Caratterizzazione dell'elica: variazioni di passo, diametro e numero di pale sulle prestazioni

1. Misurazione delle caratteristiche dell'elica in una galleria del vento subsonica

1. Impostare il banco di prova dell'elica nella galleria del vento subsonica utilizzando un supporto a 4 assi, come mostrato nella Figura 3. In questa dimostrazione è stata utilizzata una galleria del vento con una sezione di prova di 2,6 piedi x 3,7 piedi e un'impostazione della pressione dinamica massima di 25 psf.

Figura 3. Rig ad elica. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

2. Collegare una cella di carico a 6 assi al carro. Questo sarà usato per misurare la spinta e la coppia.
3. Fissare un motore DC brushless al carro, quindi collegare la prima elica.
4. Collegare il motore CC al regolatore elettronico di velocità e al generatore di segnali modulati a larghezza pulsata, che controlla la velocità del motore.
5. Collegare un analizzatore di potenza, che misurerà la corrente e la tensione fornite al motore, e collegarlo a una batteria ai polimeri di litio.
6. Utilizzare un livello di spirito per garantire che la configurazione dell'elica pungente sia allineata nella direzione del flusso con passo zero e imbardata zero.
7. Fissare le porte della galleria del vento e accendere l'alimentazione principale.
8. Accendere la galleria del vento, quindi accendere il generatore di segnale e il sistema di acquisizione dati della cella di carico.
9. Azzerare le forze sulla cella di carico utilizzando il software dello strumento virtuale.
10. Impostare il generatore di segnale per far funzionare il motore con l'acceleratore al 10%.
11. Inizia a registrare una lettura zero con la galleria del vento spenta. Registrare la velocità seguenti dati:
    un. Caratteristiche dell'elica: numero di pale, diametro dell'elica (in) e passo dell'elica (in).
    b. Velocità (in termini di percentuale di acceleratore) in base alla configurazione del generatore di segnale.
    c. Pressione dinamica (psf) dal trasduttore della galleria del vento.
    d. Tensione (V) e corrente (A) fornite al motore BLDC dall'analizzatore di potenza.
    e. Spinta (lb) e coppia (in-lb) dalla cella di carico.
    f. RPM dell'elica (rotazioni al minuto). Si noti che la lettura RPM può essere estratta solo alla fine dell'esperimento.
12. Accendere la galleria del vento e variare la pressione dinamica da 0 psf a 10 psf a passi di 0,5 psf.
13. Ad ogni impostazione, consenti alla galleria del vento di stabilizzarsi, quindi registra gli stessi dati sopra elencati.
14. Continuare ad aumentare l'impostazione della pressione dinamica con incrementi di 0,5 psf fino a un'impostazione dinamica della pressione a cui la spinta e la coppia diventano negative. Registrare tutti i dati ad ogni incremento.
15. Ripristina la pressione dinamica del tunnel a zero e spegni la galleria del vento
16. Impostare la velocità del motore su 50% dell'acceleratore e ripetere i passaggi 1.11 - 1.15.
17. Impostare la velocità del motore su 100% dell'acceleratore e ripetere i passaggi 1.11 - 1.15.
18. Ripetere la procedura di cui sopra per tutte le eliche, assicurandosi di testare velocità del 10%, 50% e 100% dell'acceleratore fino a una pressione dinamica in cui spinta e coppia diventano negative.
19. Quando tutti i test sono stati completati, collegare il regolatore di velocità elettronico al kit di programmazione, registrare tutti i dati RPM dell'elica.
20. Arrestare tutti i sistemi.

Tabella 1. Eliche testate.

Diametro elica x Passo (in)	# di Lame	Materiale
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	Legno
18 x 8	4	Legno

Si noti che le eliche a passo fisso utilizzate in questo studio sono definite dal loro diametro e dal passo in pollici. Ad esempio, un'elica 18 x 8 è un'elica di 18 di diametro con un passo geometrico di 8 pollici.