Вентиляторные СУ, вентилятор в воздушном канале(ducted fan)

[Malish]

Есть книга "Эжекционные усилители тяги", там говорится как можно ещё добавить 20 -30 % к эффективности импеллера если заменить ГТД на высоконапорный поток импеллера.
В файловом архиве была эта книга.

По этому вопросу к Хенрику, это одна из его тем.
То что я знаю(где-то читал), эжекторы на вентиляторной СУ работать не будут..., да и в "живую" на вентиляторах я их никогда не видел.

 

[свободник]

...с расположением в потоке опорных кронштейнов двигателя какая то не понятка. похоже какая то крутка у них есть...

...похоже это и есть спрямляющий аппарат и по совместительству "моторама".

Если есть какие-либо лопасти держащие "сердцевину", то грех ими не воспользоваться как спрямляющими, потому как это халявная прибавка тяги без затрат энергии
У судостроителей в учебниках довольно подробно описаны кольцевые насадки на пропеллер. Касаемо спрямляющих аппаратов есть такие картинки.

Сами насадки профилированные выпуклой частью внутрь, а наиболее популярный профиль насадок, как мне показалось, NACA 4415.

 

[Malish]

Если есть какие-либо лопасти держащие "сердцевину", то грех ими не воспользоваться как спрямляющими, потому как это халявная прибавка тяги без затрат энергии
У судостроителей в учебниках довольно подробно описаны кольцевые насадки на пропеллер. Касаемо спрямляющих аппаратов есть такие картинки.
Посмотреть вложение 524617
Сами насадки профилированные выпуклой частью внутрь, а наиболее популярный профиль насадок, как мне показалось, NACA 4415.
Посмотреть вложение 524618

Всё это правильно если винт фиксированного шага, а если ВИШ то и у спрямляющего углы установки тоже должны меняться.

 

[.]

То что я знаю(где-то читал), эжекторы на вентиляторной СУ работать не будут..., да и в "живую" на вентиляторах я их никогда не видел.

Наверно все в том, что таких тягонагруженных импеллеров как у Вас не строятся, в этом они приближаются к ГТД, а там сейчас два их вида используются во всю.
Меня мучают сомнение, что поток за винтом дополнительно теряет энергию не только из -за закручивания, но из-за того что образуются области пониженного давления между самим потоком и стенками кольца, которая тем сильней действует на поток, чем он больше имеет скорость. И если в маленьких импеллерах, это не существенно, то в больших это важно. А дав возможность уже за винтом присоединится дополнительному воздуху, как раз решается эта проблема.

 

[Иванов]

Есть книга "Эжекционные усилители тяги", там говорится как можно ещё добавить 20 -30 % к эффективности импеллера если заменить ГТД на высоконапорный поток импеллера.
В файловом архиве была эта книга.

Если речь идёт о движителе ЛА, то Импеллер и высоконапорный - это антагонистические понятия.
Импеллер высокорасходный. Напорность у него незначительная - 0,1-0,15.

 

[.]

Если речь идёт о движителе ЛП, то Импеллер и высоконапорный - это антагонистические понятия.
Импеллер высокорасходный. Напорность у него незначительная - 0,1-0,15.

Да правильно. оговорился.

 

[Malish]

Наверно все в том, что таких тягонагруженных импеллеров как у Вас не строятся, в этом они приближаются к ГТД, а там сейчас два их вида используются во всю.

Посмотреть вложение 524631

Посмотреть вложение 524632

Я бы не сказал что наш вентилятор сильно нагруженный, в любом случае эжекторы эффективны там где высокая скорость потока газов(воздуха), а на вентиляторе с приводом от ДВС(маломощного по сравнению с турбиной) скорость этого потока не большая(относительно сопла ГТД).

 

[.]

Я бы не сказал что наш вентилятор сильно нагруженный, в любом случае эжекторы эффективны там где высокая скорость потока газов(воздуха), а на вентиляторе с приводом от ДВС(маломощного по сравнению с турбиной) скорость этого потока не большая(относительно сопла ГТД).

Я имел ввиду что эжектор нужен для устранения областей пониженного давления за винтом в длинных воздуховодах. А добавочная тяга от дополнительного воздуха это вторично.

