О двигателях

svvatk> Вопрос по современным турбовальным (или турбовинтовым что одно и тоже) движкам. В моём понимании современный ТВД - это одновальный (плюс вал от силовой турбины), с осевыми компрессорами и турбинами. Ибо у осевых выше КПД, а всякая центробежная ересь остаётся для маломощных авиамоделей. За меньшее число валов топят все производители в пресс-релизах мол и надёжнее и обслуживать дешевле.
Однако смотрю на схему САМОГО распространённого в мире семейства PrattWhitney Canada PW100 и обалдеваю. Три вала и ДВА центробежных компрессора!

Офигевать можно и от такой каракатицы:




Два каскада появляются, конечно, не от хорошей жизни, а по нужде (менее напряжное достижение пк и обеспечение запаса ГДУ).

Шо касается маломощных авиамоделей малоразмерности - они и есть малоразмерные. Тысяч этак до 1,5...2 так уж точно.

ЦБ компрессоры (ступени ОЦК) до нижнего предела этих значений не только не монструозны (снимаем киловатт 200...250 с килограмма расхода), но прямо показаны при высоких параметрах цикла (а теплообменник то еще удовольствие ) . К томуж и технологичны.



.

svvatk>В моём понимании современный ТВД - это одновальный (плюс вал от силовой турбины), с осевыми компрессорами и турбинами.

Это и есть типичный ТВД 60-х. Даже без плюса.

svvatk>Ибо у осевых выше КПД

У осевых не КПД выше, а степень повышения давления (по сравнению с единственной ступенью центробежного). А вот повышенная степень повышения давления уже даёт более высокий КПД двигателя в целом.

svvatk>Три вала и ДВА центробежных компрессора! Как так то?

А вот так. Центробежный компрессор проще и устойчивее, особенно на переходных режимах. Степень повышения давления ограничена - значит ставим два центробежных, последовательно. Чем повышаем давление и КПД. Значит два вала. Для привода винта оба слишком быстрые. Значит ставим третью турбину, низкооборотную. Что позволит иметь редуктор с меньшим передаточным числом, с меньшими потерями, меньшим размером и весом... И надёжнее, кстати. Значит третий вал.

svvatk>За меньшее число валов топят все производители в пресс-релизах мол и надёжнее и обслуживать дешевле.

И ещё они топят за топливную экономичность, меньший вес и габариты.
А с надёжностью и культурой обслуживания сейчас намного лучше чем раньше. Можем позволить себе то, чего не получалось тогда.

Все доводы замечательные и обоснованные, но вот турбовентиляторные двигатели широчайшего диапазона тяги от 1.5 до 50 тонн схемно одинаковые у всех производителей (мелкие но важные детали опустим). А в турбовальных полный разброд и шатания. PW, GE, Safran и т.д. каждый лепит вот совсем непохожие варианты. И всё это в узком диапазоне 500-3000 лс. Что же не придут к единообразию? Волшебной схемы в отличии от турбовентиляторников нет?

svvatk> Все доводы замечательные и обоснованные, но вот турбовентиляторные двигатели широчайшего диапазона тяги от 1.5 до 50 тонн схемно одинаковые у всех производителей...

На мелких это (не)совсем так. Есть от чего офигевать :

svvatk>турбовентиляторные двигатели... схемно одинаковые у всех производителей (мелкие но важные детали опустим).

Они не одинаковые. Ну да ладно, будем считать отличия незначительными. Речь же не про них.

svvatk>А в турбовальных полный разброд и шатания.

Так "мои" доводы только про одну схему. Про другие тоже есть свои доводы. Скажем применив обычный (и проверенный) редуктор с большим передаточным числом, можно отказаться от свободной турбины и третьего вала. Или например можно отказаться от второго вала, применив осевой компрессор...

svvatk>Волшебной схемы в отличии от турбовентиляторников нет?

Да, у каждой схемы есть свои за и против. К общему знаменателю не пришли.

svvatk>> Все доводы замечательные и обоснованные, но вот турбовентиляторные двигатели широчайшего диапазона тяги от 1.5 до 50 тонн схемно одинаковые у всех производителей...
Invar> На мелких это (не)совсем так. Есть от чего офигевать :

Ух ты. Орииигинальненько. Только почему то в следующих моделях вернулись к классике.

svvatk> Просто за центробежным компрессором на выходе камеры сгорания она встаёт очень удобно, габариты по длине сокращаются весьма серьёзно.
Значит, нет нужды сокращать габариты, аэродинамика в общем, требует вытянутых тел, чего усложнять?

svvatk>почему не применяются центростремительные турбины?

"Радиальные турбины достаточно просты, их рабочие колеса имеют малое количество лопаток. Возможные окружные скорости радиальной турбины при одинаковых напряжениях в рабочем колесе, больше, чем у осевой, поэтому на ней могут срабатываться бо́льшие количества энергии (теплоперепады).

Однако, эти турбины имеют малое проходное сечение и не обеспечивают достаточный расход газа при одинаковых размерах по сравнению с осевыми турбинами. Другими словами, они обладают слишком большими относительными диаметральными размерами, что усложняет их компоновку в едином двигателе.

