Какой скорости может достичь самолет с винтом в качестве движителя?

sas1975kr> Да и соотношение КПД винтов как соотношение аэродинамических качеств профилей как то уж очень упрощенно выглядит. Как минимум сверхзвуковой винт будет по диаметру меньше.
а если это не вентилятор (не надо учитывать взаимовлияние, сужающиеся и расширяющиеся каналы), то почему нет?
и почему свзв меньше по диаметру? )
у него ведь как и у обычного корень лопасти тяги не создает, а при меньшем качестве это более критично
зы, кто-то вроде упоминал, что у ту-95 законцовки лопастей на свзв работают..

sas1975kr> П.С. Да дайте уж попридираться. Просто если считать как ты, Ааз, то получается что сверхзвук с винтом возможен.
так а почему нет-то? ))) да, малоэффективно, но почему невозможно-то?)))

Aaz> Это с какого перепугу не учитывается? Все вихревые модели (например, для крыла с наплывами или схемы "бесхвостка с ПГО"), насколько я знаю, именно взаимное влияние и учитывают.
sas1975kr> т.е. взяв К=5, ты все это учел?
Что "всё"? Тебе же ясно объснили, что винт с такими заморочками хрен сделаешь. Максимум - это саблевидность (как аналог стреловидного крыла - причем именно с учетом разницы линейных скоростей по длине лопасти). На "хитром" с/з крыле можно получить и чуть поболее - ЕМНИС, у "Конкорда" было 7 или даже 8.

sas1975kr> Для винта есть отдельная вихревая модель винта. Но она, ЕМНИП есть только для дозвука. А вот для сверхзвука?
Не думаю, что ее кто-то создавал - всем и так ясно, что это технически нереализуемо.

sas1975kr> Да и соотношение КПД винтов как соотношение аэродинамических качеств профилей как то уж очень упрощенно выглядит. Как минимум сверхзвуковой винт будет по диаметру меньше.
Ты вопрос сначала посмотри, и прикинь, как человеку, не обладающему знаниями "по специальности" это можно объяснить. Сразу начинать излагать корпускулярную модель обтекания?

Aaz> Термин "close-coupled canard" тебе знаком?
sas1975kr> Все бы вам хитрыми терминами попугать.
А не фиг тогда заявлять, что при расчете с/з крыла не учитывается взаимодействие элементов.
Тут все просто: это ПГО, вихревая система которого взаимодействует с вихревой системой крыла. Этим и отличается, вообще говоря, схема "бесхвостка с ПГО" от "утки" (там такого взаимодействия нет, или, точнее, его результаты пренебрежимо малы).

sas1975kr> Да дайте уж попридираться. Просто если считать как ты, Ааз, то получается что сверхзвук с винтом возможен.
Возможен.
Если суметь в машину размерности истребителя второй мировой войны впихнуть двигатель мощностью несколько десятков тысяч л.с.

В.М.>> Ну уж школьное бОльшая часть вычислитльной гидро- газодинамики им же и оприрует.
Fakir> Не таким определением жидкости оперируют, а иногда оперируют моделями несжимаемой жидкости (когда идеальной несжимаемой, когда "просто" несжимаемой).

Там жидкость именно так определяют - "выкидывают" сжимаемость нафик.

В.М.>> Там "сжимаемость" - всго лишь удобная матмодель. Как и в тврдом теле.
Fakir> Ы? Архиреальный факт Есть сжимаемость, такова природа

Я уже за давностью лет не сильно помню, а в учебники лезть лень, но вроед как сжимаемость реальных жидкостей объяснялась тем, что они на самом деле - растворы газа в жидкости.

Fakir> А так чтоб полноценно адекватная с теоретической точки зрения модель... ну может для жидкого гелия разве где-то так, приближается

Вот интересно - его сжимамемость экспериментально показана? Просто любопытно..