 

[Malish]

Я имел ввиду что эжектор нужен для устранения областей пониженного давления за винтом в длинных воздуховодах. А добавочная тяга от дополнительного воздуха это вторично.

Если я правильно Вас понял, то это ошибочное заявление. Я прилагал литературу где об этом говорится - нельзя для вентилятора использовать какие-то вторичные
входы в воздушный канал воздухозаборника, как это иногда делают с ТРД. Почему? Почитайте мой перевод в ответе №113

 

[Malish]

Я имел ввиду что эжектор нужен для устранения областей пониженного давления за винтом в длинных воздуховодах. А добавочная тяга от дополнительного воздуха это вторично.

Посмотреть вложение 524639

Странно - откуда там появится зона пониженного давления?

 

[JohnDoe]

Я имел ввиду что эжектор нужен для устранения областей пониженного давления за винтом в длинных воздуховодах. А добавочная тяга от дополнительного воздуха это вторично.

Посмотреть вложение 524639

Эжектор увеличтвает тягу за счёт присоединения дополнительной массы воздуха, но одновременно снижается скорость результирующего, смешанного потока. Те в данном случае это не имеет смысла.
Имху

 

[JohnDoe]

нельзя для вентилятора использовать какие-то вторичные
входы в воздушный канал воздухозаборника, как это иногда делают с ТРД. Почему?

Потому что в трд струя имеет избыточную скорость относительно скорости полета ЛА. Это потери. Называются кинетические потери струи. Т. Е. Эжектор в нккоторых случаях, режимах оправдан на трд. На вентиляторной СУ я применению эжекторов не вижу особо.
Имху

 

[.]

Потому что в трд струя имеет избыточную скорость относительно скорости полета ЛА. Это потери. Называются кинетические потери струи. Т. Е. Эжектор в нккоторых случаях, режимах оправдан на трд. На вентиляторной СУ я применению эжекторов не вижу особо.
Имху

Так и здесь скорость потока в этом импеллере будет выше чем у Воздушного Винта, а это и есть то о чем Вы говорите. И чем выше скорость такого потока , тем больше потери. Регулируя объем подаваемого воздуха за вентилятор, мы снижаем потери, особа не затрачиваясь на это. Я же не предлагаю делать как ТРД, достаточно небольших объемов.

Странно - откуда там появится зона пониженного давления?

А она там есть. Все зависит от скорости потока и длины канала за вентилятором.

 

[Иванов]

Я имел ввиду что эжектор нужен для устранения областей пониженного давления за винтом в длинных воздуховодах. А добавочная тяга от дополнительного воздуха это вторично.

Посмотреть вложение 524639

Это представление ( картинка ) "не имеет места быть".
Тем и отличается канальный вентилятор от свободного пропеллера, что не образуется поджатие воздушной струи за пропеллером. Это даёт прирост тяги во всём рабочем диапазоне скоростей. Для этого и устанавливают пропеллер в канале.

Поджатие струи должно происходить "далеко за срезом сопла" ( за выходом из канала ). Тогда потери будут минимальными.
Если давление на выходе из канала сильно избыточно, по сравнению с атмосферным, ( более 0,1 - 0,2 ати) , то происходит расширение струи, что так же несёт потери тяги.

Так и здесь скорость потока в этом импеллере будет выше чем у Воздушного Винта, а это и есть то о чем Вы говорите. И чем выше скорость такого потока , тем больше потери. Регулируя объем подаваемого воздуха за вентилятор, мы снижаем потери, особа не затрачиваясь на это. Я же не предлагаю делать как ТРД, достаточно небольших объемов.

Почитайте немного ( по диагонали ) предлагаемую литературу. Вы избавитесь от многих "терзающих Вас смутных сомнений" и избавите аппонентов от "волнений"..

 

[JohnDoe]

Так и здесь скорость потока в этом импеллере будет выше чем у Воздушного Винта, а это и есть то о чем Вы говорите. И чем выше скорость такого потока , тем больше потери. Регулируя объем подаваемого воздуха за вентилятор, мы снижаем потери, особа не затрачиваясь на это. Я же не предлагаю делать как ТРД, достаточно небольших объемов.

