RC AIRPORT - MPJetReduktor a Wasp


Vrtule pro spalovací motory
Stašek © 2005

Exkluzivní článek o výběru vhodné vrtule pro spalovací motory
od našeho nového a zkušeného dopisovatele © Staška!

Z učebnice fyziky se dozvíme, že letecká vrtule vlastně představuje rozvinutí principu šroubu a pro její popis je rozhodující průměr a stoupání. Co představuje průměr, je asi všem jasné. Stoupání představuje vzdálenost mezi závity pomyslné šroubovice, kterou pohyb vrtule vykreslí. O volbě vhodného typu a rozměrů vrtule toho bylo již mnoho napsáno, připomenu zde jen důležitost správného vyvážení vrtule - nevyvážená vrtule kromě poklesu účinnosti a zvýšené hlučnosti ohrožuje také životnost motoru (hlavně ložisek a hřídele) nebo převodovky. Zvýšené vibrace se samozřejmě přenášejí také do modelu, což může přinášet zvýšené riziko poškození RC vybavení. Alespoň jednoduchý vyvažovák vrtulí by měl mít každý "motorizovaný" pilot. ••• Pro vybrání správné vrtule je důležité vědět že *výkon je součin kroutícího momentu a otáček. Jak stoupají otáčky přes optimální hodnotu, motor dává postupně nižší výkon, jelikož spalování palivové směsi ve vysokých otáčkách již není tak účinné. Proto výkonová křivka má ve vyšších než optimálních otáčkách stagnující či klesající charakter. Proto optimálně zvolená vrtule dovoluje motoru pracovat v otáčkách s maximálním výkonem. Spotřebovaný výkon na vrtuli roste s třetí mocninou otáček, tzn. zdvojnásobení otáček vrtule vyžaduje osminásobný nárůst výkonu.* Vzhledem k tomu, že rozměry vrtulí (průměr a stoupání) se na celém světě tradičně udávají v palcích (1 palec = 1" = 2,54 mm), dodržujeme toto pravidlo i my.	Výpočet vhodné vrtule : Vychází se z předpokladu, že nejvyšší účinnost u modelářských vrtulí je dosahována při rychlostech kolem 180 m/s.	2-taktní motory: objem 0,8 ccm (.049 - .051) 5.5x4, 5.5x4.5, 6x3, 6x3.5, 6x4 objem 1,5 ccm (.09 - .10) 7x3, 7x4, 7x5, 7x6 objem 2,5 ccm (.15) 7x6, 8x3, 8x4, 8x5, 8x6, 8x7 objem 3,5 - 4 ccm (.20 - .25) 8x6, 8x7, 9x4, 9x5 objem 4,5-5,7 ccm (.29 - .35) 9x6, 9x7, 9x8, 9.5x6, 10x4, 10x5, 10x6 objem 6,5 ccm (.40) 9.5x6, 10x4, 10x5, 10x6, 10x7, 10x8, 10x9 objem 7,5-8,5 ccm (.45 - .50) 10x7, 10x8, 11x4, 11x5, 11x6, 11x7, 11x7.5 objem 10 ccm (.60) 11x5, 11x6, 11x7, 11x7.5, 11x8, 11x9, 11x10 objem 11,5 -13 ccm (.71 - .80) 12x6, 12x8, 13x6, 13x8, 13x10, 14x8 objem 15 ccm (.90) 13x6, 13x8, 13x10, 14x6, 14x8 objem 18 ccm (1.08) 14x8, 15x8, 16x6 objem 20 ccm (1.20) 14x8, 15x8, 16x6 objem 25 ccm (1.5) 16x8, 16x10, 18x6, 18x8 objem 30 ccm (1.8) 18x8, 18x10, 20x6, 20x8 objem 35 ccm (2.1) 20x8, 20x10 objem 45-58 ccm (2.7 - 3.5) 22x8, 22x10, 22x12, 24x8, 24x10, 24x12 4-taktní motory objem 3,5-4 ccm (.20 - .25) 9x4, 9x5, 9x6, 9x7 objem 6,5 ccm (.40) 11x6, 12x6 objem 10 ccm (.60) 11x8, 11x9, 12x6, 13x6 objem 15 ccm (.90) 12x8, 13x8, 14x6 objem 35 ccm (2.10) 14x8, 15x8, 15x10, 16x8
	průměr [mm] = 3 500 000/otáčky za minutu tzn. pro 6,5 ccm motor točící 12000 je vhodný průměr 291 mm, což po zaokrouhlení dolů je rozměr 11 palců = 280 mm
	Maximální otáčky vrtule : U nylonových vrtulí je z pevnostních důvodů doporučeno nepřekračovat hodnotu otáček vypočtených následujícím přibližným vzorcem:
	max.otáčky=160 000/průměr [in] tzn. pro vrtuli 10": max.ot=160000/10=16000 ot/min nebo pro metrické rozměry v mm max. otáčky = 4 000 000/průměr[mm]
	Doporučené rozměry vrtulí: Následující informace jsou spíše orientačního charakteru a nemohou přesně vystihnout nejlepší kombinaci vrtule vs. váš motor vs. váš model. Přesto mohou začátečníkům pomoci ve volbě. Jen zde zmíním, že volba malé vrtule nebo malého stoupání způsobí přetáčení motoru, který pak nedodá maximální tah. Obdobně při větší než optimální vrtuli nebo větším stoupání nedosáhne motor otáček maximálního výkonu. Velké a těžké modely užívají vrtule s velkým průměrem a menším stoupáním, lehké a rychlé modely pak spíše menší vrtule s větším stoupáním. Skutečné otáčky motoru zjistěte digitálním tachometrem a nezapomeňte, že při letu se otáčky běžně zvýší o 1500 až 3000 otáček, dle váhy a rychlosti Vašeho modelu.

