Новости авиационного двигателестроения

DustyFox> Если речь о сферическом коне в вакууме чистом КПД - то самый выгодный будет однолопастной винт. Если чуть отодвинуться от этого коня к реальной жизни, будет так, как написано в скрине.
а в реальной жизни при росте мощи двигла сначала затяжеляют винт добавлением лопастей.
Однако это увеличивает риск последующей лопасти идти в возмущенном потоке предыдущей, что также как и с соосным, увеличивает сопротивление, снижая кпд.

Bredonosec>> вопрос вызывает соотношение диаметров. Что его обуславливает?
DustyFox> Ты про что? Если про некоторое поджатие потока за первым винтом,
нет.
Про то, что сравнивают 3м одиночный и 2.8м соосный.
Ты не обратил внимания?
Если сравнивать, то при прочих равных, разве нет?
А какой параметр у них берется за "прочие равные"?

DustyFox> Это основной резон в обращении к гораздо более сложным соосным винтам.
дык.

DustyFox> Пофигу, плюсы перевешивают.
когда избыток мощи и нехватка габаритов.
То есть, тут выбор меньшего зла, а не плюсы

Bredonosec>> С точки зрения голой АД второй получает в среднем поток под бОльшим углом, нежели первый, что не только опускает, но и сдвигает огибающую кпд влево.
DustyFox> В воздухе ветра нет.© Пофигу бОльший угол к потоку, или меньший - главное обеспечить вход хорды лопасти винта, как первого так и второго, в поток под оптимальным углом на данных оборотах.
Но ты же сам только что запостил скрин, где огибающая кпд на разных УА лопасти.
Не верю, что ты его не заметил )

DustyFox> Все эти проблемы решали эмпирически, подбором оптимальных углов второго винта для разных оборотов и шага первого. КПД в результате оказывался в целом заметно выше что для самолетного соосного винта, что для соосного вертолетного.
у вертушек немаловажным фактором является отсутствие необходимости компенсации реактивного момента. На рулевой отдается, емнис, 7-10% мощности, это немало. на аналогичную же цифру 3-10% заявляют и "рост эффективности". У самолетов на закрутку и реактивный момент стандартно отдают 2% кпд (как способ упрощения расчетов). Впрочем, и там упоминают, что второй винт работает в худших условиях и ему приходится снижать установочный угол, поскольку реактивный момент от винта оказывается выше - эффект тех самых причин, что я изложил постом выше.

>Разумеется, основным преимуществом подобных винтов является возможность эффективно сработать имеющуюся мощность, при минимальных габаритах.
да, верно, с этим не спорю.
Но габариты имеют и обратную сторону:
осевые потери пропорциональны массе отбрасываеомго воздуха и квадрату придаваемой ей скорости. То есть, снижение габаритов == снижение массы == рост скорости == рост потерь.
для наших задач выгоднее 2 отдельные эу для роста отбрасываемой массы, а не одну соосную.

Bredonosec> Про то, что сравнивают 3м одиночный и 2.8м соосный.
Bredonosec> Ты не обратил внимания?
Bredonosec> Если сравнивать, то при прочих равных, разве нет?
Bredonosec> А какой параметр у них берется за "прочие равные"?

Прочие равные - это располагаемая мощность на валу, а так же диапазон рабочих скоростей и высот. Вот именно при этих прочих равных соосные винты выгоднее, чем эквивалентный одиночный. Хоть с одной лопастью диаметром восемнадцать метров, хоть с восемнадцатью лопастями диаметром один. И широкому распространению соосных винтов мешают факторы очень далекие от аэродинамики.

DustyFox> Вот именно при этих прочих равных соосные винты выгоднее, чем эквивалентный одиночный.
При исследованиях высокоскоростных вентиляторов даже такое проверяли

DustyFox>> Вот именно при этих прочих равных соосные винты выгоднее, чем эквивалентный одиночный.
s.t.> При исследованиях высокоскоростных вентиляторов даже такое проверяли
s.t.> https://history.nasa.gov/SP-4219/4219-322.jpg

Это совершенно логичный вариант, проистекающий из проекции спрямляющего соплового аппарата компрессора обычного ТРД на ВВД, т.е. вынос первой ступени этого компрессора за пределы двигателя. Пока, насколько я знаю, не взлетело.

