Создание ракеты "Проект АРМ1", том3

Ckona> Я полагаю, можно объединять несколько старых пылесосов - вся возня сведется к воздуховодам.
Вентилятор для радиаторов автомобилей.

RLAN> Что бы точнее найти?

На рычагах можно вдвое улучшить точность.

umbriel> Можно вместо вентиляторов баллон со сжатым газом использовать.
umbriel> А может быть и пад/жад.

"Ну вы, блин, даёте!"

Пылесосы, баллоны!!!

Во-первых, о потребной мощности.
Прикидка очень простая:
Предположим, хочется трубу диаметром полметра и скорость 20 м/с.
Берём объём воздуха в трубе длиной 20 метров, получается:

V = pi * R² * L = 3.14 * 0.25² * 20 = 4 м3

Масса этого воздуха примерно 4 кг.
Его надо разогнать до скорости 20 м/с, энергия получится:

E = m * v² / 2 = 4 * 20² / 2 = 800 Дж

И так каждую секунду. Стало быть, нужна мощность около 800 ватт.
На самом деле, если трубу делать правильно, то мощность потребуется значительно меньшая, так как на "выхлопе" можно воздух плавно затормозить и его энергию забрать.
А если делать неправильно, то мощность может потребоваться в несколько раз большая.

Если ставить обычную центробежную "улитку" с диаметром входной дырки (и колеса) полметра, то при скорости двигателя 900 об/мин линейная скорость колеса будет 24 м/с, что примерно соответствует. Наверное, такой насос обеспечит нужные и расход и давление. При электрической мощности киловатта три. Энтузиазизм ещё не пропал?

Правильная труба, однако, делается так:
Вход делается в виде большого грамофонного раструба с плавным переходом к прямой трубе. Таким образом на входе получается поток с малой турбулентностью. Отношение входного сечения к рабочему должно быть минимум 10, от этого турбулентность зависит.
В прямой трубе продувается модель.
После модели стоит вентилятор (который портит воздух турбулентностью своих лопастей).
А после вентилятора стоит выходной раструб (может быть просто конус), в котором кинетическая энергия воздуха рекуперируктся. Тут отношение сечений может быть несколько единиц, 2...4.
При хорошем исполнении потребная мощность может быть в несколько раз (до 4) меньше прикидочной.
Ну, если модель не будет большого сопротивления создавать.

Вентилятор считается примерно так:
обороты * шаг винта = 1.5 скорости воздуха.
Потому что эффективная площадь винта примерно половина площади круга.

Xan> "Ну вы, блин, даёте!"
Xan> Правильная труба, однако, делается так:
В принципе, все правильно (Xan). Если хотите, дополню из "лабораторной песенной практики". Быстрые потоки (в т.ч. сверхзвуковые) достигаются в замкнутом туннеле при создании разрежения в наиболее узком месте. Тогда потребляемая мощность (и разогрев) остаются в разумных пределах. Вот такую установку делали в лаборатории несколько лет назад. Для других целей, напрямую не связанных с практической аэродинамикой тел. Собственно её прототипом была с/з аэродинамическая труба. На фото хорошо видны элементы туннеля, изготовленные из полиэтиленовых труб (все из строительного супермаркета). В качестве blower - лабораторный компрессор. Всего 1 KW. Для необходимого разрежения использовался вакуумный насос, но для ракетных задач он не нужен. На схеме показаны основные параметры потока и установки в распределении по туннелю. В pdf (ссылка) описана установка для уже более близких к идее автора задач.
простейший зонд скорости потока/ Pitot можно изготовить по схеме на рис. Где-то есть, кстати, книга о измерениях в практической прикладной аэродинамике. Для замера скоростного напора можно использовать электронные весы или оптический сенсор (на лазерной указке a la Non -Conformist)

a_centaurus> простейший зонд скорости потока/ Pitot можно изготовить по схеме на рис.

RLAN> Установка будет на даче, никаких хайтеков.

Дык купи воздуходувку садовую. Там скорость потока до 50 м/с и еще регулируется в некоторых образцах. Может диаметр камеры придется чуть уменьшить, и то не факт. А в свободное время, будешь листву кучковать ))))

FRC> Дык купи воздуходувку садовую.

Русского мужика учить только портить... Но вот ещё одна ссылка на самоделишную трубу DARK. В ней хорошо описан принцип "всасывания", а не нагнетания. Использование возуходувки не даст ламинарного потока, который нужен для хоть каких-то наукообразных исследований в аэродинамике.

RLAN> А по поводу воздуходувки и озвученных цифр - что то не стыкуются цифры.
Цифры китайские. Вроде компрессора на 21 атмосферу (300 psi) - по манометру,
при степени сжатия в цилиндрике =8. (не поленился, разобрал и померял).

Вообще аэрод.труба "на разряжении" - это новость !
И вроде, физике не противоречит - при перепаде давления в 1 атм. и сколь угодно большом входном отверстии... любая скорость потока ? Буду разбираться, интересно.

Ckona> Вообще аэрод.труба "на разряжении" - это новость !

