Кто может сделать импеллер?

[Ромашчандр]

По моему вы занимаетесь троллингом, просили формулы.? Получили! Считайте!

 

[Anatoliy.]

По моему вы занимаетесь троллингом, просили формулы.? Получили! Считайте!

Да не получил я формулы КПД.
В ссылке какие то квадратики.
Я же предоставил скрин того что прислали в качестве поучения.
Но дело не в том, что конкретная ссылка открывается не корректно.
Это я всё прочитал давно до создания своей программы расчета воздушного винта.
Нет четкого определения как понимать этот самый КПД воздушного винта.

Я так понимаю.
Есть реальный воздушный винт.
У него большая куча и маленькая тележка всевозможных потерь.
Есть идеальный воздушный винт со 100 % КПД.
Какое моё дело сколько там процентов распределилось по разным потерям и при чем тут увеличение диаметра?
Мне интересна конечное, суммарное значение КПД как характеристика совершенства изготовленного воздушного винта.
И если этот КПД будет на мой взгляд недостаточным, то я тогда закопаюсь в конкретные составляющие потерь.
Там я буду искать как отлакировать и отполировать лопасти, начну мудрить с законцовками лопастей, их формой, профилем и прочими причинами низкого значения КПД.

Так вот ключевая задача, это понять что есть из себя тот идеальный воздушный винт с КПД = 100 %, которого не существует в реальном мире, но он существует в физике и математике.

И еще замечание.
Вы употребили термин "Троллинг".
Почему Вы считаете желание разобраться в сущности вопроса троллингом?
Или всё на что Вы не в силах ответить является троллингом?

 

[Malish]

Это как получается, если увеличивать диаметр воздушного винта, то КПД будет не то что стремиться к 100 %, а вообще может превысить эти 100 % при стремлении диаметра к бесконечности.
Какая то ерунда получается.
Вам это не кажется?

Будет "стремиться" - это не значит что достигнет 100%. По определению(законов Физики) невозможно достичь 100% КПД, всегда будут где-то и какие-то потери, некоторые из которых можно вычислить, а некоторые нельзя. Поэтому и создавали НИИ как ЦАГИ, что-бы на практике проверить точность расчётов или их корректировать. Поэтому некоторые коэффициенты и их величины были взяты из практических исследований и мы должны их использовать "по умолчанию"...
Если написано, что правильно рассчитанный и хорошо сделанный ВВ будет иметь КПД 80%(0,8), то зачем нам знать какой ВВ может иметь 100% КПД если такого просто быть не может...

 

[Anatoliy.]

Если написано, что правильно рассчитанный и хорошо сделанный ВВ будет иметь КПД 80%(0,8), то зачем нам знать какой ВВ может иметь 100% КПД если такого просто быть не может...

Скажите, пожалуйста, как можно утверждать, что воздушный винт правильно рассчитан и хорошо изготовлен?
С точки зрения метрологии это бессмысленное утверждение.
На этот ответ будет влиять известность фирмы изготовителя, наличие присутствия некого ученного мужа из НИИ или ЦАГИ или для этого достаточно быть хорошим парнем с золотыми руками?

Вы же сами знаете, что воздушный винт имеет разные значения КПД в зависимости от скорости набегающего воздушного потока и с ростом скорости КПД падает до нуля.
Когда он достигнет этого нуля (выродится) и при какой скорости?
Или опять надо бегать за самолетом с динамометром в руках?

Я так понимаю, что разговор идет не разных языках.

То что в реальном мире нельзя достигнуть 100 % КПД это знают все, и даже я.
Но как тогда определить достоверность самого значения 80 % ?
Это относительно чего 80% ?
Ясно дело, относительно тех 100 %.
А у чего эти 100 % ?
Опять таки ясно, у идеального воздушного винта без потерь, которого, как я уже писал, не существует в реальном мире, но существует в математике.
Вот и спрашиваю что есть из себя этот математический образ 100 % воздушного винта.
Вопрос вроде задан предельно просто и ясно.
А ответы какие то не по делу.

 

[Антон Алексеев]

Так вот ключевая задача, это понять что есть из себя тот идеальный воздушный винт с КПД = 100 %, которого не существует в реальном мире, но он существует в физике и математике.

Ну если Вы для себя хотите разобраться, то идеально-абстрактный ВВ это чёрный ящик в виде цилиндра, у которого с одного торца воздух находится в покое, а из другого торца строго перпендикулярно истекает со скоростью v. При этом кинетическая энергия E=m*V^2/4, переданная истекающему воздуху равна механической энергии, подведённой к черному ящику.