Кроме того затруднено создание многоступенчатых радиальных турбин из-за больших гидравлических потерь, что ограничивает степень расширения газа в них. Также затруднено осуществление охлаждения таких турбин, что снижает величину возможных максимальных температур газа.

Поэтому применение радиальных турбин в авиации ограничено. Они, в основном, используются в маломощных агрегатах с небольшим расходом газа, чаще всего во вспомогательных механизмах и системах или в двигателях авиамоделей и небольших беспилотных самолетов." ©

svvatk>знаю только некий экспериментальный микроТРД Воронкова.

Двигатель Heinkel-Hirth HeS-3B. Тяга 500кг. Стоял на первом в мире турбореактивном самолёте He178.
.

svvatk> Вопрос по современным турбовальным (или турбовинтовым что одно и тоже)
не то же.
Турбовинтовой - это вся ВМГ. В составе ГТД, редуктора и пропеллера. Причем, может быть и одновальным и двухвальным.
Турбовальный - это мотор с разделением валов. Вал самого газогенератора оканчивается на ТВД, а ТНД с приводом на редуктор (для чего угодно) - начинается с другого вала.

> В моём понимании современный ТВД - это одновальный (плюс вал от силовой турбины),
турбовальный - да. Потому что ГГ крутит компрессор только для себя лично, нагрузка только собственный компрессор, колесо турбины одно. Ему нет нужды лепить динамическую устойчивость через размножение валов.

> с осевыми компрессорами и турбинами. Ибо у осевых выше КПД, а всякая центробежная ересь остаётся для маломощных авиамоделей.
эээ. чушь.
КПД выше у центробежных.
На одну ступень можно дать повышение давления, как в 5-7 ступенях осевого.
Но центробежный - это мидель. И вес. Потому в лайнерах с большими двиглами и минимизацией сечений предпочитают осевые.
И плюс немаловажный момент - закомпоновать 2 и более центробежных последовательно - чревато большими потерями, не имеет смысла. Потому если максимальная простота нужна - одна ступень радиального компрессора, за ней сразу КС, а за ней - радиальная же турбина на том же валу.
Если нужна значительная степень повышения давления при малых потерях и большом расходе - тут без осевой обойтись сложно.

>За меньшее число валов топят все производители в пресс-релизах мол и надёжнее и обслуживать дешевле.
динамическая устойчивость ниже, но да, конструкция проще.
Если не считать роста числа трубок перепуска. В которые вообще-то воздух уходит в потери, и на это надо закладываться..

> Однако смотрю на схему САМОГО распространённого в мире семейства PrattWhitney Canada PW100 и обалдеваю. Три вала и ДВА центробежных компрессора!
значит они смогли с приемлемым уровнем потерь закомпоновать вторую ступень. можно поздравить..
Но вполне логично, что чем сидеть согласовывать сечения-расходы, да на всех режимах, проще развязать ступени. Вторую ступень КВД вращает первая ступень ТВД, а первую ступень (КНД) - вращает второе колесо ТВД.
Ну а пропеллер вообще может загружаться-разгружаться произвольно, его скорость никак нельзя завязывать на валы гтд, потому вполне логично, что он развязан, вот вам третий вал.
так что, 3 вала при такой схеме - абсолютно логично.

Кстати, трехвальными и в СССР были ГТД. Д-36 гляньте.

Invar> Шо касается маломощных авиамоделей малоразмерности - они и есть малоразмерные. Тысяч этак до 1,5...2 так уж точно.
можно и "Нин" он же ВК-1 с его 2.6 тоннами в "маломощные" записать

Invar> ЦБ компрессоры до нижнего предела этих значений не только не монструозны (снимаем киловатт 200...250 с килограмма расхода), но прямо показаны при высоких параметрах цикла (а теплообменник то еще удовольствие ) . К томуж и технологичны.
ага.
Где-то выкладывал, помню, ГТД в форм-факторе монеты. И размером с неё же. Керамические колеса, полмиллиона оборотов, но оно работает. В отличие от попыток слепить осевое в таких размерах.

svvatk> А в турбовальных полный разброд и шатания. PW, GE, Safran и т.д. каждый лепит вот совсем непохожие варианты. И всё это в узком диапазоне 500-3000 лс. Что же не придут к единообразию? Волшебной схемы в отличии от турбовентиляторников нет?
все решения имеют плюсы и минусы.
напр, расположение "задом наперед" обеспечивает короткий вал свободной турбины (то есть, минус вес и минус вибрации)
Но выхлоп надо выводить патрубками вбок, не везде это можно.

Традиционное расположение позволяет отработанный газ выбрасывать строго назад, что чуть добавляет тяги (НК-12 вспоминаем). Но вал через всю длину двига и редуктора, - это и вес и сложность и вибрации.

