谈谈共轴双桨为何效率会低一些

jamo01 · 发表于 2013-12-7 00:40

看到最近有许多讨论共轴双桨效率的帖子，我想从最简单的物理原理来谈一谈。
首先请大家想一想，一个物体保持在一定高度不动需要消耗能量来维持吗？一个飞行器悬停在一定的高度时本身既没有增加动能，也没有增加势能，需要消耗多大能量维持悬停呢？如果是外星飞碟反重力悬停，能量消耗为0，地球人嘛就只能靠向下气流的反推力来维持飞行器的悬停，并消耗能量，消耗的能量与气流的质量成正比、气流速度的平方成正比，而悬停只依赖气流的反作用力，不在与气流的速度，增加流量降低流速就可以减小能量消耗，能量可以减到多少呢，理论上是可以无限接近0，实际悬停力效最高的是人力直升机，200w的功率可以让100kg的直升机悬停，力效是500g/w，大家可以查下相关图像和视频看看是如何做到的。
说了这么多废话，在回头想下共轴双桨和平铺双桨力效孰高孰低就不难判断了吧。

yesongjie · 发表于 2013-12-7 01:03

太深奥了，真的不懂，哈哈

快活老高 · 发表于 2013-12-7 05:47

你还是没说清楚你的推论。
另外我很好奇你的200w的功率是怎么来的？那架人力直升机悬停50秒，也就是说这个飞手在50秒内的爆发功率支撑了这次悬停，怎么可能才有200w，一个训练有素的运动员，可以爆发出3000w的瞬间功率，短时内保持1000w没问题，那个200w也就是普通人平时的功率了。

快活老高 · 发表于 2013-12-7 07:20

伙计，旋翼飞行器的效率怎么不能考虑速度呢？
传统物理和相对论的最大区别就是速度。
E=MC*C，速度对能量的贡献更大点吧

DKY · 发表于 2013-12-7 08:13

老高有理

lidayan7410 · 发表于 2013-12-7 09:09

老高有理

肚肚狼 · 发表于 2013-12-7 13:15

上面那只桨产生一个向下的气流！
下面那只桨，在此基础上，给这个向下的气流进一步加速！同时上浆的气流也会部分穿过下桨的缝隙！
所以，共轴双桨并不是两只桨的功率相加，在减去干扰那么简单！

肚肚狼 · 发表于 2013-12-7 13:18

以模友们现有的能力和条件，很难计算出准确的效率来！
我们需要一个比较严谨的实验来证明！

beretcn · 发表于 2013-12-7 15:05

我现在在想的是另一个问题
其实我觉得，下桨比上浆的螺距大一点，更好
悬停的状态下，上浆那就是在悬停状态，没问题，此时的电机参数和桨参数可能很合适
但是因为有向下的高速气流，下桨其实相当于高速上升的（其实是非常高速）的状态下工作，那么还用跟上浆一样的电机和桨，可能就不那么合适了

jamo01 · 发表于 2013-12-7 20:44

快活老高发表于 2013-12-7 07:20
伙计，旋翼飞行器的效率怎么不能考虑速度呢？
传统物理和相对论的最大区别就是速度。
E=MC*C，速度对能量 ...

悬停靠的是螺旋桨扇动空气的反作用力来托住飞行器，而向下打出气流的能量耗散到空气中白白浪费了，气流的功率是螺旋桨推动空气的力与气流速度的乘积，螺旋桨推动空气的力的反作用力就是托起飞行器悬停的力，很明显如果能降低气流的速度、保持推力就能减小功率。上下重叠的桨明显是加快气流的速度，浪费能量的。

快活老高 · 发表于 2013-12-7 21:15

jamo01 发表于 2013-12-7 20:44
悬停靠的是螺旋桨扇动空气的反作用力来托住飞行器，而向下打出气流的能量耗散到空气中白白浪费了，气流的 ...

伙计，我还是不能同意你的观点，直升机的螺旋桨是为了向下排出空气以获得升力，早期螺旋桨飞机是向后排出空气获得推力，当螺旋桨速度在也提高不上去时，喷气式来了。
低转速时为了使用大浆，大浆在高转速时浆尖会失速而降低效率，极端情况是很多小浆重叠在一起而构成了涡轮发动机，它获取的高速气流功率远高于螺旋桨。

jamo01 · 发表于 2013-12-7 22:02

快活老高发表于 2013-12-7 21:15
伙计，我还是不能同意你的观点，直升机的螺旋桨是为了向下排出空气以获得升力，早期螺旋桨飞机是向后排出 ...

大哥，悬停和水平飞行有本质区别的哦。悬停时飞行器速度为0，位置不动，消耗的能量全部去加速空气了，所以要减少能量消耗就要减慢空气流速。
水平飞行如果是为了提高速度而不计较能耗效率可以用涡喷，但涡喷的高温高速喷流携带了大量能量浪费掉了，造成涡喷油耗高效率低，所以现代飞机都改用涡扇了，就是要把喷气的流速降下来，减少油耗提高效率，但还是不如涡桨效率高啊。。。。

快活老高 · 发表于 2013-12-7 22:10

jamo01 发表于 2013-12-7 22:02
大哥，悬停和水平飞行有本质区别的哦。悬停时飞行器速度为0，位置不动，消耗的能量全部去加速空气了，所以 ...

水平和垂直加速空气获取反作用力的原理都是一样的，大浆是为了获取较大的桨叶有效面积，高速是为了获得更高的空气流速，排出空气的质量得到的是力，涡扇难道不是浆？喷气式可以获得更高的功率，更高的速度，那就是更高的力

jamo01 · 发表于 2013-12-8 19:01

"喷气式可以获得更高的功率，更高的速度，那就是更高的力",yes
but, 大流量、低流速可以获得一样高的推理，却更省电（油）

走伙如模 · 发表于 2013-12-8 21:46

华山论剑,论坛争峰.越辩越明,无谓英雄!

kmani · 发表于 2013-12-8 22:52

楼主悟性很棒！

lhy564 · 发表于 2013-12-9 10:49

两者说法都是对的！希望能在两者之间找到一个平衡点！

收容所 · 发表于 2013-12-9 11:23

真理越辩越明，最好有好心人建模实测

同类 · 发表于 2013-12-9 12:13

鄙人也发一言，我不是什么专业的人，就依赖玩模型的经验来讲，同样型号不同kv的电机，必然是低kv大桨航时长，这个应该就是楼主说的降低空气流速，效率高。
咱们以玩电动为主，就不去谈什么涡喷之类的东西，但是模仿涡喷性质的涵道是出了名的电老虎，虽然他可以喷出很大的力可以获得很高的速度，但效率是公认的低。
而上下浆结构的多轴，我比较赞同9楼兄弟的说法，但具体我说不出所以然，还希望大家不要停留在理论，自己动手，用同样的设备，测试普通布局的八轴和x8结构那个悬停时间更长，那个效率更高，我目前却是更看好普通布局。

taifengdada · 发表于 2013-12-9 12:25

我就知道一个硬道理。目前世界上最快的直升机是共轴的。上下桨的间距还很小。。。这是为什么呢？？

谈谈共轴双桨为何效率会低一些

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