על מספר הלהבים המיטבי לפרופלור (או "אגדת" הפרופ בעל הלהב האחת)

[קורן בן אשר]

כבר שנים רבות שאני שומע מכל מיני מקורות את "אגדת" הפרופלור בעל הלהב האחת. כלומר, שמבחינה אוירודינמית, ככל שמספר הלהבים קטן כך הנצילות האוירודינמית גדלה לכאורה. עד עצם היום אין לי קצה חוט, מהו היסוד לטענה הזו. מבחינה תיאורטית, לפי הספרות, ההיפך הוא הנכון: הנצילות המקסימלית מתקבלת כאשר מספר הלהבים שואף לאינסוף. את החישוב הזה עשיתי גם לבדי. אז למה המרכאות ("אגדה")? מפני שאני בכל זאת רוצה להמנע מנחרצות יתר. זה לא בריא.

אז מה אני מחפש?

חישוב, ניסוי, הסבר, או מראה מקום למאמר או ספר שטוען\מראה שמספר הלהבים האופטימלי הוא - להב אחד. בנקודה זו כדאי להדגיש כמה דברים:

1. כרגע הדיון הוא בנצילות אוירודינמית נטו. היבטי חוזק, מבנה, התעייפות, אינרציה, גרביטציה, כסף, זמן, שמן, דלק, שמש, ירח וכו' בטלים עד להודעה חדשה.
2. נצילות מוגדרת כאנרגיה שהפרופלור מפיק לטובת התנועה קדימה (מהירות הטיסה כפול דחף) חלקי האנרגיה המושקעת (פיתול כפול מהירות זויתית).
3. יש להשוות תפוחים לתפוחים. כלומר, שני פרופלורים זהים לחלוטין, עם יחס התקדמות זהה, פילוג פסיעה זהה, קוטר זהה ומוצקות זהה, כך שההבדל היחיד הוא שלאחד שני להבים ולשני שלושה להבים. לצורך העניין נניח לרגע בצד גם את החבר ריינולדס.

אשמח לדיון אמיתי וללא נפנופי ידיים. אין לי עניין לצאת צודק - ואם אני טועה אשמח ללמוד משהו חדש.

[Boogle]

וואלה אם הייתי זוכר איפה מחברת מקורס המסוקים של אביב רוזן ...היה שם דיון שלם על מספר הלהבים , יחס המילוי של הדיסקה וכו'.

מאידך, אני זוכר שאם מגדילים את מספר הלהבים מגיעים למבנה של מדחס, ואז כבר לא מתייחסים ללהבים כלהבים אלא דווקא לשטח החתך בין כל שני להבים אשר יוצר תעלת זרימה מתכנסת.
פה מתחיל גם להכנס למשוואה גורם מהירות הסיבוב של עסק.

בקיצור , לא זוכר כלום.
אבל () אם נחשוב רגע בהגיון , הרי אנו יודעים (מישהו כתב בלוג בנושא ) שלאותו הדחף הוספת להב מקטינה קוטר או פסיעה ולכן אם שומרים על קוטר ופסיעה ומוסיפים להב, מקבלים יותר דחף !! אבל גם משלמים ביותר הספק. היות וההספק הוא פונקציה ריבועית, אני מניח שמנקודת הנחה זו הוספת להב מקטינה את היעילות/נצילות פר להב. (משהו מחוק התפוקה השולית הפוחתת).

ועוד הגיג, אם תשאיף את מספר הלהבים לאינסוף הדיסקה תהפוך לקשיחה והספיקה דרכה תשאף לאפס.... מאיפה תקבל דחף??

[master_bebe]

הפרמטר הזה נקרא SOLIDITY FACTOR

[eitan-ro]

בנוסחאות אני לא יכול לעזור, אבל בידע מלפני 11 שנים אני כן יכול - ב1999 התקיימה בארץ אליפות אירופה בטיסנים חופשיים, בתקופה הזו פרופ יחיד היה שיא האופנה בטיסני מ-2, הטענה שלהם היתה שבגלל הסל"ד המאד גבוה (38000-40000) זוג פרופים נכנסים למערבולות אחד של השני ונדמה לי שהיה גם דיבור על זה שהם עוברים את מהירות הקול בטיפ.
כידוע בסופו של דבר הם ירדו מהסיפור הזה כי הם גילו שזה לא עוזר או לחלופין גילו שזה לא עוזר מספיק (בדיוק כמו שמגלים היום שמנוע עם גיר ופרופ תלת פרופי לא נותן תמורה מספיקה).
איתן.