DustyFox> http://www.kolobok.us/smiles/standart/facepalm.gif Прочие равные - это располагаемая мощность на валу, а так же диапазон рабочих скоростей и высот. Вот именно при этих прочих равных соосные винты выгоднее, чем эквивалентный одиночный.

Лис, ну видно же, что человек теорию винтов не читал и пытается на коленке сделать выводы.
Причем на коленке берется совсем примитивная физика даже проще чем теория идеального винта.
А речь в табличке идет про реальный винт - ну ты понимаешь о чем я.
Но нашему портяночнику же Тэуш - не указ. Даже более простая брошюра Аэрофлота - не указ - он выше всей этой "низменности".

Соосный винт просто тяжелее и сложнее ( что ведет к большей дороговизне и стоимости эксплуатации ) - поэтому его обычно стараются не выбирать лишний раз, хотя есть случаи где он оправдан

Bredonosec>> Про то, что сравнивают 3м одиночный и 2.8м соосный.
Bredonosec>> Ты не обратил внимания?
Bredonosec>> Если сравнивать, то при прочих равных, разве нет?
Bredonosec>> А какой параметр у них берется за "прочие равные"?
DustyFox> http://www.kolobok.us/smiles/standart/facepalm.gif Прочие равные - это располагаемая мощность на валу, а так же диапазон рабочих скоростей и высот.
Стоп, Димка, по условию у нас и так один мотор. Мы рассматриваем 2 вида пропеллеров к нему же.
То есть, мощность на валу - это граничное условие "среды".
А меня интересует, почему сравнивают пропы разного диаметра. И разной ометаемой.
Где-то же есть некая логика именно такого выбора? Вот я и хочу понять, где она.

yacc> Лис, ну видно же, что человек теорию винтов не читал и пытается на коленке
наша блаандинка надеется самоутвердиться, подтявкивая теперь в каждой теме?

Bredonosec>>>

Если буквально двумя словами - закручивание винтом потока воздуха - один из существенных компонентов снижения КПД ВМГ. Использование этого закрученного потока с дополнительной скоростью, на втором винте, его так сказать "выпрямление", возвращает часть потерянного КПД в работу. Почитай Тэуш "Общий курс воздушных винтов" 1943г, гл. IX параграф 6 Соосные винты стр.176. В сети книжка есть, гуглится на раз. Написано элементарно и доступно, как было тогда принято. Книга вообще интересная, с картинками , там помимо теории, конструкция разных винтов разбираются, и технологии тех лет.
Вот даже скан тебе нашел. Видимо в 90 "катали", качество фотографий не очень, мягко говоря. А свою мне сканировать жалко, больно уж старенькая, буквально не дыша листаю.

DustyFox> Если буквально двумя словами - закручивание винтом потока воздуха - один из существенных компонентов снижения КПД ВМГ.
DustyFox>Почитай Тэуш "Общий курс воздушных винтов"
Лис, ну ты издеваешься
Там же всякие вумные закорючки написаны - а это надо напрягать мозги, нахмуривать лобик, а от этого у блондинок рано пойдут морщинки - т.е. не вариант

Объяснять надо, по возможности, как для школьников.

Для начала винт рассчитывается к мотору - и называется это потом ВМГ - а мотор выдает мощность при определенных оборотах. Поэтому входные параметры - не просто N ( мощность ), а N и n ( обороты ).
Во-вторых - рассматривается реальный винт. В отличии от теории идеального винта, в теории реального учитывается сжимаемость воздуха. Это у идеального можно смело увеличивать ометаемую площадь, для получения более высокого КПД, а вот для реального кривая имеет максимум и далее, при увеличении, кпд будет только падать - так как законцовки лопастей выходят на трансзвук по обтеканию.
Поэтому диаметр винта ограничен и оптимизируют ( максимизируют ) кпд - выше некоторого не получить.
В-третьих набор рабочих параметров - заданная скорость и высота ( давление воздуха ).
Вот они и составляют набор для расчета.

