Блок Воздушный винт представляет собой воздушный винт (пропеллер), преобразующий вращательное механическое движение в тягу для аэродинамических приложений. Пропеллер можно параметризовать с помощью констант, полиномов или табличных данных для определения коэффициентов тяги и мощности. Можно предоставить табличные данные о скорости набегающего потока, табличные данные об угле притекания потока или табличные данные о коэффициентах подъемной силы и сопротивления аэродинамического профиля. При моделировании инерции параметры блока по умолчанию представляют собой двухлопастный воздушный винт массой 10 кг и диаметром 1.5 м.
Для управления углом установки лопасти можно использовать скалярный сигнал.
Следующая терминология полезна для понимания работы блока:
Скорость набегающего потока — скорость потока через пропеллер, .
Относительная поступь винта — отношение скорости потока через пропеллер к угловой скорости его вращения. Блок использует это значение для определения и при установке для параметра Способ параметризации значения Полиномиальная аппроксимация или Табличные данные для коэффициента скорости.
Угол притекания потока — угловое положение эксплуатационных режимов пропеллера на четырехквадрантном графике. Блок использует это значение для определения и при установке для параметра Способ параметризации значения Табличные данные для коэффициента скорости.
Квадрант — относительное двумерное положение эксплуатационного режима пропеллера, где вертикальная ось — , а горизонтальная — .
Угол установки лопасти — угол между плоскостью вращения лопасти и линией хорды лопасти.
В уравнениях блока используются следующие величины:
— тяга воздушного винта;
— крутящий момент воздушного винта;
— плотность среды; плотность среды можно задать с помощью параметра Плотность среды или порта ρ;
— угол установки лопасти;
— значение параметра Диаметр винта;
— угловая скорость воздушного винта, заданная через порт w;
— угловая скорость воздушного винта в оборотах в секунду, определяющая безразмерное представление мощности и тяги; в блоке задано выражение ;
— значение параметра Пороговая угловая скорость;
— значение параметра Направление вращения винта;
— коэффициент тяги относительно скорости вращения воздушного винта;
— коэффициент мощности относительно скорости вращения воздушного винта;
— вектор или двумерная матрица полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициента тяги;
— вектор или двумерная матрица полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициентов мощности;
— коэффициент тяги по отношению к относительной скорости набегающего потока;
— коэффициент крутящего момента по отношению к относительной скорости набегающего потока;
— значение параметра Saturation threshold for nondimensional coefficients;
— относительная поступь винта;
— скорость набегающего потока, заданная через порт Va;
— относительная скорость набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти;
— коэффициент полезного действия (КПД);
— коэффициент тяги, основанный на относительной скорости набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти;
— вектор или двумерная матрица опорных коэффициентов тяги;
— коэффициент крутящего момента, основанный на относительной скорости набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти;
— вектор или двумерная матрица опорных коэффициентов крутящего момента;
— угол притекания потока;
— вектор опорных углов притекания потока.
Параметризации
Характеристики пропеллера зависят от коэффициентов тяги и мощности. Параметр Способ параметризации предоставляет различные варианты управления этими коэффициентами. Выходная мощность винта зависит от квадранта, в котором он работает. Блок определяет четыре квадранта следующим образом:
Первый квадрант: ;
Второй квадрант: ;
Третий квадрант: ;
Четвертый квадрант: .
На рисунке показано визуальное представление квадрантов.
Если для параметра Способ параметризации установлено значение Постоянные коэффициенты, то это позволяет напрямую задать коэффициенты тяги и мощности. В противном случае блок вычисляет эти коэффициенты в зависимости от значения параметра Способ параметризации.
Относительная поступь винта
Если для параметра Способ параметризации установлено значение Полиномиальная аппроксимация или Табличные данные для коэффициента скорости, блок использует относительную поступь винта . Блок использует численно сглаженную версию основных уравнений тяги и мощности, так что
Блок определяет относительную поступь винта как
где пороговое значение угловой скорости линеаризует скорость вращения воздушного винта для сглаживания.