В.М.>> Соответсвенно модели сверхзвукового крыла
sas1975kr> Попытался себе представить винт со стреловидной кромкой. При том, что с учетом радиальной скорости стреловидность должна возрастать от оси вдоль радиуса.

Да сколько угодно - на законцовки лопастей НВ "модных" вертолетов посмотрите.

sas1975kr> П.С. Да дайте уж попридираться. Просто если считать как ты, Ааз, то получается что сверхзвук с винтом возможен.

Коенчно возможен. Теоретически. Ибо на практике - требует двигателя несуществующей мощности

В.М.> Я уже за давностью лет не сильно помню, а в учебники лезть лень, но вроед как сжимаемость реальных жидкостей объяснялась тем, что они на самом деле - растворы газа в жидкости.
Если посмотреть на зависимость энергии от расстояния между двумя химическими частицами (не суть - атомами или молекулами), обычно получается нечто такое:

Если приложить внешнее давление, то внешняя сила частицы чуть-чуть сдавит.
Второе. Жидкость - это очень, очень много нанокристалликов, размером в десятки-сотни-тысячи частиц. Чем меньше в этих кристалликах дефектов и чем они больше, тем больше средняя плотность, т. е. при приложении давления эти домены будут разрастаться. И у большинства жидкостей с ростом давления растёт температура отвердения.

Выводы делайте самостоятельно -). Но в общем-то абсолютно несжимаемых тел не существует.

Aaz> А не фиг тогда заявлять, что при расчете с/з крыла не учитывается Aaz>взаимодействие элементов.
Aaz>Тут все просто: это ПГО, вихревая система которого взаимодействует с вихревой системой крыла. Этим и отличается, вообще говоря, схема "бесхвостка с ПГО" от "утки" (там такого взаимодействия нет, или, точнее, его результаты пренебрежимо малы).

С английским термином незнаком. А вот подобную АД схему считали.

Aaz> Возможен.
Aaz> Если суметь в машину размерности истребителя второй мировой войны впихнуть двигатель мощностью несколько десятков тысяч л.с.

В том-то и прикол что ИМХО по твоему расчету цифра завышена. Ты отношение сил сопротивления почему-то считал исходя из предположения о том, что высота одинакова (иначе почему пренебрег плотностью и сопротивление в 5 раз больше)

Резонно предположить что рекордный самолет должен рачитываться исходя из геометрии и параметров полета, при которых обеспечивается аэродинамическое качество близкое к максимальному.

Но тогда сила сопротивления X = Y/Kмакс
Отношение сил спопротивления тогда X1/X2 = Y1*K2/Y2*K1
Подъемная сила равна весу аппарата. Y1 = G1 и Y2 = G2
тогда X1/X2 = G1*K2/G2*K1
по условию G1 = G2

Следовательно X1/X2 = K2/K1
И тогда мощность будет больше 15/5 * 15/5 = 3*3 = 9 раз.
Т.е. всего то 9000 л.с.
Что уже не выглядит таким уж фантастическим.

П.С. Т.е. не просто теоретически возможен но и судя по такому расчету технически реализуем.

Жду табуреток.

Aaz> Если суметь в машину размерности истребителя второй мировой войны впихнуть двигатель мощностью несколько десятков тысяч л.с.
sas1975kr> В том-то и прикол что ИМХО по твоему расчету цифра завышена. Ты отношение сил сопротивления почему-то считал исходя из предположения о том, что высота одинакова (иначе почему пренебрег плотностью и сопротивление в 5 раз больше).
Поднимешься выше – эффективности винта и крыла упадут.