[ZvikaF]

אני גם זוכר את נושא היעילות האוירודינמית שבאה לדעתי מהזרימה בעלת הפרעה נמוכה יותר למספר להבים קטן יותר. (זה כמובן יהיה תלוי גם במהירות הסיבוב וההיתקדמות והפסיעה)

נתקלתי במצגת מאוד יפה שמסבירה על כמה אספקטים של הספקי מדחף, יש התייחסות למקדמי יעילות, אבל אין יחס בין מספר להבים ליעילות, בוגל זה חומר טוב עבורך .

http://www.google.co.il/url?sa=t&source=web&cd=6&ved=0CDUQFjAF&url=http%3A %2F%2Fwww.mae.ufl.edu%2F~sforza%2FEAS4300%2FTheory %2520of%2520Propulsion%25209.ppt&rct=j&q=propeller %20theory&ei=gS1STbiAA4TChAe8muikCQ&usg=AFQjCNH6xu 8XTFIek8Vii_6sPJLBY8QQpw&cad=rja


www.mae.ufl.edu/~sforza/.../Theory%20of%20Propulsion%209.ppt



בנוסף ציטוט ממאמר אחר

http://www.epi-eng.com/propeller_tec..._propeller.htm


n general, the larger the prop diameter, the more efficient it will be. The following three equations (ref-4:9:219) provide an estimate of the recommended prop diameters (inches) as a function of the horsepower available to the prop. ("Fourth root" is the square root of the square root.) Two-blade: d = 22 x fourth root of (HP)
Three-blade: d = 18 x fourth root of (HP)
Three-blade (agricultural application): d = 20 x fourth root of (HP)



ככל שמנת המימדים של הפרופלור גבוהה יותר כך הנצילות, כדי להוציא אותו הספק עם פרופלור עם יותר להבים מקטינים את הדיסקה - קרי - מורידים את הנצילות .

[erazz]

כן, כמה שפחות להבים כך יותר טוב. יש לדרלה אפלט נהדר לתכן פרופלורים שמראה את זה יפה.
הסיבות הן (למיטב זכרוני):
1) מספרי ריינולדס יותר גבוהים (במיוחד לפרופלורים קטנים)
2) השפעה הדדית בין להבים

אאאאבל כמו בכל דבר תמיד יש אאבל.
הנה כמה סיבות לשקול יותר להבים:
1) מרווח קרקע - כמו במטוסי הנוסעים - פרופלור למנועים האל יהיה עצום עם רק 2 להבים.
2) איזון וחוזק
3) מהירות קצה - במיוחד בפרופים למנועים גדולים עושים מאמצים גדולים מאוד להפחית את מהירות קצה הפרופ.

[קורן בן אשר]

וואלה אם הייתי זוכר איפה מחברת מקורס המסוקים של אביב רוזן ...היה שם דיון שלם על מספר הלהבים , יחס המילוי של הדיסקה וכו'.

אולי באמת אני אתן צלצול לאביב ונסגור עניין.

מאידך, אני זוכר שאם מגדילים את מספר הלהבים מגיעים למבנה של מדחס, ואז כבר לא מתייחסים ללהבים כלהבים אלא דווקא לשטח החתך בין כל שני להבים אשר יוצר תעלת זרימה מתכנסת.
פה מתחיל גם להכנס למשוואה גורם מהירות הסיבוב של עסק.

אתה מסתכל על המיקרו ולא על המקרו. בוא נפשט את השאלה. אם ידוע לך מה הדחף שצריך לספק, מהירות הסיבוב נתונה, קוטר נתון. כל השאר - כרצונך. האם לתכנן מדחף עם אחד, שניים, שלושה, ארבעה, שישה להבים?


