介绍 小型飞机通过螺旋桨获得大部分前向推力。螺旋桨由内燃机或电动机驱动。螺旋桨旋转的角速度或速度通常以每分钟转数 - RPM为单位测量 - 飞机的推力与螺旋桨的RPM成正比。 通常使用转速计测量模型飞机的RPM。该实验显示了如何使用DrDAQ 数据记录器测量RPM 。


所需设备
DrDAQ数据记录器 PicoScope示波器软件 模型飞机 小手电筒/手电筒


实验设置
对于该实验,使用具有两个螺旋桨的小型飞机,每个螺旋桨具有两个叶片。我们的想法是使用DrDAQ的光传感器来测量旋转螺旋桨的频率。简单的手电筒用作光源。由于螺旋桨由两个叶片组成,每次旋转螺旋桨时,来自手电筒的光束将被中断两次。 DrDAQ用于测量光束的频率(f),以赫兹(每秒周期数)为单位,从中可以计算出RPM: 螺旋桨的转速=(螺旋桨叶片的频率/数量)*一分钟内的秒数=(f / 2)* 60 PicoScope中的仪表功能可以以赫兹显示频率,也可以通过测量显示的波形手动计算。在这种情况下,频率将是: 频率=(1 / T)* 1,000,000 - 其中T是波形的一个完整周期以μs为单位的时间。 为了测量RPM,模型飞机以垂直位置系在椅子上,使螺旋桨朝下(如图1所示)。手电筒固定在顶部,而DrDAQ数据记录器保持在底部。DrDAQ的距离通过将其放在几本书上进行调整,小心不要将它放在离螺旋桨太近的地方。

在上面的图片中,手电筒非常靠近螺旋桨,仅用于演示目的。在实际操作中,手电筒应保持较高并调整,以便形成螺旋桨的干净阴影。为防止任何可能造成测量误差的干扰,应关闭所有附近的人造灯,如管灯,灯等。 当设备正确定位时,打开光源并调整PicoScope中的垂直刻度以显示清晰的线条。然后,使用飞机的遥控器启动螺旋桨。短时间后,显示的波形应稳定下来。在此阶段,可以停止波形和仪表并记录结果。


进一步研究 这个实验可以扩展到全面研究螺旋桨的直径,以及叶片的数量,叶片的桨距和转速如何影响飞机的推力。 或者,该实验的变型可以是使用小型DC电动机并且研究电动机的RPM如何与流过电动机电枢的电流相关。

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