ДАНО:
N = 900 л.с.
n = 1000 об/мин
H = 4000 м
V = 450 км/ч

РАССЧИТАТЬ:
Оптимальный диаметр и конфигурацию винта, кпд, тягу

Вот отсюда и выходит что оптимальный диаметр для обычного трехлопастного - 3 м, а для соосного - 2.8 ( потому что там, в том числе, их два )

При этом кпд и тяга у соосного - больше.
Равенство диаметров не является "прочим равным" потому что это экстремальная задача и поставлена на оптимум.
Винты одинакового диаметра при заданных N и n будут работать неоптимально ( один из них )
Если взять обычный трехлопастной диаметром 2.8 то он не будет в полной мере расходовать мощность при заданных оборотах - ему надо меньшую мощность на валу, либо более высокие обороты, но мотор не дает ни того ни другого - он ограничен по оборотам сверху - их не поднять, а на оборотах 1000 он может дать 900 л.с. но реально винт будет потреблять меньше. Т.е. и тяга и кпд у него будут еще меньше, чем при диаметре 3 м

Если же взять соосный диаметром 3м, то для него потребная мощность будет выше, и мотор просто не сможет ее дать.

Поэтому равенство диаметров - бессмысленно как условие при заданных оборотах.
В школе толком не проходят вариационное исчисление и экстремальные задачи поэтому и непонятно.

А ты вумничаешь ссылками на книги - их же читать надо

DustyFox> Если буквально двумя словами - закручивание винтом потока воздуха - один из существенных компонентов снижения КПД ВМГ.
В твоем же или в каком-то другом, не помню, указывалось, что при расчетах на это откидывается 2 % тяги.
Два процента.
Да, можно проводить полный расчет, но с достаточной точностью будет принять расчетную мощу на валу в 98% от мощи двигла, и считать кпд вмг как от сотни. Что обычно и делается, снижая трудозатраты на расчеты где-то вдвое.

>Использование этого закрученного потока с дополнительной скоростью, на втором винте, его так сказать "выпрямление", возвращает часть потерянного КПД в работу.
2%, Лис.

DustyFox> Вот даже скан тебе нашел.
Спасибо, гляну тоже, но точно не в новогоднюю ночь ))

yacc> Там же всякие вумные закорючки написаны - а это надо напрягать мозги, нахмуривать лобик, а от этого у блондинок рано пойдут морщинки - т.е. не вариант
вот и заметно, что не хмуришь. Поскольку даже не прочел внимательно вопроса, но решил поумничать.
Впрочем, чего с блондинки взять...

matvey> при этом благодаря новым конструкторским решениям уровень вибраций от двигателя уменьшился почти в два раза.

А с шумом делали чего-нибудь?

V.Stepan> А с шумом делали чего-нибудь?
Пока неизвестно.

DustyFox> Почитай Тэуш "Общий курс воздушных винтов" 1943г

[offtop on]
Там ответ на давно мучающий меня вопрос "почему наши с трёхлопастными винтами летали в войну и после неё, ведь с тем же движком у Ан-2 4 лопасти" я найду? Или это пояснения от тебя нужны?
[offtop off]

DustyFox>> Почитай Тэуш "Общий курс воздушных винтов" 1943г
V.Stepan> [offtop on]
V.Stepan> Там ответ на давно мучающий меня вопрос "почему наши с трёхлопастными винтами летали в войну и после неё, ведь с тем же движком у Ан-2 4 лопасти" я найду? Или это пояснения от тебя нужны?
V.Stepan> [offtop off]

Прямой ответ - думаю вряд ли, но продвинешься в понимании точно. Книжка путёвая, просто и понятно написано все.
Начнем с того, что трехлопастной винт просто дешевле и проще четырехлопастного, что для военного времени не последний фактор... Кроме того шасси у Ан-2 и так довольно здоровые получились, если делать меньше лопастей - шасси еще выше делать пришлось бы, для соответствия требованиям по высоте стандартной кочки. Коэффициент перекрытия, и соответственно КПД у 3-х и 4-х лопастных отличается непринципиально, а для многоцелевого расчалочного биплана топливная экономичность, или скорость, стоят не на первом месте, скорее всего потому и приняли 4-х лопастной. Выше шасси - выше риск капота на тех площадках, на которых Ан-2 был должен эксплуатироваться.

