Výběry vrtulí pro spalovací motory

Doporučené rozměry vrtulí

Následující informace slouží spíše jsou orientačního charakteru a nemohou přesně vystihnout nejlepší kombinaci vrtule/váš motor/váš model. Přesto mohou začátečníkům pomoci ve volbě. Jen zde zmíníme, 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.

2 taktní motory :

objem 0,8 ccm (.049 - .051) = 5.5x4, 5.5x4.5, 6x3, 6x3.5, 6x4

4 taktní motory

objem 3,5-4 ccm (.20 - .25) = 9x4, 9x5, 9x6, 9x7

objem 6,5 ccm (.40) = 11x6, 12x6

objem 10ccm (.60) = 11x8, 11x9, 12x6, 13x6

objem 15 ccm (.90) = 12x8, 13x8, 14x6

objem 35ccm (2.10) = 14x8, 15x8, 15x10, 16x8

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

Značení vrtulí :

Rozměry jsou nejčastěji udávány v palcích (1 palec=2,54 mm), průměr je měřen od špičky ke špičce. Stoupání udává, o jakou teoretickou vzdálenost by se posunula vrtule během jedné otáčky po šroubovici dané stoupáním.

Příklad označení : 1260S ....tzn. průměr 12palců, stoupání 6palců a S je pro označení řady Scimitar

Skutečné otáčky vrtule jsou omezeny výkonem motoru a průměrem vrtule - špičky vrtule by neměly překročit rychlostní limit 180-200 m/s.

Pro pomalé modely, akrobaty, pomalé starty a přistání se využívají vrtule s malým stoupáním. Velká stoupání umožňují dosáhnout vyšší rychlost, ale zhoršuje se manévrovatelnost modelu. Pro jednotlivé režimy letu je u skutečných letadel měněno stoupání, což u modelů není proveditelné. U modelů se obvykle volí stoupání kompromisně na úrovni 65-70% průměru vrtule. Omezujícím faktorem který snižuje účinnost vrtule je výkon motoru a tvar modelu - nelze pomalý model donutit k rychlému letu použitím vrtule s vysokým stoupáním. Opačně příliš malé stoupání způsobí snížení výkonu/tahu. Každá vrtule má proměnné stoupání v závislosti na vzdálenosti od středu vrtule - zvyšuje se tak účinnost. Udávané stoupání vrtule je měřeno v 75% poloměru vrtule.

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. Optimálně zvolená vrtule dovoluje motoru pracovat v otáčkách s maximálním výkonem.

Spotřebovaný výkon na vrtuli roste s třetí mocninou otáček, tzn. zdojnásobení otáček vrtule vyžaduje osminásobný nárůst výkonu.

Výpočet vhodné vrtule :

Vychází se z předpokladu, že nejvyšší účinnost u modelářských vrtulí je dosahována při rychlostech kolem 180 m/s.

průměr v mm= 3 500 000/ otáčky

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 v palcích ..........tzn pro vrtuli 10" ....160 000/10=16 000 ot/min

nebo pro metrické rozměry v mm:

max otáčky = 4 000 000/ průměr v mm