|
|
Universal characteristics of piston engines with a propeller
Šafránek, Martin ; Matějů, Jiří (referee) ; Zikmund, Pavel (advisor)
Determining the characteristics of piston engines with a propeller is a complex task. Accurate calculations are based on engine and propeller characteristics from the manufacturers, which are, however, quite demanding. It is also possible to use simplified models that can predict the achievable values of propeller efficiency and fuel consumption. They are based on a simple propeller efficiency and maximum power. However, these models are often very inaccurate, which is a significant disadvantage. Therefore, it is possible to use the universal characteristics of propeller propulsion units, which offers a more accurate calculation of power and fuel consumption using a relatively simple model. The diploma thesis deals with a summary description of all characteristics of reciprocating internal combustion engines and propellers. A mathematical model was created here, which works according to a certain algorithm based on the joint work of the engine and the propeller. This model can predict the required power and fuel consumption in different flight modes much more accurately. The results were applied to the performance of ultralight aircraft, especially to the range, which was significantly increased.
|
|
|
Design of an optimized multicopter propeller
Zeman, Petr ; Matějů, Jiří (referee) ; Dvořák, Petr (advisor)
Výdrž a účinnost multicopterů jsou z velké části ovlivněny výběrem pohonného systému, zejména pak vrtulí. Avšak u malých bezpilotních prostředků, které většinu času stráví ve visu (např. multicoptery), pracují vrtule při nízkých Reynoldsových číslech, případně i v režimu odtržení. Tyto problémy a efekty spojené s rotací jsou řešeny pomocí korekcí aerodynamických koeficientů a aplikovány na vírovou teorii. Tento přístup vede k významnému zvýšení přesnosti výpočtu leteckých vrtulí. Nicméně pro nulovou rychlost nabíhajícího proudu mají tyto korekce tendenci nadhodnocovat hodnoty tahu vrtule. Pro snížení výpočetní náročnosti a času nezbytného k získání potřebných aerodynamických vlastností pro různá Reynoldsova a Machova čísla jsou použity neuronové sítě. Celý proces je implementován do prostředí MATLAB (včetně grafického rozhraní, neuronových sítí a adaptivních algoritmů) a validován na pěti různých vrtulích k prokázání, že vypočtené výkony vrtulí se shodují s experimentálními daty. Variační počet byl vybrán jako metoda pro návrh optimalizované vrtule, jelikož s jeho využitím lze navrhnout vrtuli s maximálním tahem pro zadaný výkon. Pro ověření zvoleného přístupu byla navrhnuta optimalizovaná vrtule, jejíž koeficient tahu je vyšší než odpovídající vrtule, se kterou je srovnávána, při zachování stejné hodnoty koeficientu výkonu.
|
|
|
Universal characteristics of piston engines with a propeller
Šafránek, Martin ; Matějů, Jiří (referee) ; Zikmund, Pavel (advisor)
Determining the characteristics of piston engines with a propeller is a complex task. Accurate calculations are based on engine and propeller characteristics from the manufacturers, which are, however, quite demanding. It is also possible to use simplified models that can predict the achievable values of propeller efficiency and fuel consumption. They are based on a simple propeller efficiency and maximum power. However, these models are often very inaccurate, which is a significant disadvantage. Therefore, it is possible to use the universal characteristics of propeller propulsion units, which offers a more accurate calculation of power and fuel consumption using a relatively simple model. The diploma thesis deals with a summary description of all characteristics of reciprocating internal combustion engines and propellers. A mathematical model was created here, which works according to a certain algorithm based on the joint work of the engine and the propeller. This model can predict the required power and fuel consumption in different flight modes much more accurately. The results were applied to the performance of ultralight aircraft, especially to the range, which was significantly increased.
|
|
|
Design of an optimized multicopter propeller
Zeman, Petr ; Matějů, Jiří (referee) ; Dvořák, Petr (advisor)
Výdrž a účinnost multicopterů jsou z velké části ovlivněny výběrem pohonného systému, zejména pak vrtulí. Avšak u malých bezpilotních prostředků, které většinu času stráví ve visu (např. multicoptery), pracují vrtule při nízkých Reynoldsových číslech, případně i v režimu odtržení. Tyto problémy a efekty spojené s rotací jsou řešeny pomocí korekcí aerodynamických koeficientů a aplikovány na vírovou teorii. Tento přístup vede k významnému zvýšení přesnosti výpočtu leteckých vrtulí. Nicméně pro nulovou rychlost nabíhajícího proudu mají tyto korekce tendenci nadhodnocovat hodnoty tahu vrtule. Pro snížení výpočetní náročnosti a času nezbytného k získání potřebných aerodynamických vlastností pro různá Reynoldsova a Machova čísla jsou použity neuronové sítě. Celý proces je implementován do prostředí MATLAB (včetně grafického rozhraní, neuronových sítí a adaptivních algoritmů) a validován na pěti různých vrtulích k prokázání, že vypočtené výkony vrtulí se shodují s experimentálními daty. Variační počet byl vybrán jako metoda pro návrh optimalizované vrtule, jelikož s jeho využitím lze navrhnout vrtuli s maximálním tahem pro zadaný výkon. Pro ověření zvoleného přístupu byla navrhnuta optimalizovaná vrtule, jejíž koeficient tahu je vyšší než odpovídající vrtule, se kterou je srovnávána, při zachování stejné hodnoty koeficientu výkonu.
|
guest ::