Если для параметра Способ параметризации установлено значение:
Полиномиальная аппроксимация — значения и изменяются со временем в соответствии со значениями, заданными для параметров коэффициентов полинома. Блок устанавливает значение в диапазоне от 0 до первого положительного корня полинома и ограничивает значения и таким образом, чтобы они всегда были положительными. Блок вычисляет коэффициенты тяги и мощности следующим образом:
где и представляют собой коэффициенты полинома.
Табличные данные для коэффициента скорости — нужно указать табличные значения для и для заданных значений или и в зависимости от состояния флажка Controlled blade pitch.
Если флажок Датчик КПД установлен, блок вычисляет КПД следующим образом:
Угол притекания потока
Если для параметра Способ параметризации установлено значение Табличные данные для угла опережения, блок вычисляет коэффициенты тяги и мощности по отношению к относительному углу притекания потока. Блок определяет угол притекания потока следующим образом:
где — циклически изменяемая величина. Блок определяет коэффициенты тяги и мощности для относительной скорости набегающего потока как
где — относительная скорость набегающего потока на профиле лопасти на расстоянии 70% от радиуса лопасти, такая что
Перестановка уравнений коэффициентов дает уравнения блока для тяги и крутящего момента в зависимости от относительной скорости набегающего потока:
Если флажок Controlled blade pitch:
Снят, блок вычисляет коэффициенты тяги и мощности следующим образом:
Установлен, блок вычисляет коэффициенты тяги и мощности следующим образом:
В основе КПД воздушного винта лежит фундаментальное соотношение
Если флажок Датчик КПД установлен, блок вычисляет сглаженный КПД следующим образом:
Коэффициенты подъемной силы и сопротивления элементов лопастей
Если для параметра Способ параметризации установлено значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля, можно параметризовать коэффициенты подъемной силы и сопротивления, а также геометрию аэродинамического профиля для данного элемента лопасти. Блок рассматривает пропеллер как сплошной диск. Закон сохранения импульса применяется к воздуху, проходящему через диск, когда блок вычисляет индуцированную скорость . Блок использует индуцированную скорость для определения величины и направления полной скорости потока в векторе радиальных точек вдоль лопасти, которые затем используются для определения подъемной силы и сопротивления на основе интерполяционных таблиц коэффициентов подъемной силы и сопротивления. Эти величины являются специфическими для данной параметризации:
— тяга, рассчитанная по импульсной теории;
— осевая скорость потока, создаваемая движением лопастей пропеллера;
— скорость набегающего потока воздуха, воздействующего на винт;
— осевая скорость в месте расположения лопасти;
— теоретическая индуктивная скорость на режиме висения;
— безразмерная величина ;
— функция, используемая блоком для расчета набегающего потока;
— тяга, рассчитанная по теории элемента лопасти;
— крутящий момент, рассчитанный по теории элемента лопасти;
— количество лопастей пропеллера;
— дискретное местоположение элемента лопасти, определяемое безразмерным параметром Nondimensional radial location vector, r, который блок интерполирует для нахождения ;
— длина хорды в точке вдоль лопасти, где длина безразмерна, так что геометрическая длина хорды;
— безразмерное положение комеля, заданное первым элементом параметра Nondimensional radial location vector, r;
— тангенциальная составляющая вектора скорости как функция от ;
— поэлементные коэффициенты подъемной силы и сопротивления соответственно;
— угол входящего потока в данной точке вдоль лопасти.
Блок использует импульсную теорию для определения сглаженного уравнения тяги таким образом, что
где блок неявно решает уравнение для и . Блок сглаживает , чтобы найти , что позволяет осуществлять переходы между прямым и задним потоками таким образом, что
Блок интерполирует значения из параметра Nondimensional radial location vector, r, чтобы найти . Затем блок интерполирует коэффициенты подъемной силы и сопротивления, чтобы найти и на основе табличных значений угла атаки и коэффициентов подъемной силы и сопротивления. Блок использует теорию элемента лопасти для расчета тяги и крутящего момента таким образом, чтобы
Блок выполняет это интегрирование по каждому дискретному элементу лопасти. Блок дискретизирует в соответствии с настройками параметра Number of blade elements.
