Вертосамолёт.

[Anatoliy]

поставив 2,5 метровую шестеренку вы насколько увеличите мощность на валу, на столько и понизите обороты. А вот реактивный привод на конце-другое дело 

Потому то и не иссякает очередь изобретателей реактивных вертолетов, в надежде получить на халяву подъемную силу за счет незнания физики. ;D ;D ;D

 

[rtyuiop.400]

Это Вы намекаете на Архимеда с его желанием перевернуть Землю, что ли?
А там дальше в школьном учебнике по физике что сказано про мощность и как она связана со скоростью Вы случаем ничего не заметили??? 

Попробуем по другому... Нам важны обороты. Имеем лопасть диаметром 12 м(r=6м). На концах реактивные движки тягой по 5 кг. Имеем определенные обороты. Теперь при том же диаметре в 12м  эти же движки с концов лопастей переносим ближе к центру на r=1 м. Обороты хотите сказать получим те же что в первом случае???? А если их воткнуть почти центру на r=0,1м????


  При приводе  от вала в центре Винта требуемая мощность увеличивается пропорционально кубу оборотов. При приводе реактивными движками на  концах- требуемая тяга растет пропорционально квадрату оборотов.

 

[slavka33bis]

Ну вот появились первые цифры.

Проведем прикидочный расчет. Ну очень примитивно посчитаем.

Значит тяга на конце лопасти (я полагаю Вы дали данные по одной лопасти) равна 910 Н (примерно), а скорость конца лопасти 210 м/с. Следовательно при расходе воздуха мощность развиваемая тем компрессорным реактивным двигателем равна:    910*210=191,1 кВт.
Теперь умножим на восемь лопастей и получим 191,1*8=1528,8 кВт.

Анатоля, какая-то странная у вас логика размышлений.

Похоже, Нобелевскую премию пора выписывать именно вам.

Гидродинамика и механика - это не ваши "коньки".
В этих темах вам стоит не спорить, а просто спрашивать и учиться.

Теперь по цифрам.

Во-первых, вам правильно указали на вашу первую ошибку.

Это суммарная тяга сопел всех лопастей, а не одной.

Во-вторых, (не трогайте вы пока всякие там расходы сжатого воздуха)

Пусть я буду трижды не прав, но "ЦИФРОВ" очень хочется отведать.

Пока несколько цифр:

Суммарная тяга концевых сопел                                                        907,4Н (92,5 кгс).
Скорость истечения из сопел (неполное расширение)                        465м/с
Окружная скорость концов лопастей на взлетном режиме                  200-210м/c.

При деаметре 21,2 метра и окружной 210 м/с получим обороты НВ 189,2 об/мин.

Из суммарной тяги сопел и радиуса НВ вычисляем максимальновозможный распологаемый крутьмомент на НВ.

Он будет равен 980,5 кг.м..

Имея значение крутьмомента и оборотов НВ можем вычеслить эквивалентную мощность, которая появится на НВ от этих реактивных сопел.

Мощность будет равна примерно 259 л.с. (если я, конечно, ни чего не попутал)

А вот из этих цыфр уже понятно, что для вертикального взлёта (по вертолётному) того аппарата такой мощности явно не достаточно.

Но может быть разработчик этого ЛА такой режим взлёта и не планировал.
(блин, нет времени прочитать эту ветку с самого начала. Но я обязательно сподоблюсь и прочту.)




 

 

[JohnDoe]

@ Anatoliy & @ slavka33.150

А вот из этих цыфр уже понятно, что для вертикального взлёта (по вертолётному) того аппарата такой мощности явно не достаточно.

Ребят, а вы забыли про отклоняемый вектор тяги маршевых ТРД(Харриер там, ЯК-38)?
Он, по-идее, тоже будет играть "в вертикаль", при необходимости. Вопрос только хватит ли тяговооружённости для сих экзерсисов. Может НВ призван играть больше стабилизирующую роль(гироскопический момент и пр.) в вертикальном режиме, ну и как "парашют"(авторотация).
ИМХУ.

