Als je twee dezelfde propellers op elkaar zou hebben gestapeld met hetzelfde toerental, met wat ruimte ertussen, zou de stuwkracht dan het dubbele zijn van een enkele schroef bij hetzelfde toerental?
Zo nee, welke factoren zijn hierop van invloed?
De propellers drukken overigens op de grond.
In ieder geval op de kleine / modelschaal is het antwoord nee. Er is een aanzienlijk efficiëntieverlies doordat de gestapelde propellers niet dezelfde schone lucht ontvangen als wanneer ze horizontaal zouden worden gescheiden.
Dit wordt experimenteel aangetoond in een YouTube-video van rctestflight die vergelijkt de efficiëntie / stuwkrachtproductie van drie verschillende propellerconfiguraties die hetzelfde propellertype en motortype delen:
Om Daniel uit rctestflight in zijn video te citeren:
Elke overlapping van propellers is significant in efficiëntieverlies. Traditionele side-by-side motoren zijn 25% efficiënter dan coaxiaal en 8,4% efficiënter dan overlappende propellers.
Voor mij is het verliezen van 25% efficiëntie niet de kleine vormfactor en het grotere transportgemak waard dat een coaxiaal systeem produceert.
TLDR: de stuwkracht zou niet verdubbelen. Je kunt dichtbij komen, maar het zal niet gemakkelijk zijn.
Er zijn veel factoren die hier invloed op hebben, maar in mijn ervaring domineert de afstand tussen de rekwisieten.
Ik heb ooit een duw- trek RC-vliegtuig en kreeg bijna 180% van de stuwkracht van een enkele prop. De configuratie is vergelijkbaar met de Dornier Do335:
Dornier Do335
Dus je kunt bijna verdubbelen. Maar kijk naar de afstand tussen de rekwisieten. Dat is minstens 5 keer de breedte van de propeller.
Ik heb ook geprobeerd een coaxiale EDF-unit met twee motoren te bouwen. Het resultaat was dat ik op zijn best ongeveer 106% stuwkracht kreeg - dat klopt, de tweede motor neemt twee keer zoveel kracht, maar voegt slechts 6% extra stuwkracht toe.
Ik heb ook coaxiale configuraties geprobeerd buiten een kanaalsysteem en kreeg ongeveer 120% stuwkracht. Dus een tweede motor neemt twee keer zoveel kracht, maar voegt 20% stuwkracht toe. Dit was oké omdat ik destijds afhankelijk was van de coaxiale rotatie om het koppel tegen te gaan.
Maar dit is allemaal anekdotisch vanuit mijn persoonlijke ervaring. Dus ik wilde hier enig onderzoek naar vinden en het blijkt dat iemand van Rutgers University de experimenten al heeft gedaan: https://rucore.libraries.rutgers.edu/rutgers-lib/55491/
Ik zal de relevante conclusies citeren:
Met een steek van 4,4 inch, tegengesteld draaiende tweede, derde en vierde rotors produceerden respectievelijk 71%, 53% en 41% van de stuwkracht van de eerste rotor. Met een spoed van 4,4 inch produceerden co-roterende tweede, derde en vierde rotors respectievelijk 61%, 42% en 40% van de stuwkracht van de eerste rotor. Dit bevestigde dat contra-roterende coaxiale rotors meer stuwkracht genereren dan co-roterende coaxiale rotors door effectief de energie terug te winnen die in de werveling van het zog van de voorste propeller wordt gestoken. Met een spoed van 10 inch produceerden co-roterende tweede, derde en vierde rotors respectievelijk 97% , 67% en 54% van de stuwkracht van de eerste rotor. Dit toonde aan dat stroomafwaartse schroeven in staat zijn om meer stuwkracht te genereren wanneer ze op hogere spoed werken. De stuwkrachtverliezen van de stroomafwaartse schroeven hoeven niet zo hoog te zijn als ze normaal zijn.
Merk op dat ze erin slaagden om bijna het dubbele van de stuwkracht van een enkele schroef te krijgen: 197%. Maar om dit te laten werken moest de tweede propeller een veel hogere spoed hebben dan de eerste.
Merk echter op dat de auteur in het deel van het rapport over stuwkrachtmetingen (pagina 46) voorzichtig opmerkte:
Hoewel een systeem met meerdere motoren veel baat kan hebben bij een coaxiale opstelling, kunnen sommige een oefening in nutteloosheid zijn.
Als u echt wilt weten of uw idee zou werken. Ik stel voor om een testmal te bouwen en de stuwkracht te meten. Gebruik de Rutgers-paper als richtlijn voor het aanpassen van de configuratie (bijvoorbeeld: ervoor zorgen dat de tweede prop een hogere toonhoogte heeft)