U l t r a l a k o    l e t e n j e

 

www.airdrive.biz

mail to : davor.pavlovic2@skole.hr , bopavlov@inet.hr

ground adjustable

robustan i cvrst

climb profil

low cost

naj materijali

domaci proizvod

veliki potisak

moguca proba

         Napravljen specijalno za motorne zmajeve i ultralake letjelice

Izvanredno dobar u pogonu airboata i howercrafta

                       Postupak izrade

Propeler je napravljen od kompozitnih materijala,  koristi se epoxy smola L 285 sa pripadajucim otvrdnjivacem i S tip vlakna . Za nju postoje certikati izdani od Njemackog “Flugfart Bundesamta“i kao takva može se koristiti za gradnju dijelova zrakoplova koji trpe strukturalna opterecenja . Odlikuje se izvanrednom cvrstocom i temperaturnom postojanošcu , dakle utjecaj temperature od motora ne utjece na cvrstocu spojeva .Propeler je izradjen sa ojacanjem napadne i izlazne ivice sa prepletenim rowingom , tako da polovice prakticno nisu lijepljene , nego su krakovi izvedeni kao da su od jednog komada . Ramenjaca koja je takodjer ugradjena u svaki krak , izvedena je kao mosna konstrukcija , što komplicira proizvodnju , ali se na taj nacin postiže izvanredna cvrstoca .U korijenu je ojacanje izvedeno posebno cvrsto a narocito na izlaznoj ivici , gdje  krak trpi najveca naprezanja . Izrada je vrlo komplicirana , ali je zato svaki krak impresivno cvrst . U eksploataciji propeler se pokazuje vrlo efektan vec kod male snage motora tj. manjih okretaja . Manji okretaji znace i manju potrošnju goriva , što znaci da je iskoristivost dobra .Naravno to ovisi i o drugim faktorima .  “Domaci propeleri “ , nastali su prije svega radi problema oko nabave , kao i oko cijene dobrog propelera .Takodjer i zbog toga sto sam vjecito trebao letjeti sa nekim preko 120 kg ,  išao sam na izvedbu propelera koji prije svega dobro penje .  Ideja je bila napraviti najbolji moguci . Zato u radioni imamo najpoznatije ovosvjetske propelere ,namjerno secirane da bi se od njih preuzelo pojedina rješenja (Woodcomp, Arplast ,GSC ,Ivoprop , GT ). Nastao je odlican , izuzetno cvrst kompozitni propeler vlastite izvedbe.Odlican se pokazao u praksi , osobno sam uspio sa istim održati horizontalni let na samo 3800 okretaja (R-582 , Weedhoper ), što nisam uspio s nijednim drugim a to znaci i uz najmanju mogucu potrošnju goriva . Profil koji koristimo pri izradi je “Clark Y” .Površina propelera je nešto veca od uobicajenih , ali se zato pokazuje izvrsna efikasnost na manjem broju  okretaja .

             Testiranje u pogonu              

Testiranje propelera provodi se tokom dvije godine eksploatacijom na 10-tak razlicitih letjelica . U samom pocetku krenulo se je sa idejom da se napravi propeler koji bi u svemu bio normalne izvedbe , osim pojacanja u korijenu kraka . Želio sam znati gdje je donja granica  cvrstce . Prvi ispitni propeler , namjerno je napravljen oslabljen i bio je predvidjen samo za probu  , medjutim osobno sam ga isprobao u zraku .Sljedeci ispitni propeler napravljen je toliko oslabljen , da uopce nije imao pojacanja u korijenu kraka , gdje je najslabiji .Sa njim se nije letjelo , ali je isti još na životu .Isproban je na motoru Rotax 582 . Na taj nacin vidio sam kakav bi propeler morao biti da još uvijek funkcionira te sam istog uzeo za donju granicu najmanje cvrstoce .  Dakle napravljen je sa istom kolicinom materijala kao i svaki drugi , osim u korijenu, gdje je svakom propeleru najslabija tocka Propeleri koji sada izlaze iz radione , pojacani su 20-tak puta u korijenu ,a vrte se i na motorima od 150 ks .Do sada ( pocetak 2010 ) jedan pokrece i letjelicu iz kategorije “ generalnih “ uz brzine vece od 200 kmh . Pokazalo se da je bolji od originala . Dvogodišnje prakticno korištenje ,je pokazalo , da se radi o dobrom propeleru , koji može udovoljiti sve zahtjeve u ultralakom zrakoplovstvu za pogon motora preko 100 ks.

