Test śmigieł do elektryków

technologie, maszyny, narzędzia których używamy w naszych modelarniach

Test śmigieł do elektryków

Postprzez farmerski » 30 paź 2013, o 12:03

Bardzo ciekawy test:
Ze sklepu ABC-RC otrzymałem do testów śmigła do wielowirnikowców - po 2 komplety (prawe i lewe) 4 różnych śmigieł w rozmiarze 10x4,5.

Obrazek


POMIARY STATYCZNE

W pierwszej kolejności orientacyjnie zmierzyłem i zważyłem śmigła oraz oceniłem wykończenie powierzchni i sztywność. Sprawdziłem też wyważenie, co jest niezwykle istotne przy wielowirnikowcach.


Jako śmigła porównawczego użyłem APC 10x4,7 SF. Śmigło jest wszystkim znane i uważane za jedno z najlepszych w swojej klasie.
Śmigło wykonane jest z szarego tworzywa z włóknami szklanymi. Na zdjęciach umieszczone jest na samym dole lub skrajnie po prawej stronie.

• średnica: 253 mm (9,96")
• max szerokość łopatki: 29 mm
• grubość łopatki w 2/3 długości: 1,3 mm
• masa: 11 g

• powierzchnia półmatowa
• sztywne
• minimalnie niewyważone

• w komplecie 2 pierścienie ustalające

• sprzedawane pojedynczo
• cena za parę: 30 zł

Obrazek


Śmigła testowe
Na zdjęciach śmigła umieszczone są kolejno od góry lub od lewej.


1. Gemfan GF 10x4,5 Nylon + Carbon
Wykonane z czarnego tworzywa będącego mieszaniną nylonu i włókien węglowych.

• średnica: 256 mm (10,08")
• max szerokość łopatki: 27 mm
• orientacyjna grubość łopatki w 2/3 długości: 1,8 mm
• masa: 11 g

• powierzchnia matowa
• sztywne, zdecydowanie sztywniejsze niż APC
• lekko niewyważone

• w zestawie 5 pierścieni ustalających do każdego śmigła

• sprzedawane w parach (prawe + lewe)
• cena za parę: 15 zł


2. FS Carbon 10x4,5
Wykonane z laminatu węglowego.

• średnica: 253 mm (9,96")
• max szerokość łopatki: 27 mm
• orientacyjna grubość łopatki w 2/3 długości: 1,5 mm
• masa: 12 g

• powierzchnia wysoki połysk
• bardzo sztywne
• minimalnie niewyważone

• w komplecie tylko 2 pierścienie ustalające (5 i 6 mm), ale za to metalowe

• sprzedawane pojedynczo
• cena za parę: 118 zł


3. Gemfan FC 10x4,5 czarne
Wykonane z czarnego ABS.

• średnica: 252 mm (9,92")
• max szerokość łopatki: 27 mm
• orientacyjna grubość łopatki w 2/3 długości: 1,6 mm
• masa: 7 g

• powierzchnia matowa, ale o wyraźnej fakturze
• elastyczne
• lekko niewyważone

• w zestawie aż 7 pierścieni ustalających do każdego śmigła

• sprzedawane w parach (prawe + lewe)
• cena za parę: 10 zł

Obrazek
Obrazek

4. Gemfan FC 10x4,5 pomarańczowe
Wykonane z pomarańczowego ABS.

• średnica: 252 mm (9,92")
• max szerokość łopatki: 27 mm
• orientacyjna grubość łopatki w 2/3 długości: 1,6 mm
• masa: 7 g

• powierzchnia matowa, ale o wyraźnej fakturze
• elastyczne
• zdecydowanie niewyważone

• w zestawie aż 7 pierścieni ustalających do każdego śmigła

• sprzedawane w parach (prawe + lewe)
• cena za parę: 10 zł






OMÓWIENIE WYNIKÓW

Śmigła FC czarne i FC pomarańczowe pochodzą prawdopodobnie z jednej formy. Bliźniacze do nich jest śmigło FS Carbon, choć sprawia wrażenie masywniejszego.
Podobne do powyższych na pierwszy rzut oka jest też śmigło GF Nylon + Carbon, jednak okazuje się, że ma nieco ma nieco dłuższe łopatki o trochę innym kształcie i grubszym profilu.
Kompletnie inne jest śmigło APC. Łopatki mają zupełnie inny kształt, są szersze i mają cieńszy profil.

