List vrtule nebo dmychadla s profiláží z aproximativních superkritických aeorodynamických profilů

Číslo patentu: 215981

Dátum: 01.09.1984

Autor: Benda Lubomír

Je ešte 4 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Použití superkritických aerodynamických profilů u listů vrtulí a dmychadel vede k dosažení vysokých součinitelů vztlaku při malých součinitelích odporu, protože tvar aerodynamického profilu umožňuje zeslabení rázové vlny a využití vzájemného vlivu jevů vazkosti a stlačitelnosti při rychlostech obtékání média vyšších, než je kritické Machovo číslo. Teoretické tvary superkritických aerodynamických profilů nevyhovují pro konstrukci a výrobu listů. Podle vynálezu se vytvářejí aproximativní superkritické aerodynamické profily, které se svými vlastnostmi blíží teoretickým tvarům superkritických aerodynamických profilů i při značně proměnných pracovních a konstrukčních podmínkách. Tvar aproximativního aerodynamického profilu v libovolném řezu po délce listu od osy otáčení vrtule nebo dmychadla je dán matematickými analytickými funkcemi. Tvary těchto funkcí, představujících obrys superkritického aerodynamického profilu v uvedeném libovolném řezu, jsou dány systémem konstant, které u aerodynamického profilu vyjadřují jeho absolutní hloubku, poměrnou polohu maxima tloušťky, poměrný průhyb, poměrnou plochu maxima průhybu a tloušťku odtokové hrany, a určují průběh tloušťky od náběžné hrany do maxima tloušťky a od něj k odtokové hraně, a průběh střední čáry od náběžné hrany do maxima průhybu a od něj k odtokové hraně. Tři další konstanty, neuvedené ve funkcích, určují průběh zkroucení a prostorového prohnutí listu.