בקיצור , לא זוכר כלום.
אבל () אם נחשוב רגע בהגיון , הרי אנו יודעים (מישהו כתב בלוג בנושא ) שלאותו הדחף הוספת להב מקטינה קוטר או פסיעה ולכן אם שומרים על קוטר ופסיעה ומוסיפים להב, מקבלים יותר דחף !! אבל גם משלמים ביותר הספק. היות וההספק הוא פונקציה ריבועית, אני מניח שמנקודת הנחה זו הוספת להב מקטינה את היעילות/נצילות פר להב. (משהו מחוק התפוקה השולית הפוחתת).


נכון, אם תחלק את הנצילות פר מספר הלהבים, הנצילות פר להב יורדת. אז מה? לא הולכים למכולת עם נצילות פר להב...


ועוד הגיג, אם תשאיף את מספר הלהבים לאינסוף הדיסקה תהפוך לקשיחה והספיקה דרכה תשאף לאפס.... מאיפה תקבל דחף??

שוב פעם, מיקרו, מקרו. (וחוץ מזה: מה הבעיה לייצר דיסקה אינסופית עם מוצקות סופית? אין שום בעיה. לך לרחוב הר ציון לחנות שמוכרת קפיצים חסרי מסה וחבלים חסרי חיכוך. יש להם במחסן. תגיד שדוד שלח אותך )

[קורן בן אשר]

בנוסחאות אני לא יכול לעזור, אבל בידע מלפני 11 שנים אני כן יכול - ב1999 התקיימה בארץ אליפות אירופה בטיסנים חופשיים, בתקופה הזו פרופ יחיד היה שיא האופנה בטיסני מ-2, הטענה שלהם היתה שבגלל הסל"ד המאד גבוה (38000-40000) זוג פרופים נכנסים למערבולות אחד של השני ונדמה לי שהיה גם דיבור על זה שהם עוברים את מהירות הקול בטיפ.
כידוע בסופו של דבר הם ירדו מהסיפור הזה כי הם גילו שזה לא עוזר או לחלופין גילו שזה לא עוזר מספיק (בדיוק כמו שמגלים היום שמנוע עם גיר ופרופ תלת פרופי לא נותן תמורה מספיקה).
איתן.

איתן, "אגדות עם" יש בטיסנאות בלי סוף. אני מנסה להפריד בין "אגדות" לעובדות.

[קורן בן אשר]

צביקה, תודה על הקישורים המעניינים. ובכל זאת:

אני גם זוכר את נושא היעילות האוירודינמית שבאה לדעתי מהזרימה בעלת הפרעה נמוכה יותר למספר להבים קטן יותר. (זה כמובן יהיה תלוי גם במהירות הסיבוב וההיתקדמות והפסיעה)

זהו, שאת עניין ה"השפעה הדדית"\"כניסה למערבולות" אני לא קונה כל כך מהר. ראה תגובתי לארז למטה.



ככל שמנת המימדים של הפרופלור גבוהה יותר כך הנצילות, כדי להוציא אותו הספק עם פרופלור עם יותר להבים מקטינים את הדיסקה - קרי - מורידים את הנצילות .

זה ברור, וידעתי שהנימוק הזה יעלה באיזשהו שלב. הכל נכון, אבל זאת השוואה של תפוחים ללימונים. ננסח את השאלה אחרת. עליך לתכנן מדחף מאפס. אם נתונים לך תנאי הטיסה (מהירות, דחף נדרש) וכמו כן מוכתב לך סל"ד וקוטר. כל השאר חופשי לשיקולך. כמה להבים תשים, כאשר אך ורק שיקולים אוירודינמיים נלקחים בחשבון?

[erazz]

זה ברור, וידעתי שהנימוק הזה יעלה באיזשהו שלב. הכל נכון, אבל זאת השוואה של תפוחים ללימונים. ננסח את השאלה אחרת. עליך לתכנן מדחף מאפס. אם נתונים לך תנאי הטיסה (מהירות, דחף נדרש) וכמו כן מוכתב לך סל"ד וקוטר. כל השאר חופשי לשיקולך. כמה להבים תשים, כאשר אך ורק שיקולים אוירודינמיים נלקחים בחשבון?