Управляемая установка лопасти
При установке флажка Controlled blade pitch можно параметризовать пропеллер в диапазоне углов установки лопастей . Значение необходимо указать в виде вектора в параметре Pitch angle vector, θ, где каждый элемент соответствует строке в массивах и .
Инерция
Опционально можно включить инерцию поступательного и вращательного движения воздушного винта. Для моделирования инерции установите для параметров Вращательный порты или Поступательные порты значение Физический порт, а затем установите флажок Model inertia. При установке флажка Model inertia и установке для параметра Вращательный порты значения Физический порт задайте начальную скорость вращения или крутящий момент на валу в группе параметров Целевые значения или установите алгебраически связанную переменную с высоким приоритетом для инициализации инерции вращения. При установке флажка Model inertia и установке для параметра Поступательные порты значения Физический порт задайте начальную скорость поступательного движения или тягу в группе параметров Целевые значения или установите алгебраически связанную переменную с высоким приоритетом для инициализации поступательной инерции.
Для ненаправленных портов с доменом вращательная механика блок регистрирует момент аэродинамических сил Q и Inertia.T.
Для ненаправленных портов с доменом поступательная механика блок регистрирует аэродинамическую тягу thrust и mass.F.
Допущения и ограничения
Блок рассматривает скорость внешней среды как квазистационарную во времени. Внешняя среда равномерно обтекает пропеллер.
Блок учитывает только осевой поток через пропеллер.
Если для параметра Способ параметризации установлено значение Полиномиальная аппроксимация, блок предполагает, что коэффициенты мощности и тяги пропеллера симметричны первому квадранту.
Если для параметра Способ параметризации установлено значение Табличные данные для коэффициента скорости, блок предполагает, что коэффициенты мощности и тяги одинаковы в первом и третьем квадрантах, а также во втором и четвертом квадрантах. Если все элементы положительны, то блок предполагает, что коэффициенты во всех квадрантах симметричны первому квадранту.
Если для параметра Способ параметризации установлено значение Табличные данные для угла опережения, блок удаляет знак из . Для получения отрицательных значений тяги и крутящего момента необходимо учитывать знаки в значениях и .
Переменные
Используйте группу параметров Целевые значения, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных параметров блока перед моделированием. Для получения дополнительной информации см. Настройка физических блоков с помощью целевых значений.
Выходной порт скалярного сигнала, связанный с тягой, создаваемой пропеллером, измеряемой в ньютонах.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Поступательные порты значение Направленные порты.
Типы данных
Float64
Поддержка комплексных чисел
Нет
# Q
—
сопротивление лопастей пропеллера, Н⋅м
скаляр
Details
Выходной порт скалярного сигнала, связанный с сопротивлением лопастей пропеллера, измеряемым в Н⋅м.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Вращательный порты значение Направленные порты.
Типы данных
Float64
Поддержка комплексных чисел
Нет
# E
—
коэффициент полезного действия, безразмерный
скаляр
Details
Выходной порт скалярного сигнала, связанный с коэффициентом полезного действия (КПД) пропеллера. Сигнал КПД является функцией абсолютного значения относительной поступи винта.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите флажок Датчик КПД.
Типы данных
Float64
Поддержка комплексных чисел
Нет
Параметры
Винт
#Power coefficient vector, kP(J) —
табличные значения коэффициента мощности для заданной относительной поступи винта
Details
Табличные значения коэффициента мощности в зависимости от относительной поступи винта.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициента скорости и снимите флажок Controlled blade pitch.
#Advance ratio vector, J —
диапазон относительных поступей для табличных коэффициентов тяги и мощности
Details
Табличные значения относительных поступей. Каждый элемент имеет соответствующий элемент в параметрах Thrust coefficient vector, kT(J) и Power coefficient vector, kP(J) или столбец в параметрах Thrust coefficient table, kT(θ, J) и Power coefficient table, kP(θ, J).
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициента скорости.
