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2重反転プロペラ型ドローンの設計と性能流体解析


2重反転プロペラ型ドローンの設計と性能流体解析の事例です。 次図は、全体構成で、2重反転プロペラ1セットのみで浮かび上がる流体形状です。

2重反転

次図は、2重反転プロペラドローンの地上付近での運転状況流れ解析結果図です。

プロペラ

次は、2重反転プロペラ作動流れ状況を近づいて見たものです。

ドローン

この2重反転プロペラ設計に特有の流れとしては、プロペラ先端部付近の翼幅を小さくし過ぎて、 主流流れがボスから中間付近に集中してしまっている状態が見られます。その点が設計変更必要な部分です。

プロペラとナセル部の設計例


プロペラとナセル部の設計例です。

プロペラ

この3枚プロペラは可変ピッチとなっています。ナセル部にはいろいろな機器が入っています。

遠心圧縮機設計と流体解析


遠心圧縮機設計と流体解析事例です。

遠心コンプレッサー

中比速度の遠心型インペラであり、中流量高圧を発生する遠心圧縮機です。

プロペラ型のタービン設計を流用して推進プロペラの設計


以前、プロペラ型のタービンを設計製作して、次のように実験まで行っています。

プロペラ型タービン

プロペラ

このプロペラ型タービンの全体構造を飛行機体用推進プロペラ部にそのまま応用する計画を立てています。 タービン用のプロペラを推進機用のプロペラ翼型へ設計変更するためには、流体の作用方向が逆であることと、タービン用翼型断面に比べて転向角が小さいプロペラ専用翼型断面に変更する設計作業が必要です。 それと動力の作用方向を90度転換するベベルギア部分も空気を扱う推進プロペラ用では荷重が少なくなり、ギア部のかなり小型化が可能となります。 タービンブレード本体は超々ジュラルミンからの3軸加工削り出しなので推進プロペラでも同じ製作方法にします。

直径36cm4枚羽根ドローンの流体部設計


直径36cmで4枚のプロペラを持つドローンの流体部設計例です。

ドローン

プロペラ

全体の流体設計の中で重要なのが浮揚する揚力を生み出す4枚のプロペラ設計になりますが、 他の部位もプロペラが生み出す下方向への風の流れを邪魔しない形状にするなどがドローン流体設計の要点です。 これの場合は、プロペラ部を支える中心から横に延びる柱の部分が箱型による支え構造としていますので、 少々下方向への風流れを乱しており更なる設計変更が必要な部分です