Wyważenie śmigieł jest bardzo ważne w modelach. Szczególne znaczenie ma to w wielowirnikowcach używanych w większości przypadków do rejestracji obrazu z powietrza. Drgania są przyczyną rozmazania i nieostrości oraz efektu jello. Mogą też zakłócać pracę układów stabilizujących w kontrolerach lotu, np. żyroskopy. Niewyważone śmigła mają ponadto niższe osiągi i powodują szybkie zużywanie się łożysk silnika, ale także niszczenie i rozkręcanie się konstrukcji modelu.
Niewielkie, lekkie śmigła najprościej wyważać przyklejając na dolną stronę końcówek łopat paski taśmy samoprzylepnej. Inną metodą jest szlifowanie dolnej powierzchni śmigła drobnym papierem ściernym. Oczywiście gradację należy dobierać w procesie szlifowania tak, by uzyskać powierzchnię zbliżoną do tej przed szlifowaniem. Śmigła błyszczące należy wykończyć pastą polerską.
Śmigła można też wyważać natryskując na dolną powierzchnię lakier.
Dlaczego wszystko na dolną? Bo wbrew "chłopskiemu rozumowi" śmigło wytwarza tylko niewielką część ciągu "przepychając powietrze". W taki sposób ciąg generują wentylatory. Natomiast łopatka śmigła wytwarza siłę nośną, dla powstawania której większe znaczenie ma charakter opływu górnej części profilu, czyli przód naszego śmigła, niż dolnej. Przy górnej lepiej więc nie grzebać.

Do orientacyjnego wyważenia testowanych śmigieł przygotowałem paski taśmy samoprzylepnej o szerokości 5 mm, które naklejałem na końcówki łopat.
Do wyważenia APC i FS Carbon wystarczyło po jednym pasku. Do wyważenia GF Nylon + Carbon oraz FC czarnych potrzebne były po 2 paski. Największym zaskoczeniem były śmigła FC pomarańczowe, do wyważenia których potrzeba było aż 6 pasków taśmy, choć prawdopodobnie pochodzą z tej samej formy, co FC czarne.

Wpływ na osiągi śmigła ma również jego sztywność. Sztywne śmigła mają większą doskonałość. Łopatki nie wyginają się i nie są podatne na skręcanie. Dzięki temu w czasie pracy śmigło nie odkształca się i nie wpada w drgania czy wręcz flatter. W przypadku elastycznych śmigieł zdarza się, że nawet wyważone statycznie na wyważarce zaczynają wpadać w oscylacje w trakcie pracy czy wydają "dziwne" dźwięki w trakcie dynamicznego poruszania modelem.
Wadą sztywnych śmigieł wzmacnianych włóknami szklanymi czy węglowymi jest ich kruchość. Bardziej odporne są śmigła z laminatów, ale tutaj przeszkodą stosowania może być cena.

Masa śmigła ma wpływ na dynamikę jego pracy. Lekkie śmigła mają mniejszą bezwładność i łatwiej wkręcają się na obroty. Ma to istotne znaczenie w wielowirnikowcach, które są sterowane tylko za pomocą zmiany obrotów śmigieł, ale np. również w modelach samolotów akrobacyjnych.

Wśród testowanych śmigieł najlżejsze są FC, ale jednocześnie są najbardziej elastyczne. Przeciwieństwem są FS Carbon - niezwykle sztywne, choć prawie 2 razy cięższe.

Obrazek
Obrazek

POMIARY OSIĄGÓW

Do zmierzenia osiągów śmigieł użyłem hamowni kątowej L.
Śmigła były napędzane silnikiem Robbe Roxxy BL 2827-35, czyli klasyką w napędach wielowirnikowców. Do silnika zastosowałem regulator Turnigy Plush 30A.
Do zasilania użyłem dwóch pakietów: Turnigy 3600 mAh, 14,8 V (4S), 20-30C oraz Zippy Flightmax 1300 mAh, 11,1 V (3S), 20C. Pakiety były częściowo rozładowane, ponieważ w początkowej fazie rozładowania następuje szybki spadek napięcia. W dalszej fazie rozładowania napięcie stabilizuje się i jest w miarę stałe przez czas przeprowadzania pomiarów.
Do pomiarów wykorzystałem elektroniczną wagę kuchenną (ciąg), wattmeter (napięcie oraz prąd i moc pobierana przez zespół napędowy), tachometr (obroty) i anemometr (prędkość strumienia zaśmigłowego - w tabelach z wynikami pomiarów oznaczonego skrótem p. s. z.).
W wynikach podałem też ciąg jednostkowy uzyskiwany z 1 wata energii pobranej przez zespół napędowy.


Obrazek

Każdy z pomiarów wykonywałem dwukrotnie i uśredniałem wyniki. Przy każdej serii zmieniałem kolejność badanych śmigieł. Ponieważ pomimo dużej pojemności pakietu następował niewielki spadek napięcia w trakcie pomiaru, pakiety były doładowywane pomiędzy pomiarami, a następnie "odpoczywały" do ustabilizowania się napięcia, by w trakcie pomiarów mieć odpowiednio 14,7 V oraz 10,3 V.
Pomiary prędkości strumienia zaśmigłowego są najmniej dokładne, gdyż każdorazowo starałem się po prostu ustawić anemometr mniej więcej w tym samym miejscu za śmigłem (2/3 promienia łopatki w odległości ok. 10 cm od niej), tym niemniej dają pogląd na pracę badanych śmigieł.