Значение по умолчанию
[0.01, 0.3, 0.625, 1.55, 2.0, 2.6]
Имя для программного использования
J_vector
Вычисляемый
Да
#Airfoil drag coefficient table, Cd(α,r) —
коэффициенты сопротивления аэродинамического профиля
Details
Коэффициенты сопротивления аэродинамического профиля для заданного угла атаки и радиального положения вдоль лопасти. Строки этой матрицы одна к одной соответствуют параметру Airfoil angle of attack vector, α. Столбцы этой матрицы один к одному соответствуют параметру Nondimensional radial location vector, r.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля.
Табличные значения углов притекания потока. Используйте монотонно возрастающий вектор, элементы которого находятся в диапазоне [0, 360] градусов. Во время моделирования угол притекания потока может находиться в диапазоне [0, 360) градусов, где блок охватывает угол от 0 до 360 градусов.
Если для параметра Extrapolation method установлено значение Linear или Nearest:
Если первый элемент не равен 0, то блок экстраполирует на основе первого или двух элементов, когда меньше первого элемента.
Если последний элемент не равен 360 градусам, то блок экстраполирует на основе последнего или двух элементов, когда больше последнего элемента.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для угла опережения.
Углы крутки лопасти для заданного радиального положения. Элементы этого вектора соотносятся один к одному с элементами вектора в параметре Nondimensional radial location vector, r.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля.
Единицы измерения
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon
Значение по умолчанию
[30.0, 35.0, 50.0, 30.0, 20.0, 15.0, 10.0] deg
Имя для программного использования
twist_vector
Вычисляемый
Да
#Interpolation method —
метод интерполяции между значениями точек перегиба
Linear | Smooth
Details
Метод, используемый для интерполяции точек перегиба в интерполяционной таблице.
Linear — выберите это значение для наименьших вычислительных затрат.
Smooth — выберите это значение для получения непрерывной кривой с непрерывными производными первого порядка.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициента скорости или Табличные данные для угла опережения.
Значения
Linear | Smooth
Значение по умолчанию
Linear
Имя для программного использования
interpolation_type
Вычисляемый
Нет
#Number of blade elements —
количество элементов лопасти
Details
Количество элементов лопасти для одной лопасти.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля.
Значение по умолчанию
20
Имя для программного использования
blade_element_count
Вычисляемый
Да
#Airfoil angle of attack vector, α —
угол атаки
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon
Details
Диапазон углов атаки. Элементы этого вектора соотносятся один к одному со строками в параметрах Airfoil lift coefficient table, Cl(α,r) и Airfoil drag coefficient table, Cd(α,r).
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля.
#Thrust coefficient table, Ct(θ, β) —
табличные коэффициенты тяги для заданных угла установки лопасти и угла притекания потока
Details
Табличные коэффициенты тяги в зависимости от угла установки лопасти и угла притекания потока.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для угла опережения и установите флажок Controlled blade pitch.
#Table of kT polynomial coefficients (θ, pN...p0) —
полиномиальные коэффициенты для вычисления коэффициентов тяги в случае пропеллеров с регулируемым углом установки лопасти
Details
Таблица векторов полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициента тяги для заданного значения в параметре Pitch angle vector, θ.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициента скорости и установите флажок Controlled blade pitch.
Постоянный угол смещения установки комлевого сечения лопасти пропеллера.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля и снимите флажок Controlled blade pitch.
Единицы измерения
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon
Значение по умолчанию
0.0 deg
Имя для программного использования
root_pitch_angle
Вычисляемый
Да
#Extrapolation method —
метод обработки входных значений, выходящих за пределы диапазона набора данных точек перегиба
Linear | Nearest | Ошибка
Details
Метод, используемый для экстраполяции точек перегиба в интерполяционной таблице. Этот метод определяет выходное значение, когда входное значение выходит за пределы диапазона, указанного в списке аргументов.
Linear — выберите это значение для получения кривой с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на границе с областью интерполяции.
Nearest — выберите это значение, чтобы построить экстраполяцию, которая не выходит за пределы самой высокой точки данных и не опускается ниже самой низкой точки данных.
Ошибка — выберите это значение, чтобы избежать экстраполяции, если вы хотите, чтобы ваши данные находились в пределах диапазона таблицы. Если входной сигнал выходит за пределы диапазона таблицы, моделирование останавливается и выводит ошибку.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициента скорости или Табличные данные для угла опережения.