 

[Kimon]

Ребят, а вы забыли про отклоняемый вектор тяги маршевых ТРД(Харриер там, ЯК-38)?

А давайте ещё снабдим сию конструкцию, стартовыми пиропатронами! Как на Миг-ах!

 

[rtyuiop.400]

Мощность на винте  считается по формуле N=K *P*n>3*D>5
Где К -безразмерный коэфициент
Р-плотность воздуха
n-обороты
D-диаметр винта

Если упростить до домашних условий получим примерно

N=0.18*n>3*D>5
n-обороты винта тыс в мин
D-диамерт в м
N. лощадки

0,18х0,189>3*21.2>5=5200 л.с


(Формула довольно точна , Например чтоб раскрутить 1,5 м винт до 3000 об/мин надо 37 л.с по этой формуле)

Зы. Если реактивные движки на концах лопасти суммарной тягой в 92,5 кг, смогут раскрутить 21,2 метровый винт до 189 об/мин, то  это будет равно эквивалентной мощности на валу в 5200 л.с

 

[Anatoliy]

Если мощность от реактивного привода несущего винта равна 259 л.с., а требуется примерно 5000 л.с. (примерно5% от требуемой мощности), и если автор надеется остальную подъемную силу получить за счет поворота вектора тяги маршевых двигателей, ТО НА ФИГА ГОРОДИТЬ ЭТОТ ПРИБАМБАС В ВИДЕ ЗОНТОЛОПАСТНИКА СО ВСЕМИ СТВОРКАМИ, ПОДЪЕМНИКАМИ, ГИДРОЦИЛИНДРАМИ И ПРОЧЕЕ    ????
Проще весь этот проект отправить в корзину для канцелярского мусора.

 

[rtyuiop.400]

Да вы не с того конца считате!!!! Если считать от вала то да! 5000-5500 л.с надо !. А если считать по тяге с конца лопасти -это совсем другое!!!!

ВОт посмотрите фото. Каково будет прилагаемое усилие  для откручивания носа если:
1)Схватить ключ возле носа
2)схватить ключ с противоположного конца

реактивные движки на конце лопасти позволяют относительно небольшой тягой раскрутить винт до тех оборотов, которые мы получили бы большими затратами мощности если бы приводили его во вращение от вала по центру.

 

[Anatoliy]

Зы. Если реактивные движки на концах лопасти суммарной тягой в 92,5 кг, смогут раскрутить 21,2 метровый винт до 189 об/мин, то эквивалентная мощность на валу будет 5200 л.с 

Если усилие 925 "Ньютонов" умножить на скорость 210 м/с  в том месте где действует эти "Ньютоны", то мы получим вот такой результат:   925*210=194250 Вт,    или для простоты 194, 25 кВт.
Проверяем правильность формулы (замечу, формула из курса школьной физики).
Ньютон "Н" умноженный на скорость в "м/с" получается совершенная работа в "Джоулях" поделенная на "секунду". Таким образом получается "Ватт".

 

[Гриша друг]

Моё творение некоторые называли как им захотелось и я спокойно к этому отношусь.

Среди тех кто создает, изготавливает и летает на самолетах и вертолетах давно, можно сказать кровью, написаны слова - в авиации мелочей нет.
Когда есть беспокойство и вам об этом говорят, значит присутствует серьезный дискомфорт. Становится трудно быть доброжелательным, а специалисту сложнее быть исчерпывающе точным в своих оценках.
Ошибки, как вы знаете имеют свойство накапливаться. За этим может стоять чья-то, в том числе и ваша жизнь.

На фотографии, действительно, вы симпатичный и выглядите моложе своих лет. Сбивает с толку нетерпимость темперамента. Везде ощущается торопливость с выводами.
Вот и сейчас, Владимир Александрович дает вам как вы же и просили, первые цифры для 4-х местного СВВП, а вы вернулись к первому проекту и уже напутали столько, что распутывать придется большим текстом и затратами временем.   