sas1975kr> по условию G1 = G2
sas1975kr> Следовательно X1/X2 = K2/K1
sas1975kr> И тогда мощность будет больше 15/5 * 15/5 = 3*3 = 9 раз.
sas1975kr> Т.е. всего то 9000 л.с.
sas1975kr> Что уже не выглядит таким уж фантастическим.
sas1975kr> П.С. Т.е. не просто теоретически возможен но и судя по такому расчету технически реализуем.
sas1975kr> Жду табуреток.
Лови!
Откуда это ты взял равенство весов? Точнее, на первую итерацию его взять можно. Но дальше у тебя получается, что вес двигателя в 9000 л.с. равен весу двигателя в 1000 л.с. - а это абсюрт.
Предположим (для простоты), что каким-то чудом размеры ВМГ не меняются, просто ее масса растет. Причем переходим на ТВД – при таких мощностях ПД будет уже за пять тонн весить.
Пусть исходный истребитель при полетной массе 3 т имеет двигатель мощностью 1000 л.с. и массой 600 кг и винт массой 110 кг.
Тогда при росте мощности двигателя до 9000 л.с. его масса составит (пересчет с НК-12) 1740 кг, а масса винта – 690 кг. Соответственно, полетная масса истребителя будет равна 4720 кг. Следующую итерацию сам сделаешь, или мне продолжать?

sas1975kr>> Попытался себе представить винт со стреловидной кромкой. При том, что с учетом радиальной скорости стреловидность должна возрастать от оси вдоль радиуса.
В.М.> Да сколько угодно - на законцовки лопастей НВ "модных" вертолетов посмотрите.
а как же модные ан-70, а-400, и прочие подобные с саблевидными? )) там еше нагляднее ))

В.М.>> Да сколько угодно - на законцовки лопастей НВ "модных" вертолетов посмотрите.
Bredonosec> а как же модные ан-70, а-400, и прочие подобные с саблевидными? )) там еше нагляднее ))

Могу ошибаться по памяти - но у них вроде до сверхзвука не доходит, хотя М довольно большой, чтобы задумываться о локальных скачках..

Fakir>> Не таким определением жидкости оперируют, а иногда оперируют моделями несжимаемой жидкости (когда идеальной несжимаемой, когда "просто" несжимаемой).
В.М.> Там жидкость именно так определяют - "выкидывают" сжимаемость нафик.

Владимир, это очень частный случай, не более Конечно, такая модель широко распространена, и в куче случаев более чем пригодна.
Но это НЕ определение.
Да, в гидродинамических расчётах необходимость учёта сжимаемости именно жидкости - редкий случай, экзотика.
Но если вы будете работать с жидкостью при высоких давлениях - ну там, допустим, рассматривать подводный ядерный взрыв - то куда уж без сжимаемости? Никуда не денетесь.

В.М.> Я уже за давностью лет не сильно помню, а в учебники лезть лень, но вроед как сжимаемость реальных жидкостей объяснялась тем, что они на самом деле - растворы газа в жидкости.

Ну это лишь часть дела Фактор не единственный и не исчерпывающий. А может даже и не самый большой - детально про количественную сторону вопроса навскидку не скажу, да и явно заметно разная она для разных жидкостей.
Но и полностью обезгаженная жидкость тоже будет сжиматься, никуда вы от этого не денетесь

Сжимаемость газов, будучи очень большой при давлениях до 1 кбар, по мере приближения их плотности к плотности жидкостей становится близкой к сжимаемости жидкостей. Последняя с ростом рo уменьшается сначала резко, а затем меняется весьма мало: в интервале 6—12 кбар b уменьшается примерно так же, как в интервале от 1 атм (10-3 кбар) до 1 кбар (примерно в 2 раза), и при 10—12 кбар составляет 5—10% от начального значения. При 30—50 кбар модули К (модуль объёмной упругости) жидкостей по порядку величины близки к К твёрдых тел. Для твёрдых тел при 100 кбар Dr/r0 ~ 15—25%. Для отдельных веществ, например щелочных металлов, Dr/r ~ 40%, для большинства др. металлов ~ 6—15%.

 

Fakir>> А так чтоб полноценно адекватная с теоретической точки зрения модель... ну может для жидкого гелия разве где-то так, приближается
В.М.> Вот интересно - его сжимамемость экспериментально показана? Просто любопытно..