אם נותנים לך מהירות, דחף, סל"ד וקוטר אז אין לך ממש בחירה. זה או לקחת להבים רחבים מספיק או ללכת על יותר להבים.

ככה שהשאלה הזו קצת מכשילה ולא ממש מקדמת אותנו למה שאנו רוצים לדעת.

[קורן בן אשר]

כן, כמה שפחות להבים כך יותר טוב. יש לדרלה אפלט נהדר לתכן פרופלורים שמראה את זה יפה.

דרלה? אתה מתכוון אולי למרטין הפרלה?
http://www.mh-aerotools.de/airfoils/javaprop.htm


הסיבות הן (למיטב זכרוני):
1) מספרי ריינולדס יותר גבוהים (במיוחד לפרופלורים קטנים)
2) השפעה הדדית בין להבים


מסתמן כרגע שמספר ריינולדס הוא ההסבר היחיד הרלוונטי. השפעה הדדית בין להבים - לא קונה. ראה הסבר למטה.

אוקיי, קצת מסקנות ביניים. את האפלט (המצויין) של הפרלה אני מכיר כבר עשור. הוא מבוסס על המאמר של Adkins (גם לי יש תוכנית שכתבתי במייפל לפני עשור, ומבוססת על אותו מאמר בדיוק). מה שנחמד אצל הפרלה, שיש לו כנראה איזה Look-up table של מספרי ריינולדס, והוא מבצע כנראה תיקון אוטומטי לפי מספר הריינולדס המקומי. רימיתי אותו לחשוב שהצמיגות הקינמטית היא אפס (כלומר מספר ריינולדס אינסופי) - והפלא ופלא, הנצילות עולה עם מספר הלהבים. אז מה בעצם קורה כאן?

(עריכה: החזרתי את הצמיגות לערך הנורמלי, ועדיין המסקנות זהות.)

בשנתיים האחרונות אני עוסק במינוס פרופלורים - טורבינות רוח (אני אוירונאוט שהתקלקל). הכל שם בדיוק כמו בפרופלורים, רק בסימן מינוס. "יחס ההתקדמות" האופייני לטורבינת רוח הרבה יותר נמוך מאשר במדחפים. (יחס אופייני בין מהירות סיבוב קצה להב למהירות הזרימה החופשית = 8). בנוסף, המהירות המושרית היא שלילית - העקבה אינה "נמתחת" אלא "נדחסת". כלומר, פוטנציאלית, ה"בעיה" (הלא קיימת) של כניסת להב לעקבה של הלהב שלפניו הרבה יותר חמורה. ועל אף כל זאת, חישובים, ניסויים ומדידות על טורבינות במציאות מראים שיש קפיצה (כלפי מעלה!) של קרוב ל-10% בנצילות בין להב אחד לשניים, וקפיצה נוספת של כמה אחוזים טובים בין שני להבים לשלושה. זה למה אני לא קונה את ההסברים על השפעה הדדית בין להבים.

אז מה בכל זאת יש פה? צמיגות. טורבינות רוח פועלות בריינולדס של מיליונים. מדחפים של טיסנים - עשרות עד מאות אלפים בודדות. אז הנה, מתסבר שגם כאן התשובה אינה חד-משמעית.

[ZvikaF]

מבחינת מנת מימדים אני חושב שההשואה בין פרופלור לטורבינות רוח היא כמו השוואה בין כנף דלתא לכנף של דאון (או לכנף בעלת מוטה אינסופית.. ראה פרק אוירודינמיקה)

מעבר לריינולדס יש גם אפיון של מנת מימדים.

לשאלתך - לא התמחתי באוירודינמיקה, אבל אינטואיטיבית:
מכיוון שהגדרת הספק סל"ד וקוטר דיסקה, אתה מתחיל ממצב שייתכן שמספר הלהבים המינימלי האפשרי לפתרון גדול מ 2.
צריך להתחיל בבדיקה של מהירות קצה הלהב כדי להבין כמה אתה קרוב לאפקטים של דחיסות,
משיקולי יעילות ובהנחת התנהגות ככנף הרי שתרצה L/D הגבוה ביותר, זה יכתיב את הפסיעה ומכאן את מספר הלהבים, ועכשיו תוכנס ההשפעה בין הלהבים לאופטימיזציה ...

