Сэнсний түлхэлт шалгах стенд: Статик үзүүлэлтүүд яагаад төөрөгдүүлдэг вэ, түүний оронд юуг хэмжих хэрэгтэй вэ?

Бараг бүх ННТ-ийн хөтлүүрийн туршилт ижил байдлаар эхэлдэг: хөдөлгүүр болон сэнсийг туршилтын стенд дээр бэхэлж, ачааллын мэдрэгч, тахометр ашиглан тохируулуурын түвшин бүр дэх түлхэлтийн хүснэгтийг гаргадаг.

Энэ бол хэрэгтэй хүснэгт. Гэхдээ энэ нь нисэх төхөөрөмжийн бараг огт ашигладаггүй нислэгийн нэг л нөхцөлийг харуулдаг бөгөөд үүнээс нислэгийн үргэлжлэх хугацаа, алслалт эсвэл өндөр авах чадварын талаар дүгнэлт гаргах нь олон төслийн хувьд хэдэн сарын хугацаа алдах шалтгаан болдог.

---

1. Статик түлхэлт бол муруй дээрх ганц л цэг

Үл хөдлөх агаарт ажиллаж буй сэнс нь тэг дэвшилтийн харьцаатайгаар ажилладаг. Ихэвчлэн J үсгээр тэмдэглэдэг дэвшилтийн харьцаа нь нисэх төхөөрөмжийн урагшлах хурдыг сэнсний эргэлтийн хурд болон диаметртэй харьцуулдаг. Агаарт тогтох үед J = 0 байна. Хөөрөх болон өндөр авах үед J бага утгатай байна. Харин аяллын нислэгийн үед муруйн нэлээд дээд хэсэгт байрлана.

J өөрчлөгдөхийн хэрээр сэнсний түлхэлтийн коэффициент, чадлын коэффициент болон үр ашиг бүгд өөрчлөгдөх бөгөөд энэ өөрчлөлт нь бага биш байдаг. Хөтлүүрийн системүүд статик туршилтын үед нислэгийн үеийнхээс тэс өөрөөр ажиллах нь элбэг байдаг бөгөөд яг энэ шалтгааны улмаас урсгал доторх туршилтыг дроны ноцтой хөгжүүлэлтэд нэмэлт сайжруулалт бус, харин зайлшгүй шаардлагатай алхам гэж үздэг. Нийтлэгдсэн салхин хонгилын судалгаануудаас үзэхэд дэвшилтийн харьцаа тэгээс ялгаатай болсон үед туршигдсан хамгийн бага болон хамгийн өндөр RPM-ийн хооронд үр ашгийн зөрүү ойролцоогоор 10% хүртэл байдаг байна.

Практик үр дагавар: стенд дээрх туршилтад хамгийн сайн байсан сэнс аяллын нислэгийн үед муу үзүүлэлттэй байж болох бөгөөд эцсийн бүтээгдэхүүнд суурилуулах сэнс нь ихэвчлэн хамгийн сайн статик үзүүлэлт гаргасан сэнс байдаггүй.

---

2. Зөв хөтлүүрийн туршилт юуг хэмждэг вэ?

Салхин хонгил дотор суурилуулсан туршилтын стенд нь танд ганц цэг бус, бүрэн зураглалыг гаргаж өгдөг. Ихэвчлэн хоёр төрлийн туршилт хийгддэг:

Статик үзүүлэлт — агаарын хурд тэг байх үеийн RPM-ийн бүх мужид хэмжсэн түлхэлт болон мушгих хүч. Энэ нь харьцуулах суурь үзүүлэлт бөгөөд агаарт тогтох нөхцөл юм.

Урагшлах урсгалын үзүүлэлт — RPM-ийг тогтмол утгад тохируулж, хонгилын хурдыг шат дараатайгаар нэмэгдүүлэн, цэг бүр дээр түлхэлт болон мушгих хүчийг бүртгэж авна. Үүнийг хэд хэдэн RPM-ийн тохиргоонд давтан хийнэ. Үүнээс та дэвшилтийн харьцаанаас хамаарсан түлхэлтийн коэффициент, чадлын коэффициент болон үр ашгийн муруйг гаргаж авах бөгөөд эдгээр нь бодит гүйцэтгэлийн тооцоололд шаардлагатай муруйнууд юм.