 

[Anatoliy]

можно сказать кровью, написаны слова - в авиации мелочей нет. 

Это точно Вы подметили. Особенно надо следить за своим бревном в глазу чтоб не придираться к соринкам в чужих очах.
Владимир Александрович очень дотошно поправляет оппонентов в мелочах, но присмотритесь к его посту №252. Где он там указал на принадлежность цифр к конкретному аппарату?
Когда он отправлял свои цифры я в это же время не поленился и попытался измерить по его эскизу диаметр той трубчатой оси НВ сорокаместного ЗОНТОЛОПАЛЕТА. И у меня получился внутренний диаметр очень близкий к 15 сантиметрам. Поскольку сам компрессорный двигатель на конце лопасти в том и другом случае будет иметь максимально достижимые параметры (не смысла где то ставить отличный движитель, а где то дрянной), то я сделал предположение, что и в случае сорокаместного аппарата давление и температура сжатого воздуха будет примерно такие же.
ПОЭТОМУ я очень приближенно просчитывал параметры того сорокоместного аппарата.
Такой предварительный просчет я всегда проделываю чтоб определить зону существования того или иного решения. Нет смысла вдаваться в мелочи самого исполнения конкретных узлов - уплотнения, подшипники, гидроприводы и прочие элементы. Вначале хотя бы просчитать потребную энергию для осуществления определенной работы, а потом бороться с потерями, повышать эффективность, снижать вес, повышать прочность и так далее.
А если Вы заметили, то я в своём посте №253 допустил, что я могу ошибаться и там же предложил просчитать это же Владимиру Александровичу.
Но как Вы сами заметили на конкретные вопросы, особенно когда предлагают это подтвердить конкретными цифрами упомянутый изобретатель ЛОПАЗОНТАЛЕТА отсиживается в кустах и напрочь забывает что кто то, что то, когда то задавал вопросы.

Сбивает с толку нетерпимость темперамента. Везде ощущается торопливость с выводами.

Вначале я очень корректно спрашиваю у собеседника те положения, которые мне не понятны. Потом пытаюсь выяснить, правильно ли я понимаю то или иное положение. А если я понимаю, что человек замкнулся в своем "величии" начинаю по дружески подшучивать. Ну уж если и это не действует, то начинаю зло шутить как например с коверканьем названия этого рассматриваемого НЕЛЕТАЙЛА.

Вот и сейчас, Владимир Александрович дает вам как вы же и просили, первые цифры для 4-х местного СВВП, а вы вернулись к первому проекту и уже напутали столько, что распутывать придется большим текстом и затратами временем.
Наверх 

Ничего я не напутал. Я просчитывал параметры того сорокаместного аппарата.
А что, первый вариант уже похоронен как несбыточный??????   ;D ;D ;D

 

[Anatoliy]

Когда есть беспокойство и вам об этом говорят, значит присутствует серьезный дискомфорт. Становится трудно быть доброжелательным, а специалисту сложнее быть исчерпывающе точным в своих оценках. 

Если специалист все досконально просчитывает, то он оперирует конкретными цифрами, и эмоции его или оппонентов ни коим образом не повлияют на математические результаты основанные на конкретных физических законах. Там где заканчиваются твердые убеждения или совокупность процессов затрудняет получение точных результатов приходится проводить эксперименты и испытания.
Ни первого, ни второго я не заметил у автора ВЕРТОЛЁТАЗОНТАМАХАЙЛА.

 

[Владимир Александрович]

Как и обещал, помещаю таблицу данных по 4-х местному СВВП.
В этом варианте НВЗТ имеет 6 лопастей при диаметре несущего винта 8,1м

 

[Anatoliy]

Например был вертолетик SO-1221 Djinn , с пневмоприводом НВ( от компрессора ТВД мощностью 245 л.сотбиралась часть воздуха и подавлась на сопла в концах лопасти). Отлично летал. при весе 360 пустого, взлетный был 800 кг. 