Text

Pozerať všetko

Vynález se týká listu vrtuke nebo dmychadla s profiláłí z aproximativních superkritických aerodynamických profilů.K profiláži listů vrtulí nebo dmychadel se až dosud používá bud klasických aerodynsmických profilů, například CLARK-Y, RAF-6, nebo laminárních aerodynamických profilů rady NACL 16 a NACA 64.Nevýhodou klasických aerodynamických profilů je jejich nízká aerodynamická účinnost a nezpůsobilost k práci při vyšších Ľachovým číslach, nevýhodou laminarních aerodynamických profilů je jejich vysoká náročnost na dodržaní přesností tvaru a kvality povrchu při výrctc, přzěemž účinne pracuŕí v malém rozsahu režimu.Pro profilování pevných aerodynamických nosných ploch byly v poslední době vytvořeny aercdynamické profily, které mají vhodné vlastnosti pri rychlostech obtákání média vyšších než je kritické Machovo číslo. Toho je u těchto aerodynamických profilů, jež se nazývají superkritická,doseženo tím, že jejich tvar umožňuje využití vzájemnóho vlivu jevů vazkoetí a stlačitelnosti média. Rázová vlna je zeslabena, blízko za náběžnou hranou vzniká turbulentní mezná vrstva, která je prilehlá až do těsné blízkosti odtokové hrany. Takto je dosaženo snížení součinitele odporu a příznivého odtržení proudění na horní straně aerodynamického profilu při nižší tvarové citlivosti než u dosud používaných aerodynamických profilu laminárních. Pokusy o použití těchto aerodynamických profilu k profiláži vrtulových listů se setkaly s nezdarem vzhledem k nutnosti nízkeho zatížení vrtule, vynuceného vlastnostmi těchto aerodynamických profilů. To vedlo k pokusům navrhnout k profiláži vrtulí za pomoci teoretických postupu, používaných k návrhům tvarů aerodynamických profilů pevných nosných ploch, aerodynamické profily způsobilé pracovat v rozsahu.podmínek to jest Machova a Reynoldsova čísle a součinitele vztleku, nutných pro činnost vrtule.Ani tyto pokusy nevedly k úspěchu. Zkušenosti získaná z těchto pokusů by bylo možno užít i pro listy dmychadel.Vypočtené teoretické tvary vrtulových superkritických aerodynemických profilů nevyhovují pro konstrukcí a výrobu listů vrtulí a dmychadel především proto, že mají ostrou odtokovou hranu, u některých areodynamických profilu jsou na tlakové straně v blízkosti odtokové hrany místní konkávní oblasti s malým poloměrem křivoeti, a u tlustých profilů pro menší rychlost obtékání média se objavuje na zadní části konkavita sací strany aerodynamického profilu. Konkavita sací strany s malou tlouštkou odtokové hrany může způsobit nedostatečnou tuhost a ztrátu stability listu. Místní~konkavita nebo malý poloměr zakřivení tlakové strany a malá tlouštke odtokové hrany vedou k výrobním potížím při obráběnglistu. Obtížně lze dosáhnout přijatelné tvarové návaznosti serodynamických profilů po délce listu.Nedostatky teoreticky získaných tvarů superkritických aerodynamických profilů pro listy vrtulí nebo dmychadel odstraňuje profiláž z aproximativních superkritických aero dynamických profilů podle vynalezu. Podstata vynálezu spočíva v tom, že u listu vrtule nebo dmychadla tvar jeho aproximativního superkritickáho aerodynamickáho profilu v libov ém řezu po jeho délce směrem od osy otáčení vrtule nebo dmychadla k jejich obvodu je dan matematíckými analytickými funkcemi, která mají tvarpro Ax DA 3 i FEB (82 ĺf-Xi) 31 ~ 2( B 2 ť 2 x 192 7 (ŽLĺ 05 x 192(32 0479 i (52 (I-×) 0/5 pro X 5 Š C 3 šikĺ-łĺcsćĺzxiñľf ~.cz~c 2 gxzŕ 1 (2(7 ćxi)zí)2 (7 Čž×ĺ)2(c)ýą 5 ž 7 ą P.° 2 CsX 1 ja i-ti ixová aouřadnice profilu hi je í-tá ypailonoyá aouřadnice horního obrysu profilu ai je 1-tá ypailonová aouřadníce dolnfho obwysu profilui je aubatituční funkce předotavujfcf průběh tloušřky profilu, a i je aubstítuční funkce přadatavujícf průběh střední čáry profilu,přičan tvary uvedených matematických analytíckých funkcí, představujícich obrya aproxima tivního auperkrítického aerodynanického profilu V uvedenén libovolném řezu, jsou dány systémem konstant A, B, C, D, kde u profiluA 6 jo absolutní hloubka, A 3 je poněrná poloha naxima tloušřky, , A 2, A 5 určují průběh tloušłky od náběžné hrany do maxima tloušřky, B 7 je funkcí poměrně tlouěřky t profilu, BB je poměrný průhyb, B 6 je poměrná tlouäřka odtokově hrany, B 2, B 5 určují průběh tloušřky od maxima uoušłky k odtokové hrané, C 3 v je poměrná