Значения
Linear | Nearest | Error
Значение по умолчанию
Linear
Имя для программного использования
extrapolation_type
Вычисляемый
Нет
#Controlled blade pitch —
постоянный или регулируемый угол установки лопасти
Details
Тип моделируемой лопасти. Снимите флажок для лопасти с постоянным углом установки или установите флажок для лопасти с регулируемым углом установки, который задается с помощью порта θ.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации одно из следующих значений:
Полиномиальная аппроксимация;
Табличные данные для коэффициента скорости;
Табличные данные для угла опережения;
Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля.
Значение по умолчанию
false (выключено)
Имя для программного использования
controlled_pitch
Вычисляемый
Нет
#Thrust coefficient vector, kT(J) —
табличные значения коэффициента тяги для заданной относительной поступи винта
Details
Табличные значения коэффициента тяги в зависимости от относительной поступи винта.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициента скорости и снимите флажок Controlled blade pitch.
Вектор безразмерных полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициента тяги. Укажите элементы в порядке убывания. Блок использует эти коэффициенты для создания интерполяционной таблицы.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Полиномиальная аппроксимация и снимите флажок Controlled blade pitch.
Значение по умолчанию
[0.002, 0.0006, -0.0509, 0.0617]
Имя для программного использования
K_T_vector_polynomial_constant_pitch
Вычисляемый
Да
#Torque coefficient vector, Cq(β) —
табличные коэффициенты крутящего момента для заданного угла притекания потока
Details
Табличные коэффициенты крутящего момента в зависимости от угла притекания потока. Этот коэффициент зависит от относительной скорости набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти. Элементы этого вектора соотносятся один к одному с элементами вектора в параметре Advance angle vector, β.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для угла опережения и снимите флажок Controlled blade pitch.
Коэффициенты подъемной силы профиля для заданного угла атаки и радиального положения вдоль лопасти. Строки этой матрицы одна к одной соответствуют параметру Airfoil angle of attack vector, α. Столбцы этой матрицы один к одному соответствуют параметру Nondimensional radial location vector, r.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля.
Табличные коэффициенты тяги в зависимости от угла притекания потока. Этот коэффициент зависит от относительной скорости набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти. Элементы этого вектора соотносятся один к одному с элементами вектора в параметре Advance angle vector, β.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для угла опережения и снимите флажок Controlled blade pitch.
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля.
Значение по умолчанию
2
Имя для программного использования
blade_count
Вычисляемый
Да
#kP polynomial coefficients (pN...p0) —
полиномиальные коэффициенты для вычисления коэффициента мощности
Details
Вектор безразмерных полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициента мощности. Укажите элементы в порядке убывания. Блок использует эти коэффициенты для создания интерполяционной таблицы.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Полиномиальная аппроксимация и снимите флажок Controlled blade pitch.
Опорные углы установки лопастей при установленном флажке Controlled blade pitch.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Полиномиальная аппроксимация, Табличные данные для коэффициента скорости или Табличные данные для угла опережения и установите флажок Controlled blade pitch.
Единицы измерения
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon
Значение по умолчанию
[-15.0, 15.0, 25.0, 35.0, 45.0] deg
Имя для программного использования
pitch_angle_vector
Вычисляемый
Да
#Направление вращения винта —
направление вращения пропеллера
Положительная скорость вращения создает положительную тягу при положительных коэффициентах тяги | Отрицательная угловая скорость создает положительную тягу при положительных коэффициентах тяги
Details
Направление вращения пропеллера. Выберите один из следующих вариантов:
Положительная скорость вращения создает положительную тягу при положительных коэффициентах тяги — .
Отрицательная угловая скорость создает положительную тягу при положительных коэффициентах тяги — .
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Постоянные коэффициенты.