Ну и что за "убийственный" аргумент Вы привели?
А теперь по Вашему же аргументу ответьте.
1. Для чего на вертолете весом в 800 кг поставлен двигатель 245 л.с.?
2. Какую часть мощности в виде сжатого воздуха отбиралось от того могучего двигателя?
3. Куда была направлена та, оставшаяся часть мощности двигателя?
4. Почему мощность двигателя примерно равна мощности поршневых двигателей вертолетов с примерно таким взлетным весом?
Жду не дождусь аргументированных ответов.
Или как обычно не дождусь?

 

[Anatoliy]

Вот и сейчас, Владимир Александрович дает вам как вы же и просили, первые цифры для 4-х местного СВВП, а вы вернулись к первому проекту и уже напутали столько, что распутывать придется большим текстом и затратами временем. 

"Гриша друг", посмотрите внимательно что пишет автор ЗОНТОВЕРТЕЛКИ в посте №272.[highlight]252[/highlight] [highlight](Исправил)[/highlight]
А теперь скажите кто чего там напутал.
Если Вы так же невнимательно изучали все науки в школе, то не удивительно что у Вас в голове такая неразбериха.

 

[rtyuiop.400]

Для чего на вертолете весом в 800 кг поставлен двигатель 245 л.с.?

Вопрос неточен. Надо так: какой вертолет с движком в 245 л.с обладает грузоподъемностью в 440 кг???Далее, для того, чтобы сэкономить на редукторах , трансмиссии , хвостовом винте и тд, иначе со всей этой байдой вес пустого вертолета был бы уже не 360 кг а много больше. Соответсвенно взлетный тоже.(либо пришлось бы уменьшить нагрузку на пару сотен кг)

Плюс: двигатель и редукторы поглощают от 4 до 5% общей мощности силовой установки в случае газотурбинных двигателей и от 6 до 9% в случае поршневых. У газотурбинного двигателя потери в редукторе больше, так как больше его частота вращения и степень редукции должна быть выше, а у поршневого двигателя велики потери на охлаждение.
Рулевой винт потребляет от 7 до 9% общей мощности силовой установки вертолета, и около 2% составляют дополнительные потери мощности вследствие интерференции НВ и ХВ. Итого в обычном вертолете 15-20 %  мощности-в п...ду и плюс дополнительный вес от всей байды в виде редукторов и тд

Замечу что подобной грузоподъемностью( 122 % от своего веса) не обладают серийные вертолеты, а Джинн полноценный серийный вертолет.

2. Какую часть мощности в виде сжатого воздуха отбиралось от того могучего двигателя?

двигатель Turbomeca Palouste IV разработан специально как генератор сжатого воздуха

Длина:  (849 мм)
Диаметр: (450 мм)
Сухой вес (85 кг)

Расход воздуха на привод НВ-1,65 кг/cек

3. Куда была направлена та, оставшаяся часть мощности двигателя?

Толкала вертолет вперед

4. Почему мощность двигателя примерно равна мощности поршневых двигателей вертолетов с примерно таким взлетным весом?

См пункт №1.  Например Белл-206 имеет движок чуть сильнее- 320 л.с. Но его пустой вес уже 840 кг, а взлетный макс 1520. Нагрузка 680 кг. То есть 80% от веса пустого. , ане 122 % как у Джинна.
А дабы не отнимать мое время-поищите сами вертолеты с силовми установками в 200-300 л.с и посмотрите их весовую отдачу

 

[Kimon]

Как и обещал, помещаю таблицу данных по 4-х местному СВВП.

Поразительно рекордные характеристики! Ню-ню! Что далее?