а дальше - кому важнее устойчивость, кому цена, кому надежность, кому расход, кому еще что.
Вот и лепят решения исходя из задачи.

svvatk> 1) по мощности в л.с. у ТВД можно ли примерно понять какую тягу даст двигатель без свободной турбины? Ну то есть если отрезать например у двигателя от Ми-8 свободную турбину и примотать сопло.
А смысл?
Основная часть тяги в ТРДД дается вторым контуром.
Смысл один газогенератор ставить? Это выброс топлива впустую. Газ не сработан на турбинах, это растопка печки облигациями.

svvatk> 2) почему не применяются центростремительные турбины?
эээ... газ имеет вес. При вращении его центробежные силы тянут на периферию с силой F=mV²/R
какой смысл бороться против себя самого? Понятно, что дял технологического упрощения некоторые могут попытаться на одном колесе слепить центробежный компрессор и центростремительную турбину, но эффективность этого решения будет ... так себе. Зато "осень дёсево".

Bredonosec> Турбовинтовой - это вся ВМГ.
Bredonosec> Турбовальный - это мотор с разделением валов.
Расскажи это идиотам из компании Agusta, которые на свой AW139 поставили РТ6, про который везде написано turboprop engine.

Bredonosec>> Турбовинтовой - это вся ВМГ.
Bredonosec>> Турбовальный - это мотор с разделением валов.
Aaz> Расскажи это идиотам из компании Agusta, которые на свой AW139 поставили РТ6, про который везде написано turboprop engine.

cправедливости ради про PT6B , PT6C и тп пишут turboshaft. based on pt6 twinpack turboprop и тд и тп

Aaz> Расскажи это идиотам из компании Agusta, которые на свой AW139 поставили РТ6, про который везде написано turboprop engine.
это ща была столь же дешевая подмена, как попытка размахивать сертификатом о регистрации вертолета в гражданском регистре латвии, крича, что это "декларация об импорте 70 двигателей"?

с.т.> cправедливости ради про PT6B , PT6C и тп пишут turboshaft. based on pt6 twinpack turboprop и тд и тп
Так они ничем и не отличаются, кроме конструкций редукторов.
Что бы тут знатоки двигателестроения ни говорили.

с.т.>> cправедливости ради про PT6B , PT6C и тп пишут turboshaft. based on pt6 twinpack turboprop и тд и тп
Aaz> Так они ничем и не отличаются, кроме конструкций редукторов.
Aaz> Что бы тут знатоки двигателестроения ни говорили.


The PT6B Series is derived directly from the PT6T-3D power section with an offset output gearbox, including clutch system. The basic engine configuration is exactly the same as that of the PT6T and PT6A turboprop

ну да, написано что разница в редукторе и сцепа есть, а так всё точно такое же.

Bredonosec> Традиционное расположение позволяет отработанный газ выбрасывать строго назад, что чуть добавляет тяги (НК-12 вспоминаем). Но вал через всю длину двига и редуктора, - это и вес и сложность и вибрации.

Вот точно также и я думал, однако ни на одном самолёте с ТВД не вижу реактивного сопла. Просто расширяющийся выхлоп, частенько ещё и загнутый куда-нибудь.

svvatk>> 1) по мощности в л.с. у ТВД можно ли примерно понять какую тягу даст двигатель без свободной турбины? Ну то есть если отрезать например у двигателя от Ми-8 свободную турбину и примотать сопло.
Bredonosec> А смысл?
Bredonosec> Основная часть тяги в ТРДД дается вторым контуром.
Bredonosec> Смысл один газогенератор ставить? Это выброс топлива впустую. Газ не сработан на турбинах, это растопка печки облигациями.

Речи про ТРДД нет. Вопрос в определении параметров газогенератора по мощности свободной турбины. В моём примере движок от Ми-8 становится становится чистым ТРД без второго контура.

svvatk>ни на одном самолёте с ТВД не вижу реактивного сопла.

svvatk> Вот точно также и я думал, однако ни на одном самолёте с ТВД не вижу реактивного сопла. Просто расширяющийся выхлоп, частенько ещё и загнутый куда-нибудь.

ту-95 - вид снизу-сзади на мотогондолу

svvatk>>ни на одном самолёте с ТВД не вижу реактивного сопла.
ED> http://litnik.pp.ua/images/.../wm/9e2af827b8b539e21a94fbcac28e3a97.jpg

Про Ил-18 забыл. Смотрел более-менее современные самолёты (годов с 70-х).

svvatk>>>ни на одном самолёте с ТВД не вижу реактивного сопла.
ED>> http://litnik.pp.ua/images/.../wm/9e2af827b8b539e21a94fbcac28e3a97.jpg
svvatk> Про Ил-18 забыл. Смотрел более-менее современные самолёты (годов с 70-х).

локхид электра само собой.

svvatk>> Вот точно также и я думал, однако ни на одном самолёте с ТВД не вижу реактивного сопла. Просто расширяющийся выхлоп, частенько ещё и загнутый куда-нибудь.
с.т.> ту-95 - вид снизу-сзади на мотогондолу

Смотрю на картинку в Википедии


В двух крайних двигателях сопла сужаются и мешают струям друг друга. А вот внутренняя пару вообще дует прямо в обтекатель шасси. Что-то не верится в прибавку тяги. Она реально есть?