DustyFox> Прямой ответ - думаю вряд ли, но продвинешься в понимании точно.

1) спасибо, в отпуске попробую почитать;
2) подытоживаю твой ответ — технически могли бы вполне, препятствий не было, но полученные бонусы не перевешивали затрат. Йес?

V.Stepan> Там ответ на давно мучающий меня вопрос "почему наши с трёхлопастными винтами летали в войну и после неё, ведь с тем же движком у Ан-2 4 лопасти" я найду?
почему летали с 3 лопастями - меньше сопротивление. Потому что меньше омываемая.
Плюс меньше помех лопастей друг другу на околонулевых скоростях

А 4-лопастные винты на антон создали позже. Сначала деревянные, потом стальные.
Когда деревянных не хватало - вовсю юзали оставшиеся от Ли-2 трехлопастные.

зы, я наскоро погуглив не нашел диаметр винта Ли-2, но по чертежам выходит 3.4 метра
У антона он 3.6 метра. То есть, даже большего диаметра, чем дугласовский. То есть, вполне казавшийся мне наиочевиднейшим аргумент лисыча про высоту шасси - повисает под вопросом.
Возможно, речь о возможности загрузить мощность двигла на малых скоростях, чтоб улучшить ВПХ..

Bredonosec> зы, я наскоро погуглив не нашел диаметр винта Ли-2, но по чертежам выходит 3.4 метра
Bredonosec> У антона он 3.6 метра. То есть, даже большего диаметра, чем дугласовский. То есть, вполне казавшийся мне наиочевиднейшим аргумент лисыча про высоту шасси - повисает под вопросом.
Да, я посмотрел по характеристикам у Ли-2 3,4 м. У Ан-2 3,6 м, плюс совсем другая форма в плане.
Bredonosec> Возможно, речь о возможности загрузить мощность двигла на малых скоростях, чтоб улучшить ВПХ..

1. Самолет - результат компромисса взаимоисключающих требований.))
2. Винт подбирают к самолету, а не самолет к винту.
За винтом на Ли-2 только зализаный капот и кусок крыла, за винтом Ан-2 целый сарай, соответственно их винты друг для друга неоптимальны. Диаметр винта Ли-2 были ограничен тем, что машина лицензионная, и габаритные размеры шасси были заданы жестко. Помимо увеличения диаметра/лопастей винта, мощность с мотора можно сработать и варьированием шага. Редукция на АШ-62ИР самолета Ли-2 была 0,688, на Ан-2 она 0,678, так что двигатели на них не совсем идентичные, углы установки лопастей так же разные, так же как и диапазон углов. Винты от Ли-2 на Ан-2 были паллиативом, который видимо разрешили специальным бюллетенем для определенного вида работ(полагаю пассажирских перевозок, судя по углам винта), в целях использования имеющихся винтов ВИШ-21 от снимаемых с вооружения Ли-2.
ПС Специально не смотрел, но на вскидку диаметр винта М-62 на И-16/153 еще меньше, но мощность этих двигателей тогда была около 800 л.с.

DustyFox> 1. Самолет - результат компромисса взаимоисключающих требований.))
DustyFox> 2. Винт подбирают к самолету, а не самолет к винту.
конечно, кто б сомневался

DustyFox> За винтом на Ли-2 только зализаный капот и кусок крыла, за винтом Ан-2 целый сарай
согласен. Центральную часть надо выкинуть. А размеры капота, интересно, одни? Я не сравнивал.

> Диаметр винта Ли-2 были ограничен тем, что машина лицензионная, и габаритные размеры шасси были заданы жестко.
и тут согласен. Тем паче, что первые версии были маломощные..

