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【プロペラの設計・製作】 |
プロペラ周りの流れ |
・ | プロペラをディスクと考えることにより,その周りの流管を考える。 |
・ | 連続の式より,SiVi=SV=SoVo |
・ | プロペラから空気にエネルギーを与えるのであるから,Vi<V<Vo |
・ | よって,Si>S>So となり,図のように縮流した流線になる。 |
プロペラの幾何形状 |
最適なピッチ角分布の設計・ブレードに作用する力 |
プロペラの最適設計 |
・ | 設計条件 : DAE51翼型,機速8.21m/s,回転数5.0rps,ブレード2枚,推力3.2kgf |
・ | 翼素運動量理論を用いて最適設計。 |
プロペラの性能計算 |
・ | 翼素運動量理論を用いて計算。 |
・ | 境界要素法を用いて計算。 |
プロペラの製作 |
・ | GFRPを用いたハンドレイアップ成型。 |
・ | 最適設計により得られたブレード形状をNC切削して,雌型を製作。離型処理をした後,雌型内部にカーボンクロスとガラス繊維をポリエステル樹脂で積層して硬化させる。 |
・ | ドライブシャフトに取り付けるための治具も製作。 |
プロペラ性能試験 |
・ | 広島大学通風型風洞(下の写真はその当時;現在は回流型風洞)にて実験。 |
・ | 回転数を固定して,風速制御法により試験。設計回転数は5rpsであるが,計測器の制約により,4.0rpsと4.8rpsでそれぞれ計測。また,推力とトルクも計測。 |
・ | N=4.0rps,4.8rpsのデータを,それぞれ無次元化して整理。その無次元化グラフより,N=5.0rpsの有次元値を算出。 |
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