Почему новость? Вполне естественное решение. Все дозвуковые долгоиграющие "вентиляторного" типа именно так и сделаны. Т-101, Т-102, Т-103 и т.д.. Кто-то тут уже писал, Xan, по-моему. Профилированная воронка, сетка, за ней вентиляторный компрессор, обводной канал с системой нормализации потока, закольцованный на рабочий участок. И гоняем по кругу.
А вот сверхзвуковые, обычно кратковременного действия газгольдерного типа (Т-109 и др.). Т.е. нагнетается давление в большие объемы - газгольдеры - и в нужный момент стравливается в рабочую часть. Тут не нужно всасывание и нормализация. Нормализация в том виде, как это было в предыдущем случае. Здесь другая задача. Рабочая часть небольшая закрытая и нужно выровнять поле скоростей. Делается с помощью перфорации стенок рабочей камеры и отсоса погранслоя.

Ckona> Вообще аэрод.труба "на разряжении" - это новость !
Сверзвуковые тоннели делаются как на нагнетании, так и на разряжении. Зависит от задачи. При перепаде давлений 1:1000 (1 Bar/1 mBar) на выходе из свободного сопла (free jet) групповая скорость газового потока достигает М5. Турбмолекулярный насос продуктивностью 500 l/min легко обеспечивает такой перепад. Имею в лаборатории пару таких установок.

Ckona> Вообще аэрод.труба "на разряжении" - это новость !
Это старость:
"Воздух снаружи через воронку со специальными створками, которые моментально закрывались по окончании испытаний, засасывался в огромную сферическую вакуумную камеру. Предварительно из нее выкачивалось 98 процентов содержавшегося в ней воздуха, чему способствовали три двойных насоса общей мощностью 1000 лошадиных сил. Вакуумная камера имела объем 990 кубических метров, диаметр ее составлял 12 метров, а толщина стенок - 1,7 сантиметра. Аэродинамическая труба была открыта с одного конца и работала с перерывами. Между испытаниями, которые длились примерно по двадцать секунд, возникали паузы от трех до пяти минут, пока восстанавливался вакуум."

Walter Dornberger. V-2. The Nazi Rocket Weapon. Ballantine Books; 1954

RLAN> Воздуховодная часть готова.
Это из чего ты смастерил?

RLAN>> Воздуховодная часть готова.
RocKI> Это из чего ты смастерил?

Лист прозрачного акрила, стальная полоса, бак от старой стиральной машины.
Болгарка, сварка, термоклей и очумелые ручки

RLAN> Лист прозрачного акрила, стальная полоса, бак от старой стиральной машины.
RLAN> Болгарка, сварка, термоклей и очумелые ручки

Смотрится неплохо. А где рабочая часть?

RocKI> Смотрится неплохо. А где рабочая часть?
??
Там, где акрил.
Часть трубы будет занята решеткой-нормализатором.
Примерно 1,5м - рабочие.
Если поменять вращение, можно и поток в обратную сторону пустить.
Но не вижу в этом никаких дивидендов.

RocKI>> Смотрится неплохо. А где рабочая часть?
RLAN> ??
RLAN> Там, где акрил.

Напрасно ты удивляешься, я не просто так спросил. Уже говорил выше, кольцевые трубы имеют открытую рабочую часть не просто-так, а чтобы обеспечить равномерный профиль скорости потока в сечении и устранить влияние стенок. Без этого модель как бы запирает сечение трубы и изменяет условия обтекания. В трубах с закрытой рабочей частью принимают специальные меры для выравнивания профиля скоростей. У тебя нет ни того ни другого. Поток не будет иметь постоянную скорость по сечению, будет иметь характеристики не имеющие ничего общего с реальными. Твои нормализаторы и сетки выполняют совсем другую функцию.
Задача трубы - максимально смоделировать естественные условия обтекания.

RocKI> Напрасно ты удивляешься, я не просто так спросил. ...... У тебя нет ни того ни другого...... не имеющие ничего общего с реальными. .
RocKI> Задача трубы - максимально смоделировать естественные условия обтекания.

Не хочу грубить. Но не надо слишком умничать. Все, что ты сказал, слишком просто, что бы быть тайной.
Все, то смогу измерить, я измерю. И скорость невозмущенного потока, и с моделью (4% по сечению).
Силу сопротивления.
Но главное - устойчивость собранной ракеты. Еще настройка стабилизаторов.
И я, используя эту сильно несовершенную конструкцию, получу достаточно данных, что бы быть спокойным за безопасность старта.

RLAN> Не хочу грубить. Но не надо слишком умничать. Все, что ты сказал, слишком просто, что бы быть тайной.
Тю, а оно мне надо? Флаг тебе в руки и вперед, в трубу.

RocKI> Тю, а оно мне надо? Флаг тебе в руки и вперед, в трубу.

В трубе был, но с флагом не влезу
Возможно, был резок, каюсь.

Но обсуждение "запирания" трубы на скорости 20-30м/с как то уж больно неактуально.

RLAN> Но обсуждение "запирания" трубы на скорости 20-30м/с как то уж больно неактуально.

Да пробовать надо "как есть". Если будут явные огрехи в конструкции, при первой же продувке ракеты они вылезут. Опыт применения предельно простой конструкции лишним не будет.