Нэгэн зэрэг хэмжигдэх үзүүлэлтүүд: түлхэлт, мушгих хүч, эргэлтийн хурд, оролтын цахилгаан чадал (хүчдэл ба гүйдэл), мөн хонгилын суурь хурд. Цахилгаан оролтын хэмжилтгүйгээр тооцсон үр ашиг нь зөвхөн сэнсний талаар мэдээлэл өгдөг бол, түүнтэй хамт хэмжсэнээр хөтлүүрийн бүхэл бүтэн хэлхээний талаар мэдэж авах бөгөөд энэ нь нислэгийн үргэлжлэх хугацааг бодитоор тодорхойлдог.

---

3. Өгөгдлийн хуудсанд хэн ч дурддаггүй залруулгууд

Хонгил доторх сэнсний өгөгдөлд хоёр төрлийн нөлөөлөл гажуудал үүсгэдэг бөгөөд хоёуланд нь тогтсон шийдлүүд байдаг:

Бөглөрөл. Туршилтын хэсэгтэй харьцуулахад сэнс нь жижиг биет биш бөгөөд өөрөөрөө дамжин өнгөрөх урсгалыг хурдасгадаг. Сэнсний бөглөрлийн сонгодог залруулгууд нь Глауэрт (1926)-ээс эхтэй бөгөөд өнөөг хүртэл тогтмол ашиглагдсаар байна.

Диск дээрх орон нутгийн хурд. Сэнсийг ихэвчлэн халхавчны урд байрлах бэхэлгээний саваан дээр туршдаг тул сэнсний ирүүдэд бодитоор үйлчлэх хурд нь туршилтын хэсгийн оролт дээр хэмжигдсэн хурдаас бага байдаг. Тиймээс хурдны залруулгын коэффициентийг хэрэглэх шаардлагатай болдог.

Эдгээрийн аль нэгийг нь алгасвал таны үр ашгийн муруй хэт өөдрөг гарах бөгөөд энэ нь зөвхөн нислэгийн туршилтын үед, нисэх төхөөрөмж тооцоолсон нислэгийн хугацаандаа хүрч чадахгүй байх үед л мэдэгддэг.

---

4. Энгийн стенд үү, эсвэл салхин хонгил уу?

Энгийн стенд нь ашиггүй зүйл биш бөгөөд урт хугацааны ачааллын туршилт, дулааны нөлөөллийн шалгалт болон эд ангиудын сонголт хийхэд хамгийн зөв хэрэгсэл хэвээр байна. Энэ нь зөвхөн нислэгийн алслалтыг тодорхойлдог асуултуудад л хариулж чаддаггүй.

---

5. Энэ нь байгууламжаас юу шаарддаг вэ?

Хэрэв хөтлүүрийн туршилт нь үндсэн хэрэглээний нэг бол хонгилын техникийн шаардлага тодорхой байдлаар өөрчлөгддөг:

• Бага хурдны чанар болон тогтвортой байдал. Дэвшилтийн харьцааны муруйн хамгийн сонирхолтой хэсэг нь тэгтэй ойролцоо утгаас эхэлдэг бөгөөд энэ үед жигд бага хурдтай урсгалыг бий болгох нь хамгийн хэцүү байдаг.
• Туршилтын хэсгийн хэмжээ ба дискийн диаметрийн харьцаа. Бөглөрлийн хязгаар нь найдвартай туршиж болох хамгийн том сэнсний хэмжээг тогтоодог; энэ нь ихэвчлэн төслийн сүүлийн шатанд туршилтын хэсгийн хэмжээг өөрчлөхөд хүргэдэг гол үзүүлэлт юм.
• Бат бөх, зөв тэгшлэгдсэн бэхэлгээ. Түлхэлт болон мушгих хүчний хэмжилтийн нарийвчлал нь хөдөлгүүрийг тогтоон барьж буй бүтцээс шууд хамаарах бөгөөд бэхэлгээний саваанд үүссэн резонанс нь таны өгөгдөлд шуугиан болон илрэх болно.
• Загвар дээрх цахилгааны дэд бүтэц. Өндөр гүйдлийн тэжээл, батерейтай аюулгүй харьцах байдал болон түүнийг тэсвэрлэх чадвартай хэмжилт-хяналтын хэрэгсэл.
• Синхрончлогдсон өгөгдөл цуглуулалт. Механик, цахилгаан болон урсгалын өгөгдлийг нэг цагийн суурьтайгаар бүртгэх — эс бөгөөс үр ашиг нь хэмжилт биш, зөвхөн баримжаа тооцоолол болж хувирна.
• Нэмэлт акустик боломж. Нэг ватт дахь түлхэлт болон нэгж түлхэлт дэх дуу чимээ гэсэн хоёр муруй нь тухайн загварыг баталгаажуулах боломжтой эсэхийг шийддэг. Тиймээс хэмжүүрийн хажууд микрофоны массивыг хожим нь дахин тоноглох биш, харин анхнаас нь техникийн шаардлагад оруулах нь зүйтэй.

