Como calcular o impulso de um pistão ou motor turboélice? [duplicado]

1

Isso gera um relacionado pergunta . Motores com propulsão por hélice (pistão / turboélice) parecem sempre listar sua saída em potência ou quilowatts, que são unidades de potência.

Eu quero saber o impulso do motor.

Como calcular isso?

Eu sei que o empuxo da hélice depende da velocidade no ar. O que eu quero é uma equação em que a potência do motor e a velocidade do ar sejam inseridas (e talvez outros parâmetros) e o impulso de saída.

    
por DrZ214 27.06.2016 / 07:21

1 resposta

A equação mais simples usa uma eficiência de hélice assumida $ \ eta_ {Prop} $ e converte a potência P em impulso T como $$ T = \ frac {P} {v} \ cdot \ eta_ {Prop} $$ O mais complicado é conseguir $ \ eta_ {Prop} $ right. Use 85% para hélices * levemente carregadas trabalhando em seu ponto de design. E certifique-se de subtrair o consumo de energia do motor para acionar os acessórios, para que você use apenas a potência efetiva na hélice, não a potência nominal do motor.

A equação só funciona se a hélice estiver em movimento, então a velocidade do ar $ v $ não é zero. Para cobrir o caso estático, por favor veja esta resposta .

* A carga em uma hélice pode ser expressa pela relação entre o empuxo e a área do disco da hélice, tornada adimensional dividindo-se pela pressão dinâmica $ \ frac {\ rho} {2} \ cdot v ^ 2 $. Se $ T $ for empuxo e $ d $ for o diâmetro, o coeficiente de carga axial adimensional $ c_T $ é $$ c_T = \ frac {T} {\ pi \ cdot \ frac {d ^ 2} {8} \ cdot \ rho \ cdot v ^ 2} $$ Às vezes isso é simplificado para $$ c_T = \ frac {T} {\ pi \ cdot \ frac {d ^ 2} {4} \ cdot v ^ 2} $$ Note que esta definição precisa do impulso da hélice a uma velocidade específica. Uma maneira diferente de expressar o carregamento da hélice, que se presta ao uso do empuxo estático de fácil medição, é dividindo o empuxo pela área do disco e a pressão dinâmica da ponta da hélice em repouso, com $ n $ como a RPM do propulsor : $$ c_T = \ frac {T} {\ frac {\ rho} {2} \ cdot \ left (\ frac {n \ cdot \ pi \ cdot d} {60} \ right) ^ 2 \ cdot \ pi \ cdot \ frac {d ^ 2} {4}} $$ e novamente uma forma simplificada disso pode ser encontrada na literatura: $$ c_T = \ frac {T} {\ rho \ cdot \ left (\ frac {n} {60} \ right) ^ 2 \ cdot d ^ 4} $$

Geralmente, um propulsor levemente carregado tem um diâmetro grande e voa em velocidade baixa a moderada. Enquanto os warbirds da Segunda Guerra Mundial ainda estão no reino levemente carregado, todos os grandes turboélices (C-130, P-3) estão firmemente fora dele.

    
27.06.2016 / 08:46