 

[Владимир Александрович]

За сутки написано много мнений с цифрами. Я даже не ожидал такой активности в решении вопроса - сколько же мощности потребуется, чтобы поднять аппарат в воздух. В дело пошел даже жидкий воздух.
Неожиданным было и смешение первого проекта со вторым. В то время как в этот момент был приведен общий вид именно 4-местного аппарата и вопросы были заданы по нему. Естественно, и первые цифры были даны к нему. Так и было написано - "для этого проекта". 
Самым реалистичным на мой взгляд оказался А.Б. Он совершенно справедливо сослался на успешный опыт применения реактивно-компрессорного привода на французском вертолет SO-1221 "Джин". И по данным этого вертолета: Мощность СУ - 245л.с. G[sub]взл[/sub]=800 кг (а ведь это даже не эксперимент, а реальный опыт эксплуатации) можно было практически очень точно ответить на поставленный вопрос.
Сейчас, чтобы удовлетворить реплики каждого участника надо затратить слишком много времени.
Поэтому я просто опишу "как это было...", и каждый сможет понять в чем отличие с его точкой зрения.
Больше всего, конечно, завалов у Анатолия. Хоть он и признает, что не боится оказаться трижды неправым. Но если он в своем "ЭВЕРЕСТЕ" решает технические задачи подобным образом, то это вызывает законные опасения за качество разработки.

Далее все рассуждения касаются 4-х местного СВВП с расходом сжатого воздуха на винте 2,4 кг в секунду, но полностью применимы и к первому проекту где расход воздуха в системе упоминался при его обсуждении - 22 кг в секунду.

Надо четко понимать, что формула тяги для концевого сопла в точности соответствует формуле тяги ВРД и здесь эта формула была приведена одним из участников ( не могу посмотреть - другая страница).
И когда Анатолий говорит, что надо учесть затраты на разгон каждой элементарной массы потока в канале до окружной скорости, он ,очевидно, не знает, что формула тяги уже учитывает эти затраты и это проявляется в пропорциональном снижении тяги концевых сопел. В данном случае значение суммарной потребной тяги концевых сопел в 907,4Н (92,5 кг) получено именно так.
Как произведение тяги на окружную скорость Анатолием подсчитана мощность N = 907,4*210= 190554Вт или 190,6 кВт. Правильно. Здесь надо было только сделать акцент на то, что это потребная мощность на несущем винте, использование которой как раз и позволяет получить вертикальную силу тяги с некоторым запасом в 20800Н (2120кГс) при максимальной взлетной массе 1950кг.
Но ведь пока эта потребная мощность сработается в виде полезной силы тяги она должная пройти большой путь от источника мощности до среза сопла потеряв значительную часть первоначальной величины. Эти потери характеризуются общим КПД[sub]р[/sub] =КПД[sub]тр[/sub]*КПД[sub]вн[/sub], т.е. равным произведению КПД тракта и внешнего КПД.
КПД[sub]тр[/sub] учитывает совершенство воздухоподающего тракта и для средненагруженных систем обычно остается в пределах 0,8-0,9.
КПД[sub]вн[/sub]=2/(c/u+1) аналогичен полетному КПД и учитывает соотношение между скоростью истечения из сопла - с и окружной скорость конца лопасти u.  Его стараются удержать на уровне хотя бы 0,5.
Отсюда наиболее реальный общий КПД реактивно-компрессорного привода 0,40-0,45.
Возьмем для нашего расчета  значение 0,42 и учтем 8% затрат на эжекторное сопло путевого управления.
Тогда располагаемая мощность сжатого воздуха на входе в систему должна быть:
N[sub]расп[/sub]=(190,6/0,42)*1,08 = 495,3 кВт (673,6л.с.)
С этой мощностью СВВП  с максимальной массой 1950 кг взлетит вертикально.
И вот тут кроется еще один ответ еще на один вопрос - почему выбирается такая высокая крейсерская скорость и нагрузка на крыло, соответствующая магистральному самолету.
Дело в том, для получения такой скорости у рассмотренного СВВП с аэродинамическими обводами чистого самолета для этих скоростей требуется примерно такая же мощность, т.е. имеем почти идеальный баланс мощностей для вертикального взлета и крейсерского полета.
Это очень существенный момент, достигнуть которого в других схемах очень не просто.       