Да, конечно. Ну может быть, "напрямую" (в смысле в замкнутом объёме повышать давление, и смотреть, как объём уменьшится) никто и не мерил, но сжимаемость ведь всегда увязана как со скоростью звука (звука без сжимаемости не бывает - то есть "нормального", привычного звука, нулевой звук - экзотика и отдельная статья), так и с другими вещами, в формулы для расчёта к-х входит явно.
Так что для жидкого гелия во всех видах измерена минимум косвенно, а как же. Хотя, кажется, Андроникашвили вроде и напрямую как-то изменение плотности мерил.
И, если склероз не изменяет - она у него сильно больше, чем у любой другой жидкости. Впрочем, тут не уверен, кровью не подпишусь, но вроде так.

hcube> в результате получим истребитель в примерно 5-6 тонн массы, с движком в 12 тысяч лошадок

то есть что-то вроде Джи-Би, но с НК-12. Двигатель, маленькие крылышки, маленькое оперение и где-то там кабина пилота впихнута

(про истребитель можно забыть сразу, никакого вооружения предусмотреть не получится, разве только пистолет у пилота, и топлива будет на взлет, три прохода над мерным километров и посадку, не больше)

PS у рекордных самолетов по правилам ФАИ может быть сбрасываемое шасси? (чтобы он взлетал как ранние Ar-234)

john5r> то есть что-то вроде Джи-Би, но с НК-12. Двигатель, маленькие крылышки, маленькое оперение и где-то там кабина пилота впихнута

С 3-4-мя НК-12 Потому как 12 тыс не хватит..

Aaz> Поднимешься выше – эффективности винта и крыла упадут.

Ну насчет винта у меня как раз самые большие сомнения. Ничего не скажу.

А вот насчет крыла - что понимается под эффективностью? Аэродинамическое качество на рассматриваемых нами высотах ЕМНИП особо не меняется.

Aaz> Лови!

Слабовато будет!

Aaz> Откуда это ты взял равенство весов? Точнее, на первую итерацию его взять можно. Но дальше у тебя получается, что вес двигателя в 9000 л.с. равен весу двигателя в 1000 л.с. - а это абсюрт.

Это было твое условие

Aaz> Предположим (для простоты), что каким-то чудом размеры ВМГ не меняются, просто ее масса растет. Причем переходим на ТВД – при таких мощностях ПД будет уже за пять тонн весить.

Любите вы аббревиатуры. ПД = поршневой?

Aaz> Пусть исходный истребитель при полетной массе 3 т имеет двигатель мощностью 1000 л.с. и массой 600 кг и винт массой 110 кг.

А теперь уточнение, очень важное. Это что-то типа серийного Як-3.

Aaz> Тогда при росте мощности двигателя до 9000 л.с. его масса составит (пересчет с НК-12) 1740 кг, а масса винта – 690 кг. Соответственно, полетная масса истребителя будет равна 4720 кг. Следующую итерацию сам сделаешь, или мне продолжать?

Еще одно уточнение.
Мы делаем рекордный сверхзвуковой винтовой самолет (РСВС) с использованием современных технологий.
Соответственно вес корпуса будет ИМХО значительно меньше. Учитывая что мы делаем по сути движок с крыльями. Топливо опять же нам нужно только на мерную милю.

Одной массы они допустим не будут. Пусть РСВС будет раза в полтора тяжелее. 3000*1,5 = 4500 кг. Тогда мощность нам нужная - 13 500 л.с.
Вот Д 136

11 400 л.с. (непонятно правда сколько выдаст на большой высоте)
1000 кг сухой вес.
Т.е. при соответсвующих мероприятиях не вижу больших технических проблем уложиться в 600*1.5 = 900 кг и 13500 л.с.

Почему винт 690кг - спорить не буду. Ибо винт во всех этих расчетах как раз самое слабое место. Прошу только учесть что делаем мы его с использованием современных технологий.