poloha naxima průhybuC 2, C 5 určují průběh střední čáry od náběžné hrany do maxim průhybu, a D 2, D 3, D 4 a D 5 určují průběh střední čáry od maxíma průhybu k odtokové hrané. Konstanty A 1, B 1, C 1 a D 1 urěují plynulý průběh derivací obryau a jsou dány vztahyVrtule 8 listy profilovanýni podle vynálezu pracuje e vyšší účinnosti, dosahuje značně vyšších statických tahů, v případě potřeby ae může nakonetruovat tak, aby pracovala e nižšími obvodovým rychlostmi pro enížení hlučnoeti a aby byla lehčí ne vrtule e listy profilovanými doeavadním způsobem. Dmyohadlo e listy profilovanými dosahuje vyššího stlačení, oddaluje ee u něho hranice pumpáže a může být nakonetruováno tak, aby bylo lehčí než dmychadlo s listy profilovanými doeavadním způsobem.Listy vrtulí a dmychadel profilovaně podle vynálezu jsou výhodná pri výrobě na číslicově řízených obraběcích atrojích, kde tvar listu je zadán průběhem uvedeného systemu konatant a tří dalších konstant, určujících průběh zkroucení a proetorového prohnutí listu. Takto zadaný tvar listu pro řídící počítač cbráběcího stroje podstatné zjednodušuje zadávaní tvaru oproti dceavadnímu způeobu, který vyžadoval zadávaní souřadnic tvaru mnoha desítek profilů po délce listu. Rovněž pamäťová část řídicího počítače je zadaným tvaru listu podle vynálezu méně zatěžována. Operativní úpravy tvaru 1 ietu,vyplývající zł vývojových požadavků, lze provést enáze.Príklad provedení listu vrtule nebo dmychadla podle vynálezu je znazornšn na výkrese,kde představuje obr.l tvar aercdynamického profilu jednoho 2 daných řezů v aouřadněm systemu X-I s uvedením významu jednotlivych konstant ze systému konetant, obr. 2 charakteristické tvary aerodynamickýoh profilů konkrétního listu vrtule, a obr. 3 diagram znázorňujicí výkonnoet a vlastnosti aproximativního euperkritického aerodynamického profilu při präci na vrtuli v jednotlivých daných řezech konkrétního liatu vrtule.Aerodynamický profil je zakrealen V eouřadném systemu , kde oea Ä je totožné s geometrickou tětivou aerodynemickáho profilu. Naběžná hrana aerodynamickáho profilu leží v bode Q, který jepočátkem aouradneho systému 33. Odtoková hrana je koncem úeečky o délce gó na oee 3. Poměrná tlouštka aerodynamickáho profilu je dana pomšrem gh, kde § 7 představuje maximäm tlouštky aerodynamického profilu. Prohnutí aerodynanickáho profilu je dano poměrem Q , kde B 8 představuje poměrný prdhyb střední čáry aerodynemickáho profilu, jejíž eouřadnice 1 je ve vzdálenosti gi od nšběänâ hrany dana vztahem Yhi rajkde ghi je eouŕadnice horního obryuu aerodynanickáho profilu a Ľ di je eouŕadnicedolního obrygu aerodynanickqho profilu. Poněrná tloušška odtokové hraąy je dáma poměrem B 6 Poněrná poloha maxim tlouěřky je dána poměren f . Poměmá poloha maxim průhybu je. C, A óána poměrem fi . Skupiny 51, 52,5). určují průbŠh tloušłky od náběžné hrany do maxima tlouěřky. Skupixąê 131, E 2, 135 určují průběh tlouščky od maxim tloušřky k odtokové hrąně. Skupiny gl, ga, Q). určují průběh střední čáry od náběžné hrany do marina průhybu.skupiny 21, 22, Q 3, 24 o Q 5 určují průběh střední čáry od maxim průhybu k odtokově hrané.z Tvar aproximativního auperkritíokěho aerodynamickáho profilu listu vrtule v lokálním aouŕądném systému 3 v libovolném řezu po délce listu od osy otáčení vrtule k jejímu obvodu ,je dán matemotiohłmi analytickýmí funkcemi, které mají tvarx 1 je i-tâ ixová souřadnice profilu,Iní je i-tá ypailonová souřadnice horního obr-you profilu, di je í-tá ypsilonová aouřadnioe dolního obrysu profilu,i je aubstituční funkce představující průběh tloušłky profilu, a i je oubtituční funkce představující průběh střední čáry profilu.K poäadovaným pracovním parametrů libovolného řezu po délce listu se zvolí systémy konatant g,1 a,g,g, ktoré přímo určí tvar aproximativního auperkritického aerodynamickáho profilu.

MPK / Značky

Značky: profilů, aproximativních, aeorodynamických, vrtule, profiláží, superkritických, dmychadla

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/12-215981-list-vrtule-nebo-dmychadla-s-profilazi-z-aproximativnich-superkritickych-aeorodynamickych-profilu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">List vrtule nebo dmychadla s profiláží z aproximativních superkritických aeorodynamických profilů</a>

Podobne patenty