זה לא דומה למצב שבו אתה עומד בתיכון הנעה מאפס שרק שיקול היעילות מובא בחשבון.

יש עבודת דוקטורט בהנחיית אביב רוזן בטכניון שדנה בעניין - יש לך גישה לחומר מהטכניון ? יהיה מעניין לקרוא:

http://ae-www.technion.ac.il/courses...cteristics&adn[]=Rosen%2C+Aviv&adi[]=24


ועוד מאמר מעניין: (אומנם לדחף מיימי וקצת באיטלקית .. אבל מעניין)

http://www.dem.ist.utl.pt/~m_pta/pdf/30projecto.pdf

[קורן בן אשר]

מבחינת מנת מימדים אני חושב שההשואה בין פרופלור לטורבינות רוח היא כמו השוואה בין כנף דלתא לכנף של דאון (או לכנף בעלת מוטה אינסופית.. ראה פרק אוירודינמיקה)

לא מסכים. ההבדל ב"מנת המימדים" בין להב מדחף תעופתי ללהב של טורבינת רוח לא כל-כך גדול. והעיקרון הוא אותו עיקרון. למרות שזה נראה "אינסופי" יש הפסדי קצה להב ועוד איך.

מעבר לריינולדס יש גם אפיון של מנת מימדים.

ארררר... מנת מימדים. יום אחד אני עוד אכתוב פוסט mythbusters גם על העניין הזה. אבל בפעם אחרת, לא לערבב שמחה בששון.

לשאלתך - לא התמחתי באוירודינמיקה, אבל אינטואיטיבית:
מכיוון שהגדרת הספק סל"ד וקוטר דיסקה, אתה מתחיל ממצב שייתכן שמספר הלהבים המינימלי האפשרי לפתרון גדול מ 2.
צריך להתחיל בבדיקה של מהירות קצה הלהב כדי להבין כמה אתה קרוב לאפקטים של דחיסות,
משיקולי יעילות ובהנחת התנהגות ככנף הרי שתרצה L/D הגבוה ביותר, זה יכתיב את הפסיעה ומכאן את מספר הלהבים, ועכשיו תוכנס ההשפעה בין הלהבים לאופטימיזציה ...

זה לא דומה למצב שבו אתה עומד בתיכון הנעה מאפס שרק שיקול היעילות מובא בחשבון.


הגדרתי הספק, סל"ד ,קוטר דיסקה ושאר ירקות על מנת לפשט את הבעיה ולהשאיר את מספר הלהבים כמשתנה המוכתב היחיד. כמובן שאפשר לשחרר את כל האילוצים. נניח שאתה יודע רק את תנאי הטיסה, כלומר אתה מכתיב שצריך לפתח דחף X במהירות טיסה Y. כל השאר חופשי. ואז זה באמת נהיה מעניין. אם אתה זורק סלד התחלתי אזי פחות או יותר קבעת את מנת המוצקות על מנת שהפרופיל שלך יעבוד בנקודת L/D הרצויה שלו. ואז מתחיל תהליך איטרטיבי של טרייד-אוף בין מספר הלהבים וריינולדס, ובכל צעד צריך לעדכן את מספר הריינולדס ומנת המוצקות וחוזר חלילה. ואם אתה מספיק מהיר או מסתובב מספיק מהר אז גם מאך בחגיגה. ואולי לשנות סלד על חשבון מומנט פיתול? יותר סלד משמעו פחות הפסד תנע סיבובי בעקבה. ריינולדס עולה (שזה טוב), אבל גם מאך עולה... וזה בכלל עוד לפני שהכנסנו שיקולים לא אוירודינמיים...

שורה תחתונה מכל הסיפור הארוך הזה: כמו כל דבר באוירונאוטיקה, גם כאן מדובר בבעיה לא פשוטה ובלי תשובה חד-משמעית. אני לא מנסה לאנוס את המציאות ולהוכיח בכוח שבכל מצב צריך אינסוף להבים. המטרה שלי בדיון הזה היא להבין מאיפה מגיע "מיתוס הלהב האחת" ולהראות שהוא לא ממש נכון.