                             Crash test   

U zrakoplovstvu je jedini pravi i mjerodavni test - crash test .Standarni propeler treba operetiti na naprezanja koja trpi u radu , do trenutka kad isti zadobije deformacije , nakon kojih gubi svoj prvobitni oblik ,tj. do trenutka loma .Pokus koji smo mi napravili pokazuje izdržljivost propelera na centrifugalnu silu , tj. najvecu silu koja se javlja na propeleru u pogonu . U svojoj letackoj karijeri , imao sam prilike dva puta vidjeti izletanje kraka iz glave . U jednom slucaju je samo sreca spasila pilota od pogibelji .Radilo se o drvenim propelerima koji nisu imali pojacanje korijena kraka . Naši krakovi se izradjuju od najboljih epoksidnih smola koja imaju i odgovarajuce ateste i odobrenja za korištenje za ovakovu namjenu . Mi smo za test koristili željezne utege , koji su zamijenili centrifugalnu silu . Na opterecenju od 2 tone apsolutno ništa se nije dogadjalo , bez obzira na trzajeve koje je naš viljuškarist napravio . Kad je na 4 tone napravio trzaj , popucali su vijci , na glavi kraka apsolutno nikakvih pomaka nije bilo . Daljnja opterecenja nismo više mogli napraviti , ali smo iz ovog pokusa vidjeli , da propeler izdrži najmanje 5 tona sile na naprezanje . Korijen kraka izveden je sa preko 1ooo mm kvadratnih od najkvalitetnijih materijala  , tako da bi po tablicama ta sila trebala biti 5o tona . To znaci da je faktor sigurnosti daleko veci od 4 - 5 puta , koliko je uobicajeno u zrakoplovstvu . Ovaj propeler bi po tablicama kojima moramo vjerovati ,morao izdržati oko 2o puta vecu silu od one koja se javlja u pogonu .

                       Centrifugalna sila

Sila koja djeluje na krakove ,nastojeci ih iscupati iz glave propelera , je otprilike 20-tak puta veca od sile potiska ( max) . Matematicki ,ova sila prelazi 2 tone , racunato sa najlošijim parametrima . Formula je naravno Fc (N) = m ( kg ) *v2 (m/s) : r (m)  gdje je m= masa kraka , v=brzina kraka u tocki najveceg potiska i r=radijus kraka u tocki najveceg potiska . U praksi su šanse da ova  sila iscupa krak propelera puno manje   , zato što osim centrifugalne na krak djeluju i sile otpora i potiska , koje ga nastoje savinuti u stranu a samim tim ga zaglavljuju u glavi . To je otprilike kao da metnemo cijev u cijev , gdje ona tanja lagano ulazi u vecu , ali kad na njezinom kraju objesimo teret više ju ne možemo izvuci .Dakle prilikom vrtnje propelera , najveca sila na krak propelera ne djeluje okomito na smjer vrtnje , nego po nekakvim kutom od otprilike 30 stupnjeva a samim tim se krak zaglavljuje u glavi propelera . Testiranje propelera na vlak tj. centrifugalnu silu , se zato i radi pod kutom od 30-tak stupnjeva a ne okomito na smjer vrtnje ( DUC propellers) . Pritom najvece opterecenje trpi glava propelera , koja mora izdržati djelovanje svih sila .

                             Podešavanje

Najbolja opcija je podesiti propeler za krstarecu brzinu , tj treba se podesiti tako da se u zraku “ razvrti “ do max . okretaja . Tada postiže i max. brzinu .Krstareca brzina je ona koja se postigne na 75 % okretaja . Take off ili climb podešavanje je ono kada okretaje na zemlji podesimo na maksimalnu vrijednost . Sa mojim propelerom , najbolje rezultate dobio sam kad sam ga na zemlji podesio na 6000 okretaja tj. oko 10 % manje od max.

                                 Efikasnost

Idealnog propelera nema .Odabir ili konstrukcija provodi se na osnovi parametara o brzini letjelice ,broju okretaja i snazi motora .Da bi se udovoljilo sve parametre , idealno bi bilo kad bi se propeleru mogle po potrebi  mijenjati njegove dimenzije , tj. dužina , širina i oblik .Pogoditi sva tri parametra , u praksi je veliki problem ,pogotovo kod izvedbe sa fiksnim korakom.Ako bi mijenjali korak na propeleru koji imamo  , podešavanjem bi utjecali samo na broj okretaja tj.opterecenje motora , dok bi se geometrijski korak , odredio sam po sebi a time odredio  i max. brzinu letjelice . Iskoristivost motora bi pritom bila odredjena takodjer sama po sebi .Kada bi mogli utjecati na širinu i dužinu propelera , onda bi  za tocno odredjeni korak ,tj. brzinu letjelice , mogli postici optimalno opterecenje motora , a s time i najbolju iskoristivost . U praksi ne postoje takvi propeleri , pa se zato treba probati više propelera i vidjeti koji najbolje odgovara . Površina propelera važna je isto kao i korak i njihova kombinacija odredjuje iskoristivost i karakteristike .Dakle , ako trebamo podesiti propeler tako da optimalno optereti motor , a propeler nema odgovarajucu površinu ,jedino što možemo napraviti je podesiti opterecenje korakom a što ne mora biti najbolje rješenje .Pojavu propelera sapomjenljivom geometrijom moramo još malo pricekati .Rješenje je probati više propelera i upotrijebiti bolji .