Значение по умолчанию
0.15
Имя для программного использования
K_T_const
Вычисляемый
Да
#Thrust coefficient table, kT(θ, J) —
табличные значения коэффициента тяги для заданных угла установки лопасти и относительной поступи винта
Details
Табличные значения коэффициентов тяги в зависимости от угла установки лопасти и относительной поступи винта. Столбцы соответствуют элементам параметра Advance ratio vector, J, а строки — элементам параметра Pitch angle vector, θ.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициента скорости и установите флажок Controlled blade pitch.
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Постоянные коэффициенты.
Значение по умолчанию
0.13
Имя для программного использования
K_P_const
Вычисляемый
Да
#Nondimensional radial location vector, r —
радиальное положение
Details
Радиальное положение для заданного набора размеров лопасти. Значение 1 эквивалентно радиусу лопасти. Первый элемент этого вектора определяет — комель.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля.
Значение по умолчанию
[0.1, 0.12, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0]
Имя для программного использования
r_vector
Вычисляемый
Да
#Power coefficient table, kP(θ, J) —
табличные значения коэффициента мощности для заданных угла установки лопасти и относительной поступи винта
Details
Табличные значения коэффициентов мощности в зависимости от угла установки лопасти и относительной поступи винта. Столбцы соответствуют элементам параметра Advance ratio vector, J, а строки — элементам параметра Pitch angle vector, θ.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициента скорости и установите флажок Controlled blade pitch.
#Table of kP polynomial coefficients (θ, pN...p0) —
полиномиальные коэффициенты для вычисления коэффициентов мощности в случае пропеллеров с регулируемым углом установки лопасти
Details
Таблица векторов полиномиальных коэффициентов для вычисления коэффициентов мощности для заданного значения в параметре Pitch angle vector, θ.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициента скорости и установите флажок Controlled blade pitch.
#Способ параметризации —
параметризация пропеллера
Постоянные коэффициенты | Полиномиальная аппроксимация | Табличные данные для коэффициента скорости | Табличные данные для угла опережения | Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля
Details
Параметризация пропеллера с помощью констант, полиномов, табличных коэффициентов тяги и мощности или табличных коэффициентов подъемной силы и сопротивления. Выберите один из следующих вариантов:
Постоянные коэффициенты — использование постоянных коэффициентов тяги и мощности в зависимости от относительной поступи винта.
Полиномиальная аппроксимация — использование полиномиальных коэффициентов для параметризации относительной поступи винта.
Табличные данные для коэффициента скорости — использование табличных данных для параметризации относительной поступи винта.
Табличные данные для угла опережения — использование коэффициентов тяги и мощности в зависимости от относительной скорости набегающего потока на расстоянии 70% от радиуса лопасти.
Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля — использование коэффициентов подъемной силы и сопротивления в зависимости от положения вдоль лопасти.
Значения
Constant coefficients | Polynomial fit | Tabulated data for advance ratio | Tabulated data for advance angle | Tabulated data for airfoil lift and drag coefficients
Значение по умолчанию
Constant coefficients
Имя для программного использования
parameterization
Вычисляемый
Нет
#Torque coefficient table, Cq(θ, β) —
табличные коэффициенты крутящего момента для заданных угла установки лопасти и угла притекания потока
Details
Табличные коэффициенты крутящего момента в зависимости от угла установки лопасти и угла притекания потока.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для угла опережения и установите флажок Controlled blade pitch.
#Normalized chord length vector, c(r)/D —
длина хорды элемента лопасти
Details
Длина хорды, нормированная на диаметр, для заданного радиального положения вдоль лопасти. Элементы этого вектора соотносятся один к одному с элементами вектора в параметре Nondimensional radial location vector, r и столбцами в параметрах Airfoil lift coefficient table, Cl(α,r) и Airfoil drag coefficient table, Cd(α,r).
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля.
Установка этого флажка позволяет моделировать инерцию, обусловленную движением ротора. Блок применяет инерцию вращения в порту R1 и инерцию поступательного движения в порту R2.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вращательный порты или Поступательные порты значение Физический порт.
