هل تعتبر البديهية مشكلة بالنسبة للمراوح ذات الشفرين؟

2

الغالبية العظمى من توربينات الرياح هي تصميم ذو ثلاث ثقوب. على الرغم من أن الشفرين سيكونا أكثر كفاءة ، إلا أن التصاميم ثنائية الشفرات أكثر عرضة للمعاناة من حركة الاستباقية. هل تعاني المراوح ثنائية الشفرة من المداورة؟ إذا لم يكن الأمر كذلك ، فلماذا تكون مشكلة توربينات الرياح ، ولكن ليس الدعائم الطائرة؟

    
مجموعة TomMcW 24.09.2018 / 06:11

6 إجابة

4

لا تعاني التوربينات الريحية من المداورة في حد ذاتها ، ولكن من "التذبذب" عند التوسيع ، عندما تتفاوت القوة الجيروسكوبية بشكل كبير خلال الثورة. عادة ، يكون سند 3-bladed أثقل من 2-bladed واحد ، وسيكون تأثير أكبر جيروسكوبي (في نفس RPM). ومع ذلك ، سيكون أفضل توازنًا عبر الثورة. كلما اقترب قرص صلب ، كان ذلك أفضل.

(في الواقع ، يبدو أن دعامة 3-bladed متوازنة تمامًا في المواضع المتطرفة. النظر في شفرات قضبان نحيلة أو طولها $ r $ ، لحظة القصور الذاتي ( MOI) من القرص المروحية لتدوير محور الدوران (على سبيل المثال الانحراف) سيكون $ 1/3 \ cdot mr ^ 2 + 2 \ times 1/3 \ cdot m (r \ cos60 °) ^ 2 = 1/2 \ cdot mr ^ 2 $ في موضع متطرف واحد (مثل - & lt؛) و $ 2 \ times 1/3 \ cdot m ( r \ cos30 °) ^ 2 = 1/2 \ cdot mr ^ 2 $ في الموضع Y. قارن هذا باختلاف من 0 تقريباً إلى $ 2 \ times 1/3 \ cdot mr ^ 2 $ للحصول على دعامة ذات شفرات مزدوجة).

بالنسبة إلى دعامة ذات شفرات مزدوجة ، يحدث هذا التذبذب بمعدل مضاعف تكرار الدوران. لتوربينات الرياح مع ~ 20 دورة في الدقيقة وهذا هو العلامة & lt ؛ 1 هرتز ، وهو التردد الذي يمكن أن يتداخل مع الانحراف الطبيعي وحتى تلف الهيكل. لكن الدعائم الطائرة تتحول بسرعة أعلى بكثير. سوف تعطيك 2400 دورة في الدقيقة نموذجي همهمة 80 هرتز. قد يكون مزعجًا ، ولكن بعيدًا عن الترددات الطبيعية للمناورة وعن هيكل الطائرة.

من المهم أيضًا ملاحظة أن هناك تأثيرين في اللعب هنا: إن المبتدئ (التأثير الجيروسكوبي) يمارس قوة متعامدة مع الدوران المطبق ، ولكن هناك أيضًا مجرد لحظة من القصور الذاتي للدعام / الدوار عبر محور دوران (كما هو محسوب أعلاه) يحتاج إلى التغلب عليه. ينطبق هذا الأخير حتى لو توقف الدوار ، ولكن كلاهما يبلل عندما يدور. الآن ، بالنسبة للطائرات ذات الدعامات السريعة ولكنها صغيرة نسبياً ، قد يكون التأثير الجيروسكوبي ملحوظًا (انظر أدناه) ، ولكن مجرد وزارة الداخلية لا يكاد يذكر (كتلة الشفرات لا شيء مقارنة بالباقي). مع ذلك ، بالنسبة لتوربينات الرياح ، يجب أن يكون العكس صحيحًا: كتلة الدوار / وزارة الداخلية هي (على الأرجح) الكتلة المسيطرة على كل شيء.

بالنسبة إلى الاستباقية نفسها ، أي الميل إلى الدوران عموديًا إلى المكان الذي تريد تشغيله ، فإن معظم الطائرات لا تعاني منها أيضًا. الطائرات ببساطة لا تحول (مناورة) بسرعة كبيرة لأنها مشكلة ، وقوى الديناميكية الهوائية تفوق تلك الجيروسكوبية بأوامر من الحجم. على طائرات المروحة العادية ، فقط إذا كنت تريد أن تلاحظ ذلك ، فقد تلاحظ ذلك عند القيام بمناورة.

في بعض الظروف ، ومع ذلك ، يمكن أن تكون الاستباقية مهمة جدًا. يشمل ذلك الحالات التي تكون فيها السرعات الزاوي عالية (الأكروبات) ، تكون القوى الديناميكية الهوائية منخفضة أو متوازنة للغاية (الحوامات) ، أو كلاهما (تدور).

    
الجواب معين 24.09.2018 / 09:06
2

نعم ، سوف ينتج مراوحان للشفرات تأثيرات تمهيدية أثناء المناورة ، تمامًا مثلما تفعل أي مروحة أخرى. هو بالكاد ملحوظ للعمليات العادية. ومن الملاحظ جدا خلال المناورة الصعبة أو الطيران البهلواني والاستخدام المنسق للدفة وضغط المصعد ضروري أثناء المناورة في هذه الأنظمة لمواجهة هذا التأثير.

    
الجواب معين 24.09.2018 / 07:40
1

تقدم المروحة ذات الشفرة الواحدة الحد الأدنى من السحب ، ولكنها تقدم مشكلات في التوازن الأولي. يعاني اثنان من المراوح البيضاء من مداورة أسوأ من المراوح الثلاثة ، وفي التوربين الذي يظهر مع الشفرات في وضع أفقي والتوربين محوري / ناقص بسبب تغير الريح. وتوازن المروحة بثلاثة شفرات ببعض هذه القوة ، وينتهي بها المطاف إلى أن تكون أفضل حل وسط بين نظام So Many Blades ومقاومة الهواء.

مزيد من العمق هنا: رابط

    
الجواب معين 24.09.2018 / 06:54
1

يؤدي هذا السؤال إلى النظر في ظواهر ظاهرة الدوران المستحثة ، بغض النظر عن عدد الشفرات. قد تكون بنية تثبيت التوربين ذات قوة كافية ، ولكن صلابة غير كافية. فقدت العديد من الأرواح في الأيام الأولى من الطائرات المروحية الكبيرة (بعد 4 الدعائم شفرة) بسبب الرنين ، وضع الدوامة ، والفشل الهيكلي. في حالة لوكهيد L-188 اليكترا ، كل ما يتطلبه الأمر هو عاصفة غير متماثلة للبدء. نظرًا للأسباب المذكورة في الإجابات السابقة ، فإن عدد الشفرات لن يكون مصدر قلق رئيسي.

    
الجواب معين 24.09.2018 / 20:47
0

نعم ، تعتبر مقدمة الاستباقية الجيروسكية شيئًا في مراوح الطائرات ذات النقطتين. أطير طائرة C-172 وتم إدراجها كأحد العوامل في اتجاهات الدوران اليسرى للطائرة.

    
الجواب معين 24.09.2018 / 06:39
0

الاستباقية هي تأثير جيروسكوبي ، وبالنسبة للسرعة الزاوي نفسه ، تعتمد القوى المعنية على لحظة القصور الذاتي للمروحة ، والتي (بالنسبة لنفس تكوين الشفرة والمواد) تتناسب مع عدد الشفرات.

    
الجواب معين 24.09.2018 / 07:01