 

[Anatoliy]

Да вы не с того конца считате!!!! Если считать [highlight]от вала[/highlight] то да! 5000-5500 л.с надо !. А если считать [highlight]по тяге с конца лопасти[/highlight] -это совсем другое!!!!

Как бы Вам так объяснить, что бы Вы не обиделись.

Постараюсь сначала на словах.

Представим себе этакий главный редуктор несущего винта с диаметром зубчатого колеса равным 0,2 метра. И теперь начнем его раскручивать шестерней с диаметром в 0,05 метра. И пусть окружное усилие на зубчатое колесо будет равно 1000 Ньютон. Предположим, что скорость вращения несущего винта составит 10 оборотов в секунду.
Посчитаем крутящий момент:    М=1000*0,1=100Нм.
При этом окружная скорость на зубцах колеса составит 6,28 м/с.
Мощность потребная для такого вращения будет равна:   N=1000Н*6,28м/с=6280 Ватт.

Теперь изменим привод на несущий винт [highlight]"от вала"[/highlight] (как Вы выразились) на привод [highlight]"по тяге с конца лопастей"[/highlight] ( по Вашей терминологии).

Берем диаметр несущего винта равный 8 метров и насаживаем на кончики его лопастей теоретически невесомое зубчатое колесо диаметром равным 8 метров. При этом диаметр шестерни так же увеличится в 40 раз до 2 метров. Не пугайтесь таких размеров увеличенного редуктора - это только теоретические измышления.
Что бы вращать это сооружение с прежними оборотами необходимо приложить все тот же момент сил 100Нм, но усилие действующее на это уже большое зубчатое колесо станет меньше в 40 раз и равное 25 Ньютонов.
При этом окружная скорость на зубцах колеса составит 251,2 м/с. На концах лопастей такая скорость, если Вы успели сообразить.
Мощность потребная для такого вращения будет равна:   N=25Н*251,2м/с=6280 Ватт.

Теперь мы видим, что мощность для вращения несущего винта со скоростью 10 оборотов в секунду от перемены места приложения силы не изменилась.

А теперь зададим себе вопрос. А зависит ли эта мощность от того как родилась та сила, которая привела во вращение этот несущий винт - от ведущей шестерни передающей усилие в 25 Ньютон от поршневого двигателя  или от реактивного двигателя с тягой 25 Ньютон на конце лопасти?

И ещё я хочу что бы  Вы задумались над таким фактом.

Неужели в серьёзных вертолетный КБ все без исключения инженеры дали клятву проклятым нефтемагнатам в том, что они сделают все возможное, чтобы все вертолеты в мире сжигали непомерно много нефтепродуктов для увеличения прибыли нефтяной мафии?
Или Вы считаете что там в КБэшках сидят полные идиоты которые ставят двигатели с мощностью 4000л.с., что бы оторвать от земли вертолет Ми-17В-1 весом в 13 тонн?

 

[Anatoliy]

См пункт №1.Например Белл-206 имеет движок чуть сильнее- 320 л.с. Но его пустой вес уже 840 кг, а взлетный макс 1520. Нагрузка 680 кг. То есть 80% от веса пустого. , ане 122 % как у Джинна.
А дабы не отнимать мое время-поищите сами вертолеты с силовми установками в 200-300 л.с и посмотрите их весовую отдачу 

Уважаемый "А.Б." Я это прекрасно знаю.
Но вопрос был в другом.
Утверждалось некоторыми, что для вращения несущего винта с помощью реактивных двигателей на концах лопастей требуется на порядки меньше мощности.
Вот в чем вопрос.
И автор рассматриваемого САМОЗОНТОВЕРТА наградит своё детище мощностью на несущем винте в 5% от требуемой.

И ещё замечание по поводу грузоподъемности.

Считаем рассматриваемый четырехместный ЛОПАВЕРТОСАМ  Взлетный вес 1950 кг, а коммерческая нагрузка 300кг.
Итого 15,4 %.
Великолепный результат.
Можно все вертолеты выбрасывать на свалку.