Вот тут рядышком мы сообща пытались выяснить, почему PJ - II скорости не добирает. Одна из веосий - скорлсть истечения не дает. Т. К. Тяга это масслвый расход помноженный на разность склростей истечения и полета.

 

[.]

Это представление ( картинка ) "не имеет места быть".
Тем и отличается канальный вентилятор от свободного пропеллера, что не образуется поджатие воздушной струи за пропеллером. Это даёт прирост тяги во всём рабочем диапазоне скоростей. Для этого и устанавливают пропеллер в канале.

Поджатие струи должно происходить "далеко за срезом сопла" ( за выходом из канала ). Тогда потери будут минимальными.
Если давление на выходе из канала сильно избыточно, по сравнению с атмосферным, ( более 0,1 - 0,2 ати) , то происходит расширение струи, что так же несёт потери тяги.

Хорошо.
Скорость воздуха увеличивается за вентилятором? Увеличивается. Значит давление в потоке падает. Если давление падает, чем оно компенсируется в канале если он закрыт для внешнего воздуха. Не чем. Это и тормозит поток, пока давление и скорость не уравновесятся.

 

[Иванов]

Вот тут рядышком мы сообща пытались выяснить, почему PJ - II скорости не добирает. Одна из веосий - скорлсть истечения не дает. Т. К. Тяга это масслвый расход помноженный на разность склростей истечения и полета.

Скорости не добирает... Или тяги не достаточно? Или сопротивление немного превышает расчётное? Или... С какой стороны смотреть...

Скорость воздуха увеличивается за вентилятором? Увеличивается. Значит давление в потоке падает. Если давление падает, чем оно компенсируется в канале если он закрыт для внешнего воздуха. Не чем. Это и тормозит поток, пока давление и скорость не уравновесятся.

Распределение давления за вентилятором в канале...
Для прямого канала : Ed=1

 

[Malish]

Вот тут рядышком мы сообща пытались выяснить, почему PJ - II скорости не добирает. Одна из веосий - скорлсть истечения не дает. Т. К. Тяга это масслвый расход помноженный на разность склростей истечения и полета.

Скорости не добирает... Или тяги не достаточно? Или сопротивление немного превышает расчётное? Или... С какой стороны смотреть...



Распределение давления за вентилятором в канале...
Для прямого канала : Ed=1

Посмотреть вложение 524640

Про это мы уже обсуждали - расчётной крейсерской скорости "не добирает" потому-что основные стойки шасси полностью не убираются(не доделаны), а статическую тягу хотелось-бы увеличить только для улучшения взлётных характеристик(уменьшить дистанцию разбега).

 

[.]

не хочу быть занудой, но этот рисунок не чего не объясняет. Линии потока до вентилятора, каким образом поток САМ сужается перед ним? А в реальности он разве так выглядит? Дальше кромка входа, почему нет описания как поток его проходит. Чем более острее кромка, тем больше завихрения за ней (а их вообще нет). Об этом очень давным - давно Лапшин писал уважаемому Автору. Поэтому это место должно быть как можно округлее. За Винтом - ламинарное течение? При том на неопределенном расстояние от него. Потом соотношение потоков, по любому за винтом происходит сужение потока. примерно 70% от первоначального. Здесь его нет. И как раз в этом месте и образуется области пониженного давления.
Если бы Вы предоставили фотографию с таким течением, я бы согласился, а нарисовать можно что угодно. Но не стоит брать на веру что либо, лишь по тому что так нарисовано.
Ладно, не буду больше мешать.

 

[Иванов]

а статическую тягу хотелось-бы увеличить только для улучшения взлётных характеристик(уменьшить дистанцию разбега).

Есть и на такой запрос решение... Технология DDF: Double Ducted Fan (DDF)
http://www.personal.psu.edu/users/c/x/cxc11/papers/IPLC_2010_0052_Philadelphia.pdf

http://www.personal.psu.edu/faculty/c/x/cxc11/papers/Double_Ducted_Fan_0903_Detailed_Description.pdf

Так же, более "продвинутое решение - ADF: Adaptive Ducted Fan