ett omständligt be- räkningsarbete nödvändigt: Först av allt måste man bestämma den effekt, som är erforderlig för att driva propellern runt. Propellern själv kan man betrakta som en roterande vinge, vars samtliga tvär- snitts hastighet mot luftströmmen be- stämmes av tre faktorer, avstånd från axeln, varvtal och flyghastighet. Liksom det var vid vingen, är även propellerns motstånd större, ju större dess ”anfalls- vinkel” och rörelsehastighet är (resultat av tre faktorer). Dessa ändrar sig i stort sett på motsatt vis. På marken, när flvgplanet stannar, är propellerns an- fallsvinkel den största, och vilken som helst punkt på den har en hastighet mot luften, som bestämmes direkt av dess kretsomfång och varvtal. Beroende av den stora anfallsvinkeln kommer motståndet att bli ytterst stort och motorns varvtal bromsar ner. I den- na situation (flyghastighet v=0) är propellerns framstegsgrad 2 =0— dess stignings H/D storlek är bestämd genom dess konstruktion och är därför oför- änderlig. Startar flygplanet och blir flyghastig- heten allt högre, då börjar 4 att till- växa, dvs. propellerns anfallsvinkel för- minskas och motorns varvtal ökas i bör- jan — för att senare trots propellerns mindre anfallsvinkel bromsas ånyo ge- nom dess större hastighet. Med stigande flyghastighet ökas 2 alltjämt, dvs. propellerns anfallsvinkel förminskas samtidigt. Till slut blir vid en viss flyghastighet propellerns anfalls- vinkel lika med 0, därför att 2 — H/D. Nära anfallsvinkeln = 0 blir även ”lyft- kraft”, i det här fallet propellerdrag — 0, som vi såg då vi betraktade vingen. Det förekommer vid dykhastigheter. För ständig horisontalflygning är ett visst propellerdrag oundvikligen nödvändigt för att övervinna flygplanets motstånd. tot.