 

[Anatoliy.]

Ну если Вы для себя хотите разобраться, то идеально-абстрактный ВВ это чёрный ящик в виде цилиндра, у которого с одного торца воздух находится в покое, а из другого торца строго перпендикулярно истекает со скоростью v.

Что то близко к ответу за некоторыми оговорками.
Я то давно знаю что есть из себя тот идеальный воздушный винт.

Теперь по Вашему сообщению.
Да, это тот черный ящик из которого истекает некий поток.
Но в полном виде на входе черного ящика воздух входит с одной скоростью, а истекает с другой скоростью.
Сам черный ящик за счет подведения энергии извне сообщает дополнительную скорость входящему потоку воздуха.
Граница черного ящика со стороны истекающего потока проходит по плоскости вращения задних кромок лопастей и тулить некую скорость на расстоянии пол диаметра за винтом нет никакой необходимости.
А у ВВ в канале (в импеллере) эта граница проходит по плоскости среза сопла (конца воздушного тоннеля).
Для идеального ВВ (черного ящика) совершенно безразлична скорость вращения, форма и количество лопастей и углы установок лопастей.

Зная секундный расход воздуха через черный ящик и зная приращение скорости потока можно точно определить тягу такого черного ящика.
Всё строго по Ньютону.

А дальше всё просто.
На производство данной тяги требуется черному ящику вот столько мощности, а для реального воздушного винта потребуется большее количество мощности.
Отсюда считается точно то значение КПД воздушного винта.

Теперь понятно, что диаметр ВВ тут ни при чем,

А дальше копаемся в самих процессах происходящих на лопастях не забывая об индуктивном сопротивлении лопастей которое поможет дать ответ при какой скорости полета будет какой КПД воздушного винта (его тяга) и при какой скорости наступит вырождение ВВ.

Вот зная это можно проектировать хоть воздушный винт, хоть несущий, хоть винт в кольце, хоть импеллер.
Для всех их одни и те же законы.

Да, уточняю, Ваша формула:

При этом кинетическая энергия E=m*V^2/4,

Не совсем верная (делят не на 4, а на 2) и приведена не к месту.
Воздушный поток постоянно движется через черный ящик и применить некую конечную массу не представляется возможным.

 

[KAA]

Примечательно то, что детские вопросы относительно КПД ВВ здесь задаёт форумчанин давно взявшийся просвещать форум по теме проектирования ВВ!
Но есть подозрения, что он пытается опять развести здесь бурные дебаты на околовинтовую тему, ибо соскучился по ним, пребывая в бане по той же причине.

 

[Anatoliy.]

Примечательно то, что детские вопросы относительно КПД ВВ здесь задаёт форумчанин давно взявшийся просвещать форум по теме проектирования ВВ!

Это хорошо или плохо?

Есть вопрос.
Кто то дает ответ правильный, а кто то ошибочный.
Почему многим можно высказывать своё мнение, а мне запрещено?
Вы то сами знали, как определить КПД воздушного винта?
Если не знали, то чего возмущаетесь?
Теперь будете знать.

Если Вы не согласны, то можете озвучить свой вариант.

Вы заметили сколько глупостей по этому поводу здесь успели оставить форумчане?
Или Вы знаете где и в каком учебнике точно написано как правильно определить то суммарное значение КПД ?
Как видите это далеко не детские вопросы.

То что недавно выложили из какого то источника не в счет по причине отсутствия здравого смысла, скатясь к рекомендациям увеличения диаметра воздушного винта для повышения КПД.

Лично меня такие источники "знаний" не вызывают стопроцентного доверия.

 

[KAA]

Как определить знал. И в институте что-то рассказывали, и читал книги Юрьева и Александрова "Воздушные винты"...Желающим углубиться в тему, лучше изучать её по трудам академиков.
Определение КПД ВВ укладывается в 2 строчки-это отношение мощности развиваемой воздушным винтом к мощности потребляемой воздушным винтом, где развиваемая мощность, это произведение тяги ВВ при данной скорости полёта на эту скорость (в соответствии с законами механики). Это всё, что надо знать конструктору! 🧐 Чтобы определять экспериментально, нужно мотораму к конструкции планера закрепить через тензодатчики, считать и суммировать их показания.