יש עבודת דוקטורט בהנחיית אביב רוזן בטכניון שדנה בעניין - יש לך גישה לחומר מהטכניון ? יהיה מעניין לקרוא:

http://ae-www.technion.ac.il/courses...cteristics&adn[]=Rosen%2C+Aviv&adi[]=24

יש לי גישה לאוהד גור ... אני חושב שאפילו יש לי את העבודה שלו אצלי איפהשהוא. אני צריך לפשפש במחשב. אם אוהד יסכים אפרסם אותה בפורום.


ועוד מאמר מעניין: (אומנם לדחף מיימי וקצת באיטלקית .. אבל מעניין)

http://www.dem.ist.utl.pt/~m_pta/pdf/30projecto.pdf

פורטוגזית. אני מכיר את העבודה הזו. העיקרון שהיא משתמשת בו פשוט ואלגנטי מאוד. מגדירים קו עילוי דיסקרטי ומכך נגזרות מטריצות השפעה של דחף ופיתול. מגדירים אחת מהן כאילוץ, ובאמצעות טכניקה של כופלי לגרנז' פותרים את בעיית האופטימיזציה במכה אחת. זה פשוט, זה אלגנטי, זה מהיר מאוד וזה מתאים ככפפה ליד למטרת תכן קונספטואלי. בעבודת המאסטר שלי השתמשתי באותה שיטה בדיוק, רק באוריינטציה של טורבינות רוח, ועם טוויסט קטן: להבים לא פלנריים.

מה שיפה בשיטה הזו, שאפשר ליישם כל אילוץ שאפשר לנסח באמצעות מטריצות השפעה אוירודינמיות. מיקום מרכז כובד במטוס קבוע-כנף הוא דוגמה קלאסית. זה עוד משהו ברשימת to-do-list שלי.
לקריאה נוספת:

NASA TN-D-8090 (לגגל)
http://aero.stanford.edu/Reports/MultOp/multop.html

[ZvikaF]

אכן,כמו הרבה דברים זו בעיה לא פשוטה. הבסיס להנחת אצבע של מספר להבים פשטני, אבל אינטואיטיבית עדיין נשמע נכון. אשמח לראות את התיזה של אוהד, בטח יש בה תובנות מעניינות.

נראה לי שלהבי טורבינות רוח מעבר להיותם מונעות ולא ממונעות, מתנהגות דומה ללהבי רוטור ראשי במסוק, ומנת מימדים גדולה מאפשרת הנחות זרימה דו מימדית (לפחות לחלק מהלהב), אומנם חלק מהשפעות קצה גורמות להגברת עילוי אבל לטכניקה שאנחנו מתייחסים כאן מרבית ההשפעות שליליות.
הדיון הזה מגיע מטיסני אינדור שאתה מטיס או מהטורבינות ?

[קורן בן אשר]

צביקה,

1. ראה קובץ מצ"ב (קיבלתי במייל מאוהד). לא הספקתי לקרוא ממש אז אין לי עדיין תובנות ומסקנות.

2. הרעיון לדיון הזה מתגלגל אצלי כבר הרבה זמן; העניין הזה של "להב אחד הכי טוב" מוזכר כאן בפורום אחת לחודש בממוצע. האמת היא שבכלל לא התייחסתי בהקשר של טיסני פנים. שם, אגב, לעניין מספר הריינולדס יש חשיבות מכריעה. סביר להניח שניסו בעבר מדחפים עם מספר להבים שונה מ-שניים, אני אישית לא נתקלתי בדבר כזה (בטיסני שהיה תחרותיים). מצד שני זה לא אומר כלום; במחלקה הזו במיוחד יש יסוד חזק מאוד של "ככה עשינו תמיד, וזה עובד, אז למה לשנות".