Значение по умолчанию
false (выключено)
Имя для программного использования
enable_inertia
Вычисляемый
Нет
#Поступательные порты —
опция моделирования поступательного движения
Направленные порты | Физический порт
Details
Параметр, позволяющий моделировать скорость набегающего потока и тягу пропеллера как входные и выходные скалярные сигналы соответственно или как поступательные соединения. Этот параметр определяет цвет лопастей на иконке блока, который указывает на домен скалярного сигнала. При выборе значения Физический порт постоянный коэффициент попутного потока уменьшает скорость набегающего потока относительно скорости транспортного средства.
Значения
Signals | Conserving
Значение по умолчанию
Conserving
Имя для программного использования
translational_ports_type
Вычисляемый
Нет
#Propeller mass —
масса пропеллера
kg | mg | g | t | lbm | oz | slug
Details
Масса воздушного винта в сборе. Блок применяет инерцию поступательного движения в порту R2.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Поступательные порты значение Физический порт и установите флажок Model inertia.
Единицы измерения
kg | mg | g | t | lbm | oz | slug
Значение по умолчанию
10.0 kg
Имя для программного использования
m_propeller
Вычисляемый
Да
#Вращательный порты —
опция моделирования вращательного движения
Направленные порты | Физический порт
Details
Параметр, позволяющий моделировать скорость вращения пропеллера и крутящий момент сопротивления как входные и выходные скалярные сигналы соответственно или как вращательные соединения. Этот параметр определяет цвет вала пропеллера на иконке блока, который указывает на домен скалярного сигнала.
Значения
Signals | Conserving
Значение по умолчанию
Conserving
Имя для программного использования
rotational_ports_type
Вычисляемый
Нет
#Переменная плотность среды —
выбор способа задания плотности внешней среды
Details
Если флажок снят, плотность внешней среды считается постоянной. Если флажок установлен, плотность внешней среды считается переменной.
Значение по умолчанию
false (выключено)
Имя для программного использования
controlled_density
Вычисляемый
Нет
#Плотность среды —
постоянное значение плотности внешней среды
kg/m^3 | g/m^3 | g/cm^3 | g/mm^3 | lbm/ft^3 | lbm/gal | lbm/in^3
Details
Постоянное значение плотности внешней среды.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Переменная плотность среды.
#Saturation threshold for nondimensional coefficients —
точка сглаживания безразмерных коэффициентов
Details
Пороговое значение насыщения , при котором блок применяет сглаживание к безразмерным коэффициентам.
Значение по умолчанию
0.001
Имя для программного использования
saturation_threshold
Вычисляемый
Да
#Power threshold for efficiency calculation —
пороговое значение мощности
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN
Details
Пороговое значение мощности при вычислении КПД.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Табличные данные для коэффициентов подъемной силы и сопротивления профиля и установите флажок Датчик КПД.
Установка этого флажка позволяет активировать порт E, который выводит положительный сигнал КПД.
Значение по умолчанию
false (выключено)
Имя для программного использования
enable_efficiency_output
Вычисляемый
Нет
#Пороговая угловая скорость —
точка сглаживания скорости вращения
Hz | kHz | MHz | GHz
Details
Пороговое значение насыщения , после превышения которого блок применяет сглаживание до точки насыщения.
Единицы измерения
Hz | kHz | MHz | GHz
Значение по умолчанию
0.001 Hz
Имя для программного использования
rotational_frequency_threshold
Вычисляемый
Да
#Check if operating beyond normal propeller operation —
допуск рабочих границ
Ничего | Ошибка
Details
Параметр позволяет вывести ошибку при превышении пропеллером рабочих параметров. Блок проверяет, работает ли пропеллер в первом квадранте. Если значения или не являются положительными, пропеллер генерирует коэффициенты тяги и крутящего момента с соответствующими знаками и выводит ошибку, если данный параметр настроен соответствующим образом. При увеличении значения параметра Пороговая угловая скорость срабатывание становится менее чувствительным.
Если для параметра Способ параметризации установлено значение Полиномиальная аппроксимация, блок выводит ошибку, когда пропеллер превышает первый положительный корень из значения параметра .
Блок аппроксимирует гидродинамику, используя симметричное или асимметричное поведение относительно первого квадранта.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Способ параметризации значение Полиномиальная аппроксимация или Табличные данные для коэффициента скорости.