 

[zov]

Коллеги, если речь идёт именно о КПД винта, а не всей силовой установки, то определить его не так уж сложно. Только сначала нужно понимать, что КПД винта нужно рассматривать в составе транспортного средства на котором этот винт установлен.
Теперь, зная шаг и обороты вычисляем теоретический предел скорости, то есть ту скорость, если бы винт ввинчивался в твёрдую среду. Допустим получили 100км/ч.
Затем садимся в ЭТОТ транспорт и смотрим какую реальную скорость мы разовьем на тех же оборотах. Допустим это будет 80км/ч. - КПД нашего винта в составе ЭТОГО транспорного средства 80%.
Конечно, тут не все потери учтены, но точность определения КПД вполне достаточная.
Прежде всего нужно учитывать потери на нагревание воздуха. Конечно изменение температуры мизерное, но учитывая большой объем нагреваемого воздуха, то потери окажутся существенными.

 

[zov]

Думаю по этой же методике можно посчитать и КПД импеллера. А если измерить температуру на входе и сравнить с те пературой на выходе, то точность будет по-выше.

 

[Ромашчандр]

математический образ 100 % воздушного винта.

Такой винт должен вести себя в воздухе как штопор в пробке. Т. Е. Переводить приложенную силу на 100% относительно окружающей среды

 

[Malish]

Думаю что достаточно поговорили о КПД ВВ и вентиляторов, пора вернутся к теме о конструкции Вентиляторной СУ.
Мы ранее говорили о форме лопаток вентилятора современного двухконтурного ТРД и почему нет смысла повторять их "замысловатую" форму на вентиляторных СУ рассчитанных для использования на относительно малоскоростных лёгких ЛА. Здесь хорошо описано почему лопатки современного двухконтурного ТРД имеют такую "причудливую" форму:

https://studbooks.net/2380202/tehnika/ventilyator_trdd_osnovnye_trebovaniya_predyavlyaemye_konstruktsii

Лопатки вентиляторов для лёгких и малоскоростных ЛА никогда не будут работать в таких условиях(на сверхзвуковых скоростях) поэтому им такая форма не нужна.
К тому-же ширина лопатки и их количество будет разы меньше лопаток вентилятора ДТРД в связи с тем что вентиляторная СУ для легкого ЛА использует двигатель мощностью только в сотни ЛС, а ДТРД "выдаёт" тысячи(а то и десятки тысяч) ЛС.
Поэтому количество лопаток вентилятора для лёгкого ЛА обычно бывает от 5 и до 9 и они обычно узкие и по форме больше похожи на лопасть обыкновенного винта.
Для сравнения вентилятор современного двух контурного ТРД:

И вентилятор лёгкого ЛА:

 

[zov]

Да, Malish, более чем достаточно. Остался самый главный вопрос: " Кто может изготовить импеллер?"🤣🤗

 

[Anatoliy.]

Определение КПД ВВ укладывается в 2 строчки-это отношение мощности развиваемой воздушным винтом к мощности потребляемой воздушным винтом, где развиваемая мощность, это произведение тяги ВВ при данной скорости полёта на эту скорость (в соответствии с законами механики). Это всё, что надо знать конструктору!

Да, тяжелый клинический случай.
Скажите, пожалуйста, как определить мощность развиваемую несущим винтом в режиме зависания?
Раз несущий винт висит неподвижно в воздухе, то он не развивает никакой мощности для перемещения ни себя, ни того, что к нему прицеплено.
Стало быть у несущего винта в этом случае КПД = 0.
А чем несущий винт отличается от воздушного винта?
Да ничем.
Но куда же уходит мощность приложенная к лопастям ВВ ?
Ясен пень, к отбрасываемому воздуху.
Вы, батенька, путаете КПД воздушного винта с затратами мощности для перемещения массы вдоль направления движения.
С такими знаниями типа:

в институте что-то рассказывали

Вам как самоделкину (не конструктору) остается только повторять чужие конструкции используя кучу коэффициентов когда то определенных для их конкретных конструкций.
С такими представлениями не возможно стать конструктором.
В лучшем случае такой человек сойдет за мальчонка, который играет в кубики из детского набора Юный строитель и в мыслях представляет то ли замок, то ли паровоз, то ли самолет.
Печально.

Но вот беда то какая.
И несущий винт и воздушный винт характеризуются Коэффициентом Полезного Действия по перемещению воздуха (отбрасывания воздуха).
А уж дальше по Ньютону эти отбрасываемые массы математически преобразуются в тягу оных невзирая на то, движется ли воздушный винт в воздухе или только фырчит перед разгоном для взлета, висит ли вертолет неподвижно в воздухе или перемещается в режиме косой обдувки.

 

[Malish]

Да, Malish, более чем достаточно. Остался самый главный вопрос: " Кто может изготовить импеллер?"🤣🤗

Ну для начала должно быть ТЗ, от этого будет зависеть какой должна быть эта СУ. А уже потом искать тех кто сможет её сделать. Может Вам её самим придётся собирать из компонентов заказанных у разных подрядчиков, а частично что-то делать самим. Мы таким образом делали нашу вентиляторную СУ.

