Аватар - эффективность винтов в кольце

Насколько оно хуже, чем вертолетный винт?
Теги:авиация
 

hcube

старожил
★★
Собственно, нужен совет :-) Есть задача - нужно разработать винтомоторную установку типа винт в кольце. Ну, с примерным числом лопастей мы определились - при диаметре канала в 90 см и тяге двигателя порядка 15 кгс, оптимально от 3 до 6 лопастей. Вопрос в том, что более эффективно в смысле создания тяги - два соосных винта, или один винт и набор спрямляющих лопаток? Винт работает 'на висение', шаг винта фиксирован, т.е. автомата перекоса и системы управления шагом нету.
Убей в себе зомби!  8.08.0
RU Владимир Малюх #28.07.2010 14:35  @hcube#28.07.2010 14:21
+
-
edit
 
hcube> Вопрос в том, что более эффективно в смысле создания тяги - два соосных винта, или один винт и набор спрямляющих лопаток?

В юности строил копию с импеллером, пробовал оба варианта - исходно был один импеллер и спрямляющий аппарат. Потом соорудил движок с двумя коленвалами на один поршень, вращающимися в разные стороны - тягу удалось поднять более чем на 50%.
Maschinen muessen "idiotensicher" werden  8.08.0
RU hcube #28.07.2010 14:57  @Владимир Малюх#28.07.2010 14:35
+
-
edit
 

hcube

старожил
★★
В.М.> В юности строил копию с импеллером, пробовал оба варианта - исходно был один импеллер и спрямляющий аппарат. Потом соорудил движок с двумя коленвалами на один поршень, вращающимися в разные стороны - тягу удалось поднять более чем на 50%.

Ага... а лопасти были профилированные? И - размер ниженего винта делают, если я правильно помню, меньше, чем верхнего, да?
Убей в себе зомби!  8.08.0
RU Владимир Малюх #28.07.2010 15:17  @hcube#28.07.2010 14:57
+
-
edit
 
hcube> Ага... а лопасти были профилированные?

Да, конечно.

hcube>И - размер ниженего винта делают, если я правильно помню, меньше, чем верхнего, да?

Ну, у меня были передний и задний, одинакового диаметра, т.к. обечайка была цилиндрическая.
Maschinen muessen "idiotensicher" werden  8.08.0
RU hcube #28.07.2010 15:20  @Владимир Малюх#28.07.2010 15:17
+
-
edit
 

hcube

старожил
★★
В.М.> Ну, у меня были передний и задний, одинакового диаметра, т.к. обечайка была цилиндрическая.

А углы атаки лопастей отличались?
Убей в себе зомби!  8.08.0
RU Владимир Малюх #28.07.2010 16:09  @hcube#28.07.2010 15:20
+
-
edit
 
hcube> А углы атаки лопастей отличались?

Да, шаг заднего винта был побольше, примерно на четверть.
Maschinen muessen "idiotensicher" werden  8.08.0
RU hcube #28.07.2010 16:42  @Владимир Малюх#28.07.2010 16:09
+
-
edit
 

hcube

старожил
★★
hcube>> А углы атаки лопастей отличались?
В.М.> Да, шаг заднего винта был побольше, примерно на четверть.

Число лопастей при апгрейде осталось таким же? Или просто еще один винт добавил? Т.е. прирост тяги был обусловлен лучшими тяговыми свойствами полученного импеллера, или просто приложением бОльшей мощности со стороны движка?
Убей в себе зомби!  8.08.0
RU Владимир Малюх #28.07.2010 18:34  @hcube#28.07.2010 16:42
+
-
edit
 
hcube> Число лопастей при апгрейде осталось таким же? Или просто еще один винт добавил?

Да, то же самое - по 8 лоастей. Была втулка из АМг, в кторую ввинчивались лопасти из стеклопластика с металлической вставкой у комля. Лопасти прессовались в форме. Это озволяло экспериментировать с шагом, добиваясь оптимума. Сначала довели тягу до макимума на одном переднем, еще на обычном движке. Потом, не меняя установок переднего, уже с доработанным моторчиком, довели со вторым ротором. Страшно подумать сейчас, но это все было сделано в 9-10 классе :)

hcube>Т.е. прирост тяги был обусловлен лучшими тяговыми свойствами полученного импеллера, или просто приложением бОльшей мощности со стороны движка?

