Caractérisation de l'hélice : Variations du pas, du diamètre et du nombre de lame sur la performance

1. Mesurer les caractéristiques de l'hélice dans une soufflerie subsonique

1. Installez la plate-forme d'essai de l'hélice dans la soufflerie subsonique à l'aide d'une monture à 4 axes, comme le montre la figure 3. Une soufflerie avec une section d'essai de 2,6 pi x 3,7 pi et un réglage de pression dynamique maximale de 25 psf a été utilisée dans cette démonstration.

Figure 3. Plate-forme d'hélice. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

2. Fixez une cellule de charge à 6 axes à la plate-forme. Ceci sera utilisé pour mesurer la poussée et le couple.
3. Fixez un moteur DC sans brosse sur la plate-forme, puis attachez la première hélice.
4. Connectez le moteur DC au contrôleur de vitesse électronique et au générateur de signal modulé à largeur pulsée, qui contrôle la vitesse du moteur.
5. Connectez un analyseur de puissance, qui mesurera le courant et la tension fournis au moteur, et le connectera à une batterie de polymère de lithium.
6. Utilisez un niveau d'esprit pour vous assurer que la configuration à hélice de piqûre est alignée dans la direction du flux avec zéro pas et zéro lacet.
7. Sécurisez les portes du tunnel-souffle et allumez la puissance principale.
8. Allumez la soufflerie, puis allumez le générateur de signal et le système d'acquisition de données de cellules de charge.
9. Zéro les forces sur la cellule de charge à l'aide d'un logiciel d'instrument virtuel.
10. Définir le générateur de signal pour faire fonctionner le moteur à 10% de la manette des gaz.
11. Commencez à enregistrer une lecture à zéro avec la soufflerie éteinte. Enregistrez la vitesse suivante :
    a. Caractéristiques de l'hélice - nombre de pales, diamètre de l'hélice (dans), et hauteur de l'hélice (dans).
    b. Vitesse (en pourcentage de la manette des gaz) basée sur la configuration du générateur de signal.
    c. Pression dynamique (psf) du transducteur de soufflerie.
    d. Tension (V) et courant (A) fourni au moteur BLDC à partir de l'analyseur de puissance.
    e. Poussée (lb) et couple (en lb) de la cellule de charge.
    f. Propeller RPM (rotations par minute). Notez que la lecture RPM ne peut être extraite qu'à la fin de l'expérience.
12. Allumez la soufflerie et variez la pression dynamique de 0 psf à 10 psf en étapes de 0,5 psf.
13. À chaque réglage, permettre à la soufflerie de se stabiliser, puis enregistrer les mêmes données que énumérées ci-dessus.
14. Continuer à augmenter le réglage de pression dynamique par incréments de 0,5 psf jusqu'à un réglage de pression dynamique à laquelle la poussée et le couple deviennent négatifs. Enregistrez toutes les données à chaque incrément.
15. Remettre la pression dynamique du tunnel à zéro et éteindre la soufflerie
16. Fixez la vitesse du moteur à 50 % de la manette des gaz et répétez les étapes 1,11 à 1,15.
17. Fixez la vitesse du moteur à 100% de la manette des gaz et répétez les étapes 1.11 - 1.15.
18. Répétez la procédure ci-dessus pour toutes les hélices, en veillant à tester des vitesses de 10%, 50% et 100% étrangler jusqu'à une pression dynamique où la poussée et le couple deviennent négatifs.
19. Lorsque tous les tests sont terminés, branchez le contrôleur de vitesse électronique à la trousse de programmation, enregistrez toutes les données rPM de l'hélice.
20. Arrêtez tous les systèmes.

Tableau 1. Hélices testées.

Propeller Diameter x Pitch (entre)	- de Lames	tissu
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	bois
18 x 8	4	bois

Notez que les hélices à pas fixe utilisées dans cette étude sont définies par leur diamètre et leur hauteur en pouces. Par exemple, une hélice de 18 x 8 est une hélice de 18 de diamètre avec une hauteur géométrique de 8 po.