 

[Ромашчандр]

Ну тролль же, не.

По конструкции вентилятора вопрос? Возможны двухступенчатые системы? Или же не будет эффекта, т. К. Двигатель не переварить все это количество ступеней.

 

[zov]

Для импеллера это будет не только бесполезно, но и вредно.🤗

 

[Anatoliy.]

По конструкции вентилятора вопрос? Возможны двухступенчатые системы? Или же не будет эффекта,

Для чего делают импеллеры?
1. Что бы снизить уровень шумов.
2. Что бы разместить его внутри конструкции.
3. Что бы повысить безопасность при аэродромном маневрировании.
4. Что бы визуально подменить газотурбинный двигатель.
5. Что бы ... (можно вписать еще несколько причин)

Но во всех случаях от импеллера требуется получить силу тяги.
Как создается тяга у импеллера.
Тут предложили представить импеллер в виде черного ящика в виде цилиндра в передний торец которого входит воздух, а из заднего торца выходит тот же воздух с большей скоростью.

А тяга будет строго зависеть от произведения секундного расхода воздуха и приращения скорости приданного воздуху.
Если посмотреть на воздушный винт с тем же количеством лопастей как у импеллера и с тем же диаметром, то при подведении определенной мощности он будет обладать определенной тягой.
Это почти похоже на поведение импеллера.
Вот только у импеллера будут дополнительные потери за счет трения воздуха о стенки туннеля.
Задача состоит в том, чтобы придать лопастями определенное приращение скорости воздуха внутри тоннеля.
Как и у воздушного винта у импеллера удельная тяга будет уменьшаться с уменьшением диаметра вентилятора.
Придется увеличивать подводимую мощность для создания приемлемой тяги.
Это уже на вкус конструктора, что ему важнее, внешний вид или экономный режим полета.
Тут есть прекрасный пример такого решения у Malishа.
И для того чтоб получился приличный полет тот самолет сделан максимально обтекаемым, что облегчило задачу с потребной мощностью..
Конечно можно побороться за тот самый КПД импеллера.
Но вот есть такая сумасбродная идея применить у импеллера сопло с изменяемым диаметром на подобии современных реактивных двигателей.
Импеллер больше похож на осевой одноступенчатый компрессор и скорее всего такое сопло может дать некое приращение тяги и несколько увеличить скорость полета.

Что касается двухступенчатого импеллера, то как писали чуть раньше это не даст ни какого положительного эффекта.
Если у открытых соосных воздушных винтов и соосных несущих винтов наблюдается прирост тяги примерно на 10 - 14 %, то это происходит за счет подсоса внешнего воздуха задним винтом из за ометаемой площади переднего винта.
Так вот у импеллера не будет такого подсоса, а потери на всякое трение и особенно на индуктивное сопротивление лопастей существенно ухудшат результат.
Другими словами упадет удельная тяга.

 

[KAA]

Теперь, зная шаг и обороты вычисляем теоретический предел скорости, то есть ту скорость, если бы винт ввинчивался в твёрдую среду. Допустим получили 100км/ч.
Затем садимся в ЭТОТ транспорт и смотрим какую реальную скорость мы разовьем на тех же оборотах. Допустим это будет 80км/ч. - КПД нашего винта в составе ЭТОГО транспорного средства 80%.
Конечно, тут не все потери учтены, но точность определения КПД вполне достаточная.

Олег, это оригинальная версия, но результат, который я прикинул по реальным данным, значительно отличается от расчётного и возможного. Получается, что винт СДВ-1 с шагом Н=1, 235 м при скорости 200 км/ч и 2750 об/мин имел КПД около 100% на нашем с-те "Авангард"?

Ну тролль же, не.

Естессно, но послание № 86 было содержательным, а предыдущие -маниакальный трёп.

Вам как самоделкину (не конструктору) остается только повторять чужие конструкции используя кучу коэффициентов когда то определенных для их конкретных конструкций.
С такими представлениями не возможно стать конструктором.

Ха-ха! Недавно по 1-му каналу ТВ, показывали рекламу аэролодок "Север", движимых винтами моей и Ш. Исмагилова разработки (я их аэродинамическим проектированием занимался), и производимых сотнями экземпляров, чего вы ни сейчас, ни когда либо не продемонстрируете. Ваш удел-маниакальное проповедование на форуме.
Malish , прошу прощения, но сдержаться не мог, видя маньяка.