---

6. Таван алдаа

• Сэнсүүдийг статик түлхэлтээр харьцуулах. Дэвшилтийн харьцаанаас хамаарч тэдгээрийн эрэмбэ өөрчлөгддөг.
• Бөглөрөл болон хурдны залруулгыг үл тоомсорлох. Энэ хоёр нь хоёулаа гүйцэтгэлийн үзүүлэлтийг хэт өсгөж харуулдаг.
• Цахилгаан чадлыг хэмжихгүйгээр түлхэлтийг хэмжих. Ингэсэн тохиолдолд нислэгийн үргэлжлэх хугацааны таамаглал нь зүгээр л таавар болно.
• Зөвхөн нэг RPM дээр турших. Үр ашгийн зураглал гаргахад хэд хэдэн RPM шаардлагатай.
• Сэнсийг дангаар нь туршаад, нисэх төхөөрөмж дээр яг ижил үр дүн гарна гэж хүлээх. Харилцан үйлчлэлийн нөлөөлөл нь бодитоор оршдог бөгөөд маш их байж болно.

---

7. Чадавхийг бүрдүүлэх нь

Хөтлүүрийн хэмжилт нь дундаж хэмжээтэй салхин хонгилын хамгийн өндөр үнэ цэнтэй хэрэглээнүүдийн нэг юм: туршилтын хэсэг нь жижиг, хурд нь бага байж болох бөгөөд нисэх төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд шууд үр дүнгээ өгдөг. Энэ нь мөн дотооддоо туршилтын дэд бүтэц байгуулж буй ННТ үйлдвэрлэгчийн хувьд хамгийн түрүүнд бүрдүүлэх ёстой зүй ёсны чадавхи юм.

Бид яг ийм төрлийн хөтөлбөрт зориулан салхин хонгил болон туршилтын хэсгүүдийг зохион бүтээдэг бөгөөд бэхэлгээ, хэмжилт-хяналтын хэрэгсэл болон цахилгааны хангамжийг аэродинамикийн концепцоос нь эхлэн төлөвлөдөг. Холбоотой нийтлэлүүд:

Сэнсний массив бүхий салхи үүсгэгч ба хаалттай контурын салхин хонгил

болон

Хотын агаарын тээвэрт зориулсан салхин хонгилын туршилт

.

Бидэнд сэнсний хэмжээ болон хурдны мужаа мэдэгдээрэй , бид танд тохирох туршилтын хэсэг болон хэмжилт-хяналтын хэрэгслийн багцыг санал болгох болно.

---

Эх сурвалж болон тэмдэглэл

• Салхин хонгил доторх түлхэлт, мушгих хүч болон эргэлтийн хурдыг хэмжих туршилтын стендүүд; RPM-ийн бүх мужид хийгдэх статик туршилтууд болон тогтмол RPM дээр хонгилын хурдыг шатлан нэмэгдүүлэх урагшлах урсгалын туршилтууд; дэвшилтийн харьцаанаас хамааруулан гаргасан коэффициентүүд болон үр ашиг; дэвшилтийн харьцаа тэгээс ялгаатай үед туршигдсан хамгийн бага болон хамгийн өндөр RPM-ийн хоорондох 10% хүртэлх үр ашгийн зөрүү; Глауэрт (1926)-ийн бөглөрлийн залруулгууд болон халхавчны урд байрлах бэхэлгээний саваан дээр туршигдсан сэнсний хурдны залруулга: "Wind Tunnel Study on Drone Propeller Thrust and Efficiency", Unmanned Systems Technology, "Measurement of Static and Dynamic Performance".
• Бага Рейнольдсын тооны үеийн сэнсний гүйцэтгэлийн өгөгдлийн арга зүй: Brandt & Selig, AIAA 2011-1255; APC propeller test series, AIAA 2022-4020.
• Түлхэлт болон гүйцэтгэлийн коэффициентүүдийн тодорхойлолт: Tyto Robotics, propeller performance coefficients.
• Байгууламжийн удирдамж (дискийн диаметртэй харьцуулсан туршилтын хэсгийн хэмжээ, бэхэлгээний бат бөх байдал, синхрончлогдсон өгөгдөл цуглуулалт) нь TunnelTech-ийн инженерчлэлийн туршлага юм.