[ZvikaF]

קורן, כל הכבוד

איזו עבודה, ללקק את האצבעות.
המאמר מתייחס לבעיית תכן כולל ובודק אנליזות על פי "אלמנט להב" או "דיסקה" או "מומנטום" או "ערבול" או "עיקבה" או "קו עילוי" +++ שלא מצאתי בתוכם התייחסות ישירה למספר הלהבים (יש מקדם תיקון).
יש התייחסות לתיכון הספק,אקוסטי,ומכני (האם אמרתי שאפשר ללקק את האצבעות ? )

יש כמה תובנות קטנות - ראה עמוד 178 - מדחף תלת להבי דורש הספק גדול יותר מדו להבי.
וזאת למרות שהמדחפים עברו אופטימיזציה פרטנית, כנראה שיש השפעה בין הלהבים (למרות שאין איזכור ישיר לכך..יתכן שההשפעה מגיעה מהמהירות המושרית וזוית ההתקפה האפקטיבית השונה)

שים לב למסקנות בעמוד 253 (לנקודה השניה) זה מזכיר לי את הסיפור על הבחור בבואינג שהיה אחראי על תיכון והתקנת גדרות גבול על הכנפיים שפשוט היה הולך ומחבר את הלוחיות לפי נסיונו.


זה היה מעבר מהיר על המאמר..לא עברתי על כל המטריצות... צריך זמן כדי לצלול לתוכו.

תודה,
צביקה

[roydor]

ראובן,

עקב השעה המאוחרת והאלרגיה שפיתחתי עם השנים למאמרים ארוכים מעמוד אחד, טרם קראתי את המסמך.

מה שמעניין במדחף בסיכומו של יום הוא ההספק הנדרש מהמנוע. נצילות מדחף מבטאת במידה מסוימת את ביצועי המערכת אך לא נותנת תמונה מלאה. לדוגמא, מדחף סופר נציל אשר משרה מומנט גבוה במיוחד על המנוע, ידרוש מנוע גדול יותר אשר עלול לסבול מהפסדים ועל כן מערכת ההנעה יעילה פחות כמכלול וההספק הנדרש יעלה.
במחלקות בהם מערכת ההנעה מוגבלת כגון מ-2 או ג-2 ההספק סופי והמומנט סופי. על כן נדרש מדחף אשר תואם את נקודת העבודה הנגזרת. במידה ונעלה למספר להבים גדול, נאלץ לקטון בקוטר הלהבים על מנת לא לעלות המומנט שכן "נחנוק" את המנוע. על כן יהיו לנו מדחפים קצרים ועל מנת לשמור על מנת מימדים סבירה (שכן המדחף הינו כנף) נאלץ לרדת ברוחב הלהב עד כדי בעיות חוזק ובעיקר מספרי רינולדס. ייתכן וישנו ייתרון בעלייה לשלושה או ארבעה להבים אך אני לא רואה ייתרון "מציאותי" ליותר להבים במקרה שכזה.
מתוך כל מיני בדיקות שנחשפתי עליהן במהלך השנים, שני להבים היו האופציה הטובה ביותר, ייתכן כי לא נלקחו בחשבון הפרמטרים הנכונים וכי ניתן לשפר ביצועים ע"י מעבר לשלושה או ארבעה להבים אך טרם ראיתי זאת. אשמח עם תיקח מקרה בוחן ותבצע עליו השוואה לשם בחינת תפיסת עולם זאת.

[MCMF]

מתוך הבנתי השאלה של קורן היא אירודינמיקה טהורה ללא היתחסות למקור כוח נתון .

[roydor]

נצילות של מדחף בלבד ללא התייחסות למערכת ההנעה כמכלול, לנציליות שלה ולהשלכות המדחף עליה אינה הסתכלות שימושית במיוחד ולמתוח ביקורת על "אגדות" של טיסנאים תוך הסתכלות על המדחף בלבד ללא המנגנון המכאני מאחוריו אינה רלוונטית שכן התמונה הכוללת עשויה להצביע על ייתרון משמעותי למדחף בעל מספר להבים נמוך.

דרך אגב, אופניים הן כלי נציל משמעותית ממכונית (אנרגיה קנטית חלקי אנרגיה מושקעת). אני לא רואה את עצמי נוסע לאילת על אופניים...