Nie mierzyłem parametrów przy całkowicie naładowanym pakiecie. Jak wspomniałem wyżej, w początkowej fazie rozładowania następuje szybki spadek napięcia, co skutkuje szybkim spadkiem osiągów. Ponadto producent dopuszcza zasilanie 4S testowego silnika przy śmigłach 10x4,5, ale jednocześnie ogranicza prąd ciągły do 9A i chwilowy do 10A. Przy świeżo naładowanym pakiecie, na pełnym gazie, testowy silnik z niektórymi śmigłami pobierał nawet ponad 15A, co daje nawet ok. 250W, więc przerwałem pomiary, nie mając ochoty go spalić.
Tutaj praktyczna rada dla użytkowników silnika Roxxy BL 2827-35. Już przy 10A silnik po kilkudziesięciu sekundach zaczyna parzyć, więc trzeba uważać, żeby go nie zniszczyć! Na szczęście w wielowirnikowcach zwykle moc napędu wykorzystywana jest w niewielkim stopniu, bo inaczej nie da się przyjemnie i w pełni kontrolowany sposób latać, a pełny gaz daje się raczej rzadko i na krótką chwilę.


Parametry przy ciągu maksymalnym i napięciu 14,7 V

Obrazek


Parametry przy ciągu maksymalnym i napięciu 10,3 V

Obrazek


Parametry przy ciągu 400 g i napięciu 14,7 V


Obrazek

Parametry przy 5000 obr/min i napięciu 14,7 V


Obrazek

OMÓWIENIE OSIĄGÓW

Największy ciąg wytwarza śmigło APC, ale przy znacznym poborze prądu. Należy jednak zwrócić uwagę, że śmigło to ma większy skok (4,7"), niż pozostałe (4,5").

Interesujące jest śmigło GF Carbon + Nylon. Wytwarza ono prawie taki sam ciąg jak APC przy nieznacznie większym poborze prądu. Śmigło ma nieco większą średnicę i grubość, niż pozostałe i tu może tkwić przyczyna takich osiągów, ale może też mieć większy skok, niż deklarowany przez producenta.

Ciekawie wypada porównanie bliźniaczych kształtem śmigieł FC i FS Carbon, gdzie widać wpływ technologii wykonania na osiągi. Śmigło FS Carbon jest efektywniejsze - generuje największy ciąg jednostkowy z każdego dostarczonego wata, a przy tym jest ciche. Wydaje mi się, że różnica pogłębia się jeszcze w warunkach rzeczywistej eksploatacji, gdzie śmigła pracują z nagłymi przeciążeniami, w silnych podmuchach i zawirowaniach powietrza.


Obrazek

PODSUMOWANIE

Jak się można było spodziewać, węglowe śmigło FS Carbon wypadło w testach bardzo korzystnie, jest ekonomiczne i odznacza się wysoką kulturą pracy. Minusem jest dosyć wysoka cena, ale niebanalny wygląd nawet i to może zrekompensować.

APC to już klasyka. Wysokie osiągi są jednak okupione większą prądożernością.

Największym zaskoczeniem testu jest dla mnie śmigło Gemfan GF Nylon + Carbon. Okazuje się, że przy o połowę niższej cenie dorównuje osiągami APC, choć przy nieco większym poborze prądu. Jest solidnie wykonane, a estetom spodoba się jego wygląd: czarny mat prezentuje się o wiele lepiej od nijakiej szarości konkurenta.

Śmigła Gemfan FC poleciłbym raczej do zastosowań, gdzie precyzja i osiągi nie odgrywają kluczowej roli w przeciwieństwie do ceny, czyli np. do nauki latania, zwłaszcza platformami o niewielkim poziomie stabilizacji, jak KK, czy akrobacji, gdzie kontakt z ziemią bywa nieunikniony.

Swoją drogą nie trafiło mi się jeszcze masowo produkowane śmigło, którego nie trzeba byłoby mniej lub bardziej wyważyć, czego strasznie nie lubię robić. A przy wielowirnikowcach to już prawdziwa udręka. Może przerzucić się na szybowce? ;-)


źródło: http://rc-fpv.pl/viewtopic.php?t=7687
"Nie mamy Pańskiego płaszcza. I co nam Pan zrobi"
Avatar użytkownika
farmerski
Administrator
 
Posty: 704
Dołączył(a): 4 lip 2010, o 01:27
Lokalizacja: Łomża

Powrót do Warsztat

Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 1 gość

cron