Při přechodu na třílisté vrtule je nutné obecně zmenšit průměr vrtule o 1 palec
a zvětšit stoupání o 1 palec oproti dvoulisté!

U modelů se obvykle volí stoupání kompromisně na úrovni 65-70% průměru vrtule. Udávané stoupání vrtule je měřeno v 75% poloměru vrtule. Průměr a stoupání vrtule však musí být sladěno k typu motoru, proto také výrobci motorů uvádějí doporučené rozměry vrtulí ke svým motorům viz. Tabulky pro žhavící a benzínové motory známých výrobců...

•••

Rozdělení vrtulí podle materiálu

Vrtule dřevěné mají poměrně dobré vlastnosti, jsou lehké a pokud jsou vyrobeny z kvalitního dřeva jsou i dostatečně účinné. Jejich výhodou je nízká cena. Nevýhodou jsou vyšší vibrace a tím i riziko destrukce.

Vrtule celokompozitové (laminátové či epoxidové a uhlík-kevlar) mají obvykle lepší vlastnosti, než obdobné vrtule zhotovené ze dřeva. Je to dáno hlavně faktem, že dřevo je oproti laminátu výrazně pružnější. Dřevěné listy vrtule mají při letu tendenci kmitat a měnit geometrické zakřivení, což v důsledku vede k zmenšení účinnosti a nevyužití možností motoru. Právě kevlar svými mechanickými vlastnostmi umožňuje dosáhnout základního aspektu kompozitových vrtulí a to je vysoká bezpečnost za provozu. Roztržení vrtule za běhu motoru je totiž velmi nebezpečné a to jak z pohledu uživatele - možnost vzniku úrazu, tak i destrukci modelu vlivem extrémních vibrací. Jedinou nevýhodou je jejich vysoká cena.

Vrtule nylonové se skelnými vlákny nebo plastové mají lepší vlastnosti než vrtule dřevěné, ale z bezpečnostních důvodů je u těchto vrtulí doporučeno nepřekračovat maximální stanovené otáčky pro jednotlivé typy vrtulí. Z těchto bezpečnostních důvodů jsou tyto vrtule vyráběny jen do určitých rozměrů. Jejich výhodou je dobrá účinnost. Cenově však patří spíše do kategorie dražších.

Bezpečnost

Na modelu lze provozovat pouze bezchybné vrtule. Před každým letem je nutné provést vizuální kontrolu, zda některý list není poškozen. To samé se doporučuje provést při styku vrtule s jakoukoliv pevnou překážkou, např. kamenem, zemí, apod. Při podezření na poškození je nutné vrtuli vyřadit z provozu. Je zakázáno upravovat konce listů, např. ubrušováním (zmenšování průměru).Rotující vrtule může způsobit vážné zranění, proto je vhodné dodržovat následující pokyny:

• před použitím nylonových vrtulí plněných skelnými vlákny, odstraňte ostrým nožem případné otřepy na hranách

• vrtuli pevně přišroubujte na hřídel a kontrolujte její upevnění po každém letu

• nestartujte motor rukou přímo za vrtuli, používejte startér nebo podobnou pomůcku

• seřizování motoru provádějte ze zadní strany motoru

• udržujte diváky alespoň 5 metrů od roviny rotující vrtule

• nedotýkejte se otáčející vrtule žádnými předměty, ani ji nezastavujte rukou či cizími objekty

• nepoužívejte vrtule, které jsou poškozeny či poškrábány

• neupravujte listy vrtule žádným způsobem

• dodržujte maximální otáčky dané výrobcem

• doporučujeme obarvit konce listů pro zlepšení viditelnosti otáčející se vrtule

Výrobci

Na českém trhu se prosazuje mnoho výrobců vrtulí a tak bych rád na závěr jmenoval alespoň několik nejznámějších: APC, Master, Robbe, Graupner, Taipan, Tohis, MARO, Bambula, JAS, FORTE, HOR-PROP, Mejzlík, C- PROP, FiTi a mnoho dalších...

•••

Jak jste jistě poznali, věnovali jsme se zatím pouze vrtulím pro žhavící a benzínové motory. Vrtulím pro elektromotory se budeme věnovat někdy příště....

Zpracováno podle dostupných informací ze stránek výrobců vrtulí a motorů (OSMax, MVVS, ASP, ROTO, ZDZ, Saito, Master Airscrew)

Články

Úvodní stránka