Так что вторая итерация в таком отфонарно-потолочном расчете сошлась. За что и не люблю это гоняние сфероконей. Без серъезных расчетов не обойтись - а провести их силами А-базы ИМХО не реально.

john5r> PS у рекордных самолетов по правилам ФАИ может быть сбрасываемое шасси? (чтобы он взлетал как ранние Ar-234)
ну,х-15 вроде как на лыжи садился, и ничего, рекордный

john5r>> то есть что-то вроде Джи-Би, но с НК-12. Двигатель, маленькие крылышки, маленькое оперение и где-то там кабина пилота впихнута
В.М.> С 3-4-мя НК-12 Потому как 12 тыс не хватит..

Вообще-то звуковой барьр ИМХО и с ними не преодолеть. Единственный вариант - это пороховые ускорители и маршевый участок на сверхзвуке с винтом. Не знаю правда как на это ФАИ отреагирует...

sas1975kr> Еще одно уточнение.
sas1975kr> Мы делаем рекордный сверхзвуковой винтовой самолет (РСВС) с использованием современных технологий.
sas1975kr> Соответственно вес корпуса будет ИМХО значительно меньше.

"Значительно" - это процентов 25 от силы. Не нужно делать мифов из "современных технологий". 25% -это ОЧЕНЬ МНОГО. Но, учитывая, что планер должен будет выдерживать нагрузки примерно в 3-4 бОльшие ( вэ как помнтся у нас в квадрате) то можно забыть про минимизацию массы по сравнению с дозвуковыми аналогами.

sas1975kr> Так что вторая итерация в таком отфонарно-потолочном расчете сошлась. За что и не люблю это гоняние сфероконей. Без серъезных расчетов не обойтись - а провести их силами А-базы ИМХО не реально.

Технически - реально, нужно только время. Примерно 2-3 человеко-недели.

В.М.> Да сколько угодно - на законцовки лопастей НВ "модных" вертолетов посмотрите.

Неподходит. У них набегающий поток дозвуковой. Сверхзвуковые только скорости относительно лопасти.

А тут получается прийдется делать стреловидность не только кромки но и самого винта. Т.е винт будет не прямой | а такой формы <

sas1975kr>прийдется делать стреловидность не только кромки но и самого винта.

Дык вроде стреловидность /крыла/ обусловлена стремлением отодвинуть начало волнового кризиса. Наиболее актуальна на трансзвуке.
Если скорость заведомо сверхзвуковая, то стреловидность не особо нужна. Или я не прав?

Во всяком случае прямое крыло сверхзвук не запрещает. Почему для винта должно быть иначе?

В.М.> "Значительно" - это процентов 25 от силы. Не нужно делать мифов из "современных технологий". 25% -это ОЧЕНЬ МНОГО.

Я про разы и не писал. Нам много не нужно. Вложиться в 4500кг

В.М.> Но, учитывая, что планер должен будет выдерживать нагрузки примерно в 3-4 бОльшие ( вэ как помнтся у нас в квадрате) то можно забыть про минимизацию массы по сравнению с дозвуковыми аналогами.

Стоп.
1) Забыли. Мы делаем рекордный самолет для ГОРИЗОНТАЛЬНОГО полета. Маневрировать с большой перегрузкой ему нет нужды. Т.е. нагрузки могут быть даже меньше, чем у дозвукого истребителя.

2) Нагрузка определяется перегрузкой. Просто благодаря ВЭ в квадрате она достигается на меньших углах атаки. И дальше 9(плюс конечно коэффициенты) с пилотом мы все равно не уйдем. Я конечно сомневаюсь что на них может выйти Як-3, но сверхзвук больше 9 считать нет смысла. ИМХО там 3-4 раз не будет.

В.М.> Технически - реально, нужно только время. Примерно 2-3 человеко-недели.

И у вас есть матмодель, по которой можно расчитать винт? Метод конечных жлементов в САD c этим справится?

ED> Дык вроде стреловидность обусловлена стремлением отодвинуть начало волнового кризиса. Наиболее актуальна на трансзвуке.
ED> Если скорость заведомо сверхзвуковая, то стреловидность не особо нужна. Или я не прав?

