Caracterização da hélice: variações no passo, diâmetro e número de pás no desempenho

1. Medir características da hélice em um túnel de vento subsônico

1. Configure a plataforma de teste da hélice no túnel de vento subsônico usando um suporte de picada de 4 eixos, como mostrado na Figura 3. Um túnel de vento com uma seção de teste de 2,6 pés x 3,7 pés e ajuste máximo de pressão dinâmica de 25 psf foi usado nesta demonstração.

Figura 3. Plataforma de hélice. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

2. Conecte uma célula de carga de 6 eixos à plataforma. Isso será usado para medir o empuxo e o torque.
3. Fixar um motor DC sem escova na plataforma e, em seguida, fixar a primeira hélice.
4. Conecte o motor DC ao controlador eletrônico de velocidade e ao gerador de sinal modulado de largura pulsada, que controla a velocidade do motor.
5. Conecte um analisador de energia, que medirá a corrente e a tensão fornecidas ao motor, e conecte-o a uma bateria de polímero de lítio.
6. Use um nível de espírito para garantir que a configuração da hélice de picada esteja alinhada na direção do fluxo com campo zero e guinada zero.
7. Proteja as portas do túnel de vento e ligue a energia principal.
8. Ligue o túnel de vento, depois ligue o gerador de sinal e o sistema de aquisição de dados da célula de carga.
9. Zero as forças na célula de carga usando software de instrumento virtual.
10. Defina o gerador de sinal para rodar o motor a 10% do acelerador.
11. Comece a gravar uma leitura zero com o túnel de vento desligado. Regisso da velocidade que segue os dados:
    um. Características da hélice - número de lâminas, diâmetro da hélice (in) e altura da hélice (in).
    b. Velocidade (em termos de por cento de aceleração) com base na configuração do gerador de sinal.
    c. Pressão dinâmica (psf) do transdutor do túnel de vento.
    d. Tensão (V) e corrente (A) fornecidas ao motor BLDC a partir do analisador de potência.
    e. Empuxo (lb) e torque (in-lb) da célula de carga.
    f. Hélice RPM (rotações por minuto). Observe que a leitura RPM só pode ser extraída no final do experimento.
12. Ligue o túnel de vento e varie a pressão dinâmica de 0 psf a 10 psf em passos de 0,5 psf.
13. Em cada configuração, permita que o túnel de vento se estabilize e registe os mesmos dados listados acima.
14. Continue a aumentar a configuração de pressão dinâmica em incrementos de 0,5 psf até uma configuração de pressão dinâmica na qual o impulso e o torque se tornam negativos. Registosos dados em cada incremento.
15. Reinicie a pressão dinâmica do túnel de volta a zero, e desligue o túnel de vento
16. Defina a velocidade do motor para 50% do acelerador e repita as etapas 1.11 - 1,15.
17. Defina a velocidade do motor para 100% de aceleração e repita as etapas 1.11 - 1,15.
18. Repita o procedimento acima para todas as hélices, certificando-se de testar velocidades de 10%, 50% e 100% acelerando até uma pressão dinâmica onde o impulso e o torque ficam negativos.
19. Quando todos os testes forem concluídos, conecte o controlador eletrônico de velocidade ao kit de programação, registe todos os dados RPM da hélice.
20. Desligue todos os sistemas.

Mesa 1. Hélices testadas.

Diâmetro da hélice x pitch (in)	# de Lâminas	Material
18 x 8	2	APC
16 x 8	2	APC
15 x 8	2	APC
15 x 10	2	APC
15 x 12	2	APC
18 x 8	2	Madeira
18 x 8	4	Madeira

Observe que as hélices de campo fixo utilizadas neste estudo são definidas pelo seu diâmetro e tom em polegadas. Por exemplo, uma hélice 18 x 8 é uma hélice de 18 de diâmetro com um tom geométrico de 8 in.