С чего мощности-то подняться? Поршневая пара осталась без изменений (это был МДС-10), только шатунов и коленвалов стало два. Правда, припоминаю, что шаг на переднем позже таки чуть уменьшили, чтобы разгрузить маленько.
Maschinen muessen "idiotensicher" werden  7.07.0
RU Barbarossa #23.04.2012 20:45  @Владимир Малюх#28.07.2010 18:34
+
-
edit
 

Barbarossa

Любитель тунисских тётков
★★★★
Человек с-21 Dragon из аватара воссоздал

 
LT Bredonosec #23.04.2012 20:54  @Barbarossa#23.04.2012 20:45
+
-
edit
 
Barbarossa> Человек с-21 Dragon из аватара воссоздал
было )
Это цельный кусок пенопласта )
 3.0.83.0.8
+
-
edit
 

ждан72

аксакал
★☆
hcube> Собственно, нужен совет
ну на сколько я знаю основная задача кольцевой насадки оптимитизация (повышение) скорости потока на входе на винт. применяется на относительно тихоходном транспорте чтобы винт не превращался в миксер.с ростом скорости сопротивление кольца превышает прирост тяги. правда я гидравлик :) и как это будет работать на висение не думал.
 

ED

аксакал
★★★☆
☠☠
ждан72> ну на сколько я знаю основная задача кольцевой насадки оптимитизация (повышение) скорости потока на входе на винт.

Насколько я знаю - основная задача кольцевой насадки не допускать перетока воздуха из области повышенного давления (за винтом) в область давления пониженного (перед винтом). Эдакий аналог концевых шайб/законцовок крыла.

ждан72>чтобы винт не превращался в миксер

Именно.

ждан72>применяется на относительно тихоходном транспорте

В первую очередь позволяет уменьшить диаметр винта. С ростом диаметра преимущества кольцевой насадки уменьшаются, а недостатки (вес, конструктивная сложность...) напротив увеличиваются. При достаточном размахе лопастей кольцевую насадку неэффективно применять и на тихоходах.

ждан72>с ростом скорости сопротивление кольца превышает прирост тяги.

Да. На больших скоростях кольцо неэффективно в первую очередь именно из-за своего аэродинамического сопротивления.
 18.0.1025.16218.0.1025.162
Это сообщение редактировалось 25.04.2012 в 06:08

ждан72

аксакал
★☆
ED> В первую очередь позволяет уменьшить диаметр винта.
с уменьшением диаметра растет скорость вращения. если представить лопасть в виде лезвия то уменьшаетса толщина срезаемого слоя. чтобы резать толше, надо увеличить скорость подачи. насадка имеет форму конуса и на какие-то проценты увеличивает скорость внутри себя. ну и переток через край конечно тоже. по крайней мере так написано в учебнике по винтам к катерам.
 

ED

аксакал
★★★☆
☠☠
ждан72>на какие-то проценты увеличивает скорость внутри себя.

И за счёт правильного "профиля" насадки можно создать дополнительную тягу, приложенную к ней.
Да там много тонкостей.

ждан72>ну и переток через край конечно тоже.

Уменьшение "перетока через край" - это основное. А "тоже" - как раз всё остальное. :)

По крайней мере так написано в учебнике. :D
 18.0.1025.16218.0.1025.162

ждан72

аксакал
★☆
ED> Уменьшение "перетока через край" - это основное. А "тоже" - как раз всё остальное. :)
ED> По крайней мере так написано в учебнике. :D
повторюсь у меня учебник по корабельным винтам. видимо при изменении плотности среды основное и остальное меняются местами. :)
 
ED> Уменьшение "перетока через край" - это основное. А "тоже" - как раз всё остальное. :)
ED> По крайней мере так написано в учебнике. :D

насколько учили нас, винт в кольцевой насадке имеет меньшие потери тяги в связи с тем, что без насадки струя стремится сжаться до половины диаметра и ниже, увеличивая свою скорость, что увеличивает потери.
Насадка поддерживает прямолинейное распространение струи, без сужения, за счет чего струя движется медленнее и меньше теряет энергии.
Концевые потери конечно тоже, но основное внимание -сужение струи.
Прикреплённые файлы:
prop.JPG (скачать) [15,7 кБ]
 
 
 3.0.13.0.1
PL ждан72 #25.04.2012 11:27  @Bredonosec#25.04.2012 11:06
+
-
edit
 

ждан72

аксакал
★☆
Bredonosec> насколько учили нас, винт в кольцевой насадке имеет меньшие потери тяги в связи с тем, что без насадки струя стремится сжаться до половины диаметра и ниже, увеличивая свою скорость, что увеличивает потери.
так вроде масса самолета на его скорость равна массе воздуха(струи) на её скорость . если струя сужается с увеличением скорости должен быть прирост КПД ?
что-то я не замечал чтобы струя от настольного вентелятора сужалась. вот при выходе из отверстия да.
 