>Редукция на АШ-62ИР самолета Ли-2 была 0,688, на Ан-2 она 0,678, так что двигатели на них не совсем идентичные,
наверно, отличие на одну сотку можно считать несущественным. И возникает оно, скорее, от перехода размеров зубьев с имперской системы в метрическую. К примеру, вместо 1" взять 25мм.

> Винты от Ли-2 на Ан-2 были паллиативом, который видимо разрешили специальным бюллетенем для определенного вида работ(полагаю пассажирских перевозок, судя по углам винта)
Что паллиатив и для паксоперевозок - написано и по линкам прямым текстом, но какая связь с углами атаки? И как ты увидел? Там же отличия визуально не должны в глаза бросаться..

DustyFox> ПС Специально не смотрел, но на вскидку диаметр винта М-62 на И-16/153 еще меньше, но мощность этих двигателей тогда была около 800 л.с.
хм.. а разве райт-циклон 1820, который купили по лицензии как М62, не 1000 изначально имел?

>> Винты от Ли-2 на Ан-2 были паллиативом, который видимо разрешили специальным бюллетенем для определенного вида работ(полагаю пассажирских перевозок, судя по углам винта)
Bredonosec> Что паллиатив и для паксоперевозок - написано и по линкам прямым текстом,
По ссылкам написано как раз о сельхозработах на Ан-2 с винтами ВИШ-21 что, на мой взгляд, просто нонсенс. Режим самолета АХР - это максимальная тяга у земли, чего с винтами от Ли-2 быть не должно.
ПС Там, кстати, кто-то о своих детских впечатлениях отписался в том смысле, что Ан-2 с 4 лопастями на земле дули так, что сдувало с ног, а 3 лопастные не столь впечатляли. Что как раз говорит о максимальной тяге на земле.
Bredonosec> но какая связь с углами атаки? И как ты увидел? Там же отличия визуально не должны в глаза бросаться..
Ну разумеется не увидел!))))) Просто понимал, а когда понимаешь ЧТО искать, и главное КАК искать - все находится легко и непринужденно!
DustyFox>> ПС Специально не смотрел, но на вскидку диаметр винта М-62 на И-16/153 еще меньше, но мощность этих двигателей тогда была около 800 л.с.
Bredonosec> хм.. а разве райт-циклон 1820, который купили по лицензии как М62, не 1000 изначально имел?
М-62 в серию у нас пошел с примерно 800 л.с., это потом, уже в версии АШ-62, и особенно ИР - уже 1000-1100 л.с.

Bredonosec> хм.. а разве райт-циклон 1820, который купили по лицензии как М62

М-25! 62-ой это уже его наша модернизация.

DustyFox> По ссылкам написано как раз о сельхозработах на Ан-2 с винтами ВИШ-21 что, на мой взгляд, просто нонсенс. Режим самолета АХР - это максимальная тяга у земли, чего с винтами от Ли-2 быть не должно.
Дошло про связь. Плотность и сьём мощности с оборота...

DustyFox> ПС Там, кстати, кто-то о своих детских впечатлениях отписался в том смысле, что Ан-2 с 4 лопастями на земле дули так, что сдувало с ног, а 3 лопастные не столь впечатляли. Что как раз говорит о максимальной тяге на земле.
насчет 3-лопастного не в курсе, а с 4-лопастным - ага. Любимая детская забава была по молодости - зайти в хвост антону на гонке и лечь на поток Типа, "аэротруба для бедных" тогда, когда про аэротрубы еще никто не слыхивал в мире )
Животом лечь, спиной, порулить ладонями - ляпота, словом )
Но когда газку поддают - в положении "почти горизонтально лёжа" всё равно ногами вперед скользишь прочь )))

DustyFox> Ну разумеется не увидел!))))) Просто понимал, а когда понимаешь ЧТО искать, и главное КАК искать - все находится легко и непринужденно!
ну я не спорю, что ты знал, куда глядеть, но увидел-то как? ))

DustyFox> М-62 в серию у нас пошел с примерно 800 л.с.,
Виталь вон верно поправляет, что то был М-25, а АШ-62 - это модификация по имени SGR-1820 F3, а не оригинальная R-1820