Для снижения волнового сопротивления скачок уплотнения должен идти либо по передней кромке, либо передняя кромка должна быть внутри конуса скачка уплотнения.

Bredonosec> ну,х-15 вроде как на лыжи садился, и ничего, рекордный

ну вот как раз Х-15 рекордный, да не очень самолет, он по отдельной категории ж проходит емнип

sas1975kr> А вот насчет крыла - что понимается под эффективностью? Аэродинамическое качество на рассматриваемых нами высотах ЕМНИП особо не меняется.
Я пока высоты не рассматривал - а ты их, между прочим, не указал.

Aaz> Откуда это ты взял равенство весов? Точнее, на первую итерацию его взять можно. Но дальше у тебя получается, что вес двигателя в 9000 л.с. равен весу двигателя в 1000 л.с. - а это абсюрт.
sas1975kr> Это было твое условие
ЕМНИС, я об этом вообще не говорил.

sas1975kr> Любите вы аббревиатуры. ПД = поршневой?
Извини, но общепринятые вещи я расшифровывать таки не буду.

Aaz> Пусть исходный истребитель при полетной массе 3 т имеет двигатель мощностью 1000 л.с. и массой 600 кг и винт массой 110 кг.
sas1975kr> А теперь уточнение, очень важное. Это что-то типа серийного Як-3.
Типа того. Кстати, могу тебе сказать, что его дюралево-фанерную констркцию и при использовании композитов переплюнуть будет очень и очень непросто.

sas1975kr> Еще одно уточнение.
sas1975kr> Мы делаем рекордный сверхзвуковой винтовой самолет (РСВС) с использованием современных технологий.
sas1975kr> Соответственно вес корпуса будет ИМХО значительно меньше. Учитывая что мы делаем по сути движок с крыльями. Топливо опять же нам нужно только на мерную милю.
sas1975kr> Одной массы они допустим не будут. Пусть РСВС будет раза в полтора тяжелее.
Восхитительный допуск - "пусть будет".

sas1975kr> 3000*1,5 = 4500 кг. Тогда мощность нам нужная - 13 500 л.с.
Извини, но я в такие игры - с цифрами, взятыми неизвестно откуда - не играю.

sas1975kr> Т.е. при соответсвующих мероприятиях не вижу больших технических проблем уложиться в 600*1.5 = 900 кг и 13500 л.с.
"Не говоря уже о том, что один козлотур..." (с)
Интересно, почему ты не взял более близкий аналог - Д-27. Видимо, потому, что он твоему "не вижу больших технических проблем" не соответствует: 14 тыс. л.с. при сухой массе 1650 кг.


sas1975kr> Почему винт 690кг - спорить не буду. Ибо винт во всех этих расчетах как раз самое слабое место. Прошу только учесть что делаем мы его с использованием современных технологий.
Извини, но мантра "современные технологии" меня не впечатлает. Существуют аналоги. К тому же самому Д-27 прилагается винтовентилятор СВ-27 - вполне себе современный, с углепластиками. Его масса - 1100 кг. Краткая характеристика компании. Аэросила.
Любителям "современных технологий" могу напомнить, что архаичный винт к НК-12 (15 тыс. л.с.) весил 1155 кг.


sas1975kr> Так что вторая итерация в таком отфонарно-потолочном расчете сошлась.
Извини, но ты уже обрушил потолок - и фонари у тебя аннигиляционные.

sas1975kr> За что и не люблю это гоняние сфероконей.
Так не гоняй. Я привел достаточно корректный расчет. Выпас ты начал.

sas1975kr> Без серъезных расчетов не обойтись - а провести их силами А-базы ИМХО не реально.
Как только начинаются посылы типа "не вижу больших технических проблем" - все действительно перестает быть реальным.
Пока используются аналоги и масштабный пересчет, все нормально, что я выше, полагаю, достаточно наглядно продемонстрировал.