LT Bredonosec #25.04.2012 11:44  @ждан72#25.04.2012 11:27
+
-
edit
 
ждан72> если струя сужается с увеличением скорости должен быть прирост КПД ?
Вероятно, ввиду отсутствия стенок, при росте скорости гораздо больше энергии в вихри уходит..

ждан72> что-то я не замечал чтобы струя от настольного вентелятора сужалась. вот при выходе из отверстия да.
ну.. как помнится, летом, довольно узкая точка была, где дуло, если он стоит далеко от тебя..
А про отверстие - vortex cannon на ютубе гуглани =)
 3.0.13.0.1
LT Bredonosec #25.04.2012 12:35
+
-
edit
 
Опыты ЦАГИ 1934г. проводились в той же аэродинамической трубе Т-2 с двумя кольцами.. Выигрыш в КПД комбинации винта с кольцом может быть получен за счет следующих причин. Во-первых, как уже говорилось в начале этой работы, часть мощности двигателя, шедшая на увеличение скорости в струе за винтом, при установке винта в кольце идет на полезную работу. Во-вторых, благодаря изменению скорости потока в плоскости диска винта , вызванному кольцом, для использования определенной мощности двигателя при определенной скорости полета необходимо изменить шаг винта против шага изолированного винта при тех же условиях. При наличии ускорения потока в плоскости винта это изменение шага заключается в его увеличении, что при средних значениях относительного шага может увеличить механический КПД винта в области n мах. Наконец, третьей причиной выигрыша может быть снижение потерь из-за вращения струи, так как при менее суженой струе за винтом , соответствующей случаю винта в кольце , тангенциальные силы в струе будут меньше, чем у изолированного винта. Приведенные материалы позволяют сделать следующие общие выводы: 1) Необходимым условием для эффективности комбинации винт-кольцо является плавность формы профиля, образующего кольцо, особенно в носовой его части. 2) Наиболее рациональнымположением винта в кольце является его положение в месте наибольшего сужения кольца. 3) Глубина кольца не должна быть большой во избежание заметного снижения максимального чистого КПД комбинации. 4) Эффективность кольцевой схемы возрастает с ростом коэффициента нагрузки. Наоборот, при малых B может получиться проигрыш в КПД. Это предопределяет область применения колец в самолетостроении-в случаях сильно нагруженных винтов при тихоходных самолетах

Аэроглиссеры - Кают-Компания "Катера и Яхты"

Аэроглиссеры: Построение аэроглиссера // katera.ru
 

При размещении винта в кольце (полукольце) также имеет место эффект "прироста подъемной силы), если несущее крыло является ЧАСТЬЮ кольца (физический смысл - в увеличении скорости потока НАД крылом)

..роковым недостатком этого типа ЛА явилась именно плохая управляемость на малой скорости (аппарат уже поднимался в воздух, но скорость горизонтального потока была недостаточной для нормальной работы "самолетного" оперения..
Но сама схема – перспективна, вполне.. потому и разрабатывается на современном уровне

(С)
http://forum.privet.com/viewtopic.php?f=12&t=169653&start=50
 3.0.13.0.1

ED

аксакал
★★★☆
☠☠
Eждан72>повторюсь у меня учебник по корабельным винтам.

А у тебя ничего по расчёту осевых водомётов нету случайно?

Eждан72>при изменении плотности среды основное и остальное меняются местами.

Это запросто. В своё время при постройке катамарана тупо попался на пренебрежении площадью смачиваемой поверхности и повышенном внимании к форме обводов. Сказалось авиационное образование. А у водников оказывается всё наоборот. :D
 18.0.1025.16218.0.1025.162

ждан72

аксакал
★☆
ED> А у тебя ничего по расчёту осевых водомётов нету случайно?
ничего серьёзного. "15-проектов" и "катера в вопросах и ответах"
форма обводов на воде имеет еще большее значение. просто там скорость надо мерить в длинах корпуса потом переводить в число Фрудо и подбирать форму и мощность.
причем скорость будет единственно возможной, отклонение в процессе эксплуатации больше чем на 10% приводит к перерасходу горючки.
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru