プロペラの特性評価:性能のピッチ、直径、ブレード数の変動

1. 亜音速風洞におけるプロペラ特性の測定

1. 図 3 に示すように、4 軸スティング マウントを使用して、亜音速風洞内のプロペラ テスト リグをセットアップします。このデモでは、2.6 フィート x 3.7 フィートのテスト セクションと最大動的圧力設定 25 psf の風洞を使用しました。

図 3.プロペラリグ。この図のより大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

2. リグに 6 軸ロード セルをアタッチします。これは推力およびトルクを測定するために使用される。
3. ブラシレスDCモーターをリグに固定し、最初のプロペラを取り付けます。
4. DCモータを電子速度コントローラとパルス速度変調信号ジェネレータに接続し、モータの速度を制御します。
5. モータに供給される電流と電圧を測定するパワーアナライザを接続し、リチウムポリマー電池に接続します。
6. スピリットレベルを使用して、スティングプロペラの設定がゼロピッチとゼロヨーの流れの方向に位置合わせされていることを確認します。
7. 風洞ドアを固定し、主電源をオンにします。
8. 風洞をオンにし、信号発生器とロードセルデータ集録システムをオンにします。
9. 仮想計測器ソフトウェアを使用してロードセルのフォースをゼロにします。
10. モータを10%スロットルで動かすために信号発生器を設定します。
11. 風洞をオフにしてゼロ読み取りを記録開始します。次のデータの速度を記録します。
    a. プロペラ特性 - ブレード数、プロペラ径(in)、プロペラピッチ(in)。
    b. 信号発生器の設定に基づく速度(パーセントスロットル)。
    風洞トランスデューサからの動的圧力(psf)。
    d. パワーアナライザからBLDCモータに供給される電圧(V)と電流(A)。
    e. ロードセルからの推力(ポンド)とトルク(インポンド)。
    f. プロペラ RPM (1 分あたりの回転)RPM 読み取り値は、実験の最後にのみ抽出できることに注意してください。
12. 風洞をオンにし、0.5 psfのステップで0 psfから10 psfまでの動的圧力を変化させる。
13. 各設定で、風洞が安定するようにし、上記と同じデータを記録します。
14. 推力とトルクが負になる動的圧力設定まで、0.5 psf単位で動的圧力設定を引き続き増加させます。すべてのデータを各増分で記録します。
15. トンネルの動的圧力をゼロにリセットし、風洞をオフにします。
16. モータ速度を 50% スロットルに設定し、ステップ 1.11 ~ 1.15 を繰り返します。
17. モータ速度を 100% スロットルに設定し、ステップ 1.11 ~ 1.15 を繰り返します。
18. すべてのプロペラに対して上記の手順を繰り返し、推力とトルクが負になるダイナミックな圧力まで10%、50%、100%の速度をテストします。
19. すべてのテストが完了したら、電子速度コントローラをプログラミングキットにプラグインし、プロペラRPMデータのすべてを記録します。
20. すべてのシステムをシャットダウンします。

表 1.プロペラをテスト。

プロペラ直径×ピッチ(イン)	ブレードの数	材料
18×8	2	Apc
16×8	2	Apc
15×8	2	Apc
15×10	2	Apc
15×12	2	Apc
18×8	2	木
18×8	4	木

このスタディで使用する固定ピッチプロペラは、直径とピッチ(インチ)で定義されます。たとえば、18 x 8 プロペラは直径 18 のプロペラで、幾何学的なピッチは 8 です。