                   Efikasnost u praksi

 Jedino se u zraku može vidjeti kakav propeler imamo , tj. da li na punom gasu letjelica postiže onu brzinu koju bi trebala imati . Tek se tada vidi da li je kombinacija brzine i okretaja optimalna odnosno kakva je efikasnost propelera . Efikasnost je odnos brzine zracne struje koju stvara propeler i brzine koju letjelica postiže . Njihov odnos pokazuje klizanje , ali ,taj jedini pravi nacin zapravo pokazuje u praksi efikasnost svih faktora . Klizanje nije  pokazatelj efikasnosti samog propelera . Efikasnost propelera je potisak koji se postiže na pogonskom motoru.  Potisak je jednak reakciji koju propeler stvara gurajuci masu zraka . Dakle ,ako bi propeler kod istog koraka progurao vecu kolicinu zraka , povecala bi se maksimalna i krstareca brzina letjelice , što bi znacilo da je efikasniji .Takav propeler ima bolju kombinaciju dužine , širine i profila. Parametar koji odredjuje promjer  je obodna brzina . Najvecu efikasnost postižu propeleri cija obodna brzina iznosi oko 200 m/s  , tj. oko 700 km/h . Dakle obodna brzina mora biti od 200 - 230 m/s .tj. 650 - 750 km/h .Najveca obodna brzina ne bi nikako smjela preci 0,8 Macha , tj. 290 m/s .Obodna brzina veca od 250 km/h jako povecava glasnocu . Kod ovih brzina profil ne smije imati veliki lift faktor , tj.mora imati malu debljinu . Propeler veceg promjera u pravilu ima vecu efikasnost , zato što zahvaca više ulaznog fluida i distribuira snagu i potisak na vecem volumenu .Isti efekat ima krilo jedrilice , koja ima veci raspon krila , cime postiže efikasnost . U praksi efikasnost propelera u najboljem slucaju prelazi 80 % , tj tolike se snage motora pretvara u potisak .

Raspored sile potiska po dužini

       Balansiranje dvokrakog drvenog propelera

. Svaki propeler može se izbalansirati statički i dinamički . Statičko podešavanje balansa je poprilično jednostavno , potrebno je samo postaviti propeler na “ klackalicu “ i izjednačiti težinu. Pritom uopće neznamo da li su krakovi jednako teški , jer ravnotežu možemo postići malim utegom dodanim na kraju .Kako izvagati pojedini krak i onda točno odrediti koju težinu treba dodati i gdje ? Za to nam trebaju dvije klackalice .Bilo koji položaj propelera na jednoj klackalici ,mora biti u ravnoteži sa protuutegom na drugoj klackalici . Ako koncentracija mase u oba kraka nije jednaka , na drugoj strani klackalice protuuteg će se pomaknuti gore ili dolje , nakon što na prvoj zaokrenemo propeler za 180 % .Kad dobijemo ravnotežu protuutega u svim položajima , naš propeler je dinamički izbalansiran i neće stvarati vibracije u radu .

Naravno potrebno je napraviti nekakav pristroj za ovu operaciju .Nikako se ne smiju koristiti ležajevi zbog puno veće površine trenja , tj. otpora gibanju . Najbolja je nekakva oštrica .Pristroj će biti višenamjenski jer na ovaj način je moguće podesiti i propeler sa više krakova od dva, npr. peterokraki .

Opterecenje motora

Za motor nije svejedno kako ga opterecujemo tj. kakav korak propelera namještamo . Vrlo je bitno koji je maksimalni broj okretaja motora na punom gasu . U praksi se to vidi u zraku kod punog gasa i u horizontalnom letu . Motor mora tom prilikom postici maksimalni broj okretaja , ne smeta mu da  ga cak i pređe . Daleko je štetnije za motor da se na punom gasu vrti ispod dozvoljenih okretaja . Obrtni moment motora , tj. sila kojom klip potiskuje radilicu je najveca na oko 80 % posto okretaja . Ako bi npr. pritisnuli puni gas a okretaji ne bi prešli to podrucje moglo bi doci do razaranja motora . Obrazloženje je to da u motor ulazi najveca kolicina goriva u kombinaciji sa smanjenim pritiskom ulja i najvecom silom na ležajeve .  Gorivo previše ispire cilindre a uljni film na cilindrima i vratilima radilice je preslab i dolazi do ribanja . To se posebno loše odražava na punom , dok je to manje bitno kod pola gasa . Dakle motor se mora vrtjeti . Sigurnost i vijek trajanja ce biti veci i duži ako ga ne budemo “ štedjeli “ . Prema tome valja smanjiti korak propelera i pustiti motor da se razvrti

Kontakt :

mail to : davor.pavlovic2@skole. hr

mail to : bopavlov@inet.hr

tel : oo385-(o)92-1260-12 0

tel : oo385-(o)91-5020-91 9