[קורן בן אשר]

רועי,

בהקשר של "אגדות", שים לב שהתייחסתי לטענה מאוד מסויימת: לנצילות האוירודינמית, ובפרט לסברה מסויימת הקשורה לאינטראקציה של המדחף עם העקבה. מכאן גם מובנת ה"אובססיה" שלי לעניין הנצילות האוירודינמית.

הסתכלות מערכתית: אדרבא ואדרבא. ואז, אחרי שאתה מכניס לקערה את כל המרכיבים (משקל + חוזק ומבנה + ייצוריות ותחזוקתיות + אוירואקוסטיקה + ... + $$$ ), במקרה א' ייצא שצריך שני להבים, ובמקרה ב' יצא שצריך 6. הכל בתלות במשקל של המרכיבים השונים בפונקציית המטרה שלך.

דוגמא היפותטית: נניח שאתה מפנטז (או יותר נכון - אני ) על טיסן חשמלי שמטרתו לשבור את שיא גובה הטיסה לכלי טיס שאינו מונע רקטית (נשמע מעניין, לא?). אם תעשה חשבון תגיע למסקנה שהדרייבר העיקרי שלך הוא הנצילות - מכיוון שכל אחוז בנצילות מתורגם לדחף שאתה יכול להוציא, שמתורגם לגובה שאתה יכול לשמור י"א.

(הערה - טיסה בגובה קיצוני - תרגיל מעניין והרבה חומר למחשבה.)

מדחפים הם עולם די איזוטרי - אין הרבה אנשים שמתמחים בתחום, אין הרבה ספרות בתחום, ובד"כ לרוב האפליקציות בוחרים מה יש על המדף ולא מתכננים מדחף על פי דרישה. אם ערכת השוואה בין מספר מוצרי מדף שונים ובסופו של דבר הגעת למסקנות מסויימות לגבי הפתרון העדיף מבין אלו שיש לך ביד - אין ויכוח. אני רק אומר שהמסקנות האלו לא בהכרח נכונות תמיד בכל מצב.

נראה שאצטרך להרים את הכפפה ולעשות case study רציני.

לסיום - מצ"ב קריקטורה שמופיעה בווריאציות שונות בכל ספר תכן כלי-טיס שמכבד את עצמו. נחש מי מהם הוא אני...

[ZvikaF]

היחיד שנמצא על השולחן
את "אגדת" הלהב היחיד אני זוכר מתחום טיסני ג2
אני זוכר גם תמונה של טיסן שכזה (עם משקולת איזון)

לטיסן שיטפס לגובה רב צריך פרופ לא רק בעל פסיעה משתנה, אלא עם מספר להבים משתנה

[roydor]

ראובן,
מציע שתתחיל מכלי טייס פשוט יותר (ופרקטי יותר), טיסה ישרה ואופקית עם כלי טייס קונבנציונאלי בגבהים "נורמלים" עד 10,000 רגל.
ההספק הנדרש לטיסה הוא ההספק המחושב לטיסה במהירות 1.3 ממהירות ההזדקרות פלוס/מינוס 20% עקב "ניסור" המנוע (שינוי הסל"ד האופיניי למערכת בקרה), אתה יכול להניח מחזור של 10 שניות בין סל"ד מרבי לסל"ד מינימאלי והתנהגות סינוסידאלית. המראה וטיפוס היא סדר גודל של פי ארבע עד פי חמש מהספק השיוט.
האם עדיף מדחף דו להבי, תלת להבי או ארבע להבי (יותר מזה ספק אם ניתן למצוא בשוק לרכישה).
במקרה הזה מעניינת צריכת הדלק יותר מהכל (בכל זאת צריך לחשוב ירוק וכמובן כלכלי).

רועי

[b1yossi]

התחלתי לקרוא את המאמר, אבל נשברתי בעמוד 2....
עוד לא הצלחתי להבין איך אתם מגדירים נצילות אוירודינמית של מדחף?

האם הכוונה, בסל"ד קבוע מראש, קוטר ופיצ' קבועים איזה מדחף יספק יותר דחף ביחס להספק הנצרך ?

[ilan_l]

לא מבין בזה כלום , אבל אם אתם מחפשים דוגמא לא חסר :

[ZvikaF]

יוסי, תקרא בהתחלת השירשור את ההגדרה.