旋翼机发动机选择计算
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旋翼机发动机选择计算
决定旋翼机发动机最小所需功率P的因素有:
1、全机最大升阻比K
2、全机起飞重量G
3、变速机构的效率N1
4、海拔高度H
5、平飞速度V
6、螺旋桨的效率N2
假设旋翼机是在海平面平飞,旋翼机最小所需功率P一定是在全机最
大升阻比,也就是以有利速度V飞行,旋翼机的最大升阻比K一般在
4左右,此时所需功率P可以表为
P= G*V/k
这是旋翼机平飞所需功率,发动机发出的功率要转化成旋翼机所
需的功率,还要经过变速机构,传动机构和螺旋桨,这个过程中有功
率损耗,变速机构和传动机构的效率N1一般在95%左右,螺旋桨的
效率N2差不多80%,所以所需发动机的功率为:
P= G*V/(k*N1*N2 )。
旋翼机起飞时所需功率远大于在有利速度平飞时的功率,因为此
时全机升阻比K很差、定距螺旋桨的效率此时会更低,旋翼机起飞时
所需功率要比有利速度平飞时的功率大2倍以上。此时发动机的功率
为:
P=2* G*V/(k*N1*N2 )
这个起飞时的功率P就是发动机最小所需功率。
用这个发出最大功率P的发动机是不足以满足要求的,因为虽然
全油门很吃力地飞起来了,但不可能一直保持有利速度平飞,要做爬
升、盘旋、转弯等机动飞行,那都要额外付出一些功率,所以你的发
动机基本是在大油门状态,小功率看起来很牛,但不能够满足飞机做
大的机动。
第二个是让你的螺旋桨的效率提高,这可并不简单,起码你要很
明白螺旋桨的原理,还有它与发动机的匹配技术,知识、精力、资金
一个都不能少! 不要只盯着螺旋桨推力,要看螺旋桨的输出效率,推
力是输出效率的结果。
给旋翼机加个很流线的壳提高全机升阻比K行吗?不显著!旋翼
机不是固定翼,去看看那些很流线的旋翼机,它的最大升阻比K比你
的“铁架子”旋翼机强不了多少,原因另谈。
给个小结:旋翼机的重量影响你的起飞速度,发动机功率不影响
你的起飞速度,但影响你的最大速度。
那为什么还有很多旋翼机加壳、加罩呢?这是商业需求和客户舒
适要求,它的主要目的不是为了降低发动机功率 !我们爱好者DIY旋
翼机的基本诉求应该是:重量轻巧、安装拆卸快捷、 运输方便、娱乐
性强。
还没说海拔高度呢,刚才说的是零海拔高度旋翼机发动机功率,
发动机的输出功率是随高度的增加而降低,基本规律是:零海拔是1
的话,1000米时只有88%、2000米时只有78%、3000米时只有
68%,很好记吧!
随着海拔高度的增加,发动机输出功率下降了,空气密度也变小
了,起飞速度提高了。旋翼机的气动性能本身并不高,在低海拔还能
飞的,此时就很吃力了,除非你的发动机剩余功率很大,或起飞重量
减小。 旋翼机的“恐高症”相比固定翼更明显。
这次在海拔1500米赤峰飞行的旋翼机就很说明海拔高度的影响 ,
ELA敞开式座舱旋翼机因为有涡轮增压所以表现不俗,MTO和徐斌的
旋翼机就要吃力些,虽然MTO全封闭座舱很流线 ,但之前已说流线
的机身用在旋翼机上对最大升阻比K贡献不显著,徐斌的旋翼机是占
了整机重量轻、人也轻的大便宜。所以说起飞重量对我们DIY的旋翼
机很重要,它直接影响你选择发动机的余地。
实例计算:旋翼机空重110公斤 驾驶员重70公斤 燃油10公
斤 平飞有利速度20米/秒
P=2* G*V/(k*N1*N2 )=2*190*20 /(4*0.95*0.8)
=2500公斤米 /秒
也就是2500/75=33.33马力
在零海拔按照上述条件,34马力的发动机就可以勉强飞,
40马力的发动机更好!
如果空机重80公斤,上述条件不变,28马力的发动机
也可以勉强飞。