Альтернативные варианты кинематических схем авиационных двигателей

[Сергей АА]

винтовой компрессор на 40 бар в с одноступенчатым сжатием, я сейчас его патентую и уже начал изготавливать. Он "отменит" поршневую машину.

Избавиться от потерь на сж и иметь м расширения с теплоакк пов. Привод тем что сбрасывает первая расширительная ступень...

Передача от турбины на компрессор может быть сложная.

 

[Сергей АА]

Не знаю что ответить, вы практически весь курс "термодинамики" предлагаете пересказать.

Спасибо и тому что прочли.
На полный ответ и не рассчитывал.

А по трындеть

Не откажусь.., боюсь только не найду ничего интересного для вас.
В железе ничего нет, не факт что до железа когда нибудь дойдет.
Да и нормально рисованием заняться...

 

[RVD]

Передача от турбины на компрессор может быть сложная.

Газу всё равно в чём расширяться, хоть в силовой турбине, хоть в поршневой машине. И турбины есть одноконтурные а есть двухконтурные. Нам во вторую дверь 😎

 

[Барада]

есть некоторые мысли на этот счет.

газу то конечно расширяться все равно где.
но если посмотреть на турбину привода в ГТД
то видно как инженерная мысль идет за расширяющимся газом.
во первых нет недостатка КШМ.
в турбине привода всегда один и тот же рычаг
к которому приложена сила давления, и он максимален.
по мере расширения газа падает давление,
чтобы сохранить силу - надо увеличить площадь
или рычаг. что и делается. лопатки больше и
больше радиус по мере падения давления.

сам привод в качестве машины расширения вылизан очень хорошо.
если его сравнивать с КШМ то разница это просто космос.
меня некоторые не особо развитые товарищи
пытались критиковать и за "рычаг" в ДВС и за "КПД" и его способы оценки
но!
"зачем глаза которые не видят?"

мысли на счет "потерь" при сжатии - компрессорные потери.
мы теряем только лишь тепло которое успевает излучиться
за время сжатия и до введения дополнительного тепла.

по сути газ мы используем как пружину.
мы сжали пружину. добавили тепло(твердость пружины)
и разжали пружину в приводе(машина расширения)
соответственно та работа которая потрачена на сжатие,
к нам вернулась при расширении за минусом потерь тепла.
что мы хотим выиграть в компрессоре, допустим
отводя заранее тепло (усугубив потери тепла)
нам легче сжать пружину, ровно на столько же
на сколько эта пружина потом меньше разожмется
в приводе. что мы выиграем?
правильно - ничего ;-) "компрессорные потери" потери ли это на самом то деле.

рабочее тело..
мы тепло вводим и нагревает газ как рабочее тело.
это азот. азот повышает давление (как результат ввода тепла)
и производит нам работу. но по мере расширения
в приводе давление падает, уменьшается сила вращающая привод.
но тепла еще очень много. что же делать?
а если добавлять второе рабочее тело, которое
имеет меньше удельную теплоемкость. т.е.
может забрать часть тепла у азота. и создать большее давление.
например аммиак. доставим аммиак растворенный в ледяной воде.
в 1 грамме воды растворяется 1 литр газообразного аммиака.
испаряя такую воду - аммиак будет высвобождаться забирая тепло
и возможно, создаст дополнительное давление.
по мере расширения газа можно добавлять и другие рабочие тела
с низкой теплоемкостью с целью поднять падающее давление в приводе...

 

[RVD]

...по сути газ мы используем как пружину.
мы сжали пружину. добавили тепло(твердость пружины)
и разжали пружину в приводе(машина расширения)
соответственно та работа которая потрачена на сжатие,
к нам вернулась при расширении за минусом потерь тепла.
что мы хотим выиграть в компрессоре, допустим
отводя заранее тепло (усугубив потери тепла)
нам легче сжать пружину, ровно на столько же
на сколько эта пружина потом меньше разожмется
в приводе. что мы выиграем?
правильно - ничего ;-)

Нет не так, газ можно сжать по политропе (или адиабате), а можно сжать по изотерме. Разница в работе на сжатие составит 30% Если в ВМТ разницу в температурах "выровнять", то на линии расширения можно получить на 30% больше мощности.
А вернуть параметры газа в выгодное нам состояние очень просто - подводя в точку расширения холодный и сжатый воздух, можно убрать из цикла систему охлаждения, и тогда холодный воздух "впитает" на себя температуру (теплоту) горячих стенок и поднимет себе температуру и давление (по сути в этом есть элементы когенерационного цикла), до тех цифр, которые могут быть получены от адиабатного сжатия.

Понятно, или не очень.

Вопросы есть, вопросов нет. 🤓

 

[Барада]

Нет не так, газ можно сжать по политропе (или адиабате), а можно сжать по изотерме. Разница в работе на сжатие составит 30% Если в ВМТ разницу в температурах "выровнять", то на линии расширения можно получить на 30% больше мощности.
А вернуть параметры газа в исходное состояние очень просто - подводя в точку расширения холодный и сжатый воздух, можно убрать из цикла систему охлаждения, и тогда холодный воздух возьмём на себя температуру (теплоту) горячих стенок и поднимет свою температуру и давление, до тех цифр, которые могут быть получены от адиабатного сжатия.

Понятно, или не очень.

вопросы есть!
это в теории только хорошо выглядит.
откуда у нас время на сжатие по изотерме?
мы не успеем с такой скоростью отводить тепло.
или нужно иметь какой-то специальный огромного размера
интеркуллер с большой площадью теплообмена.
чтобы за доли сек. убирать тепло и каким-то образом
потом его возвращать при расширении.
это сильно сложно.

добавлять сильно сжатый и холодный азот на расширении.
идея отличная. но это затраты на охлаждение, сжатие. как это сделать?
отдельный компрессор рядом дополнительный?
на фоне этого охлажденный и растворенный в воде аммиак выглядит
элегантнее.

 

[RVD]

.

добавлять сильно сжатый и холодный азот на расширении.
идея отличная. но это затраты на охлаждение, сжатие. как это сделать?
отдельный компрессор рядом дополнительный?
на фоне этого охлажденный и растворенный в воде аммиак выглядит
элегантнее.

Вот я как раз компрессор с изотермическим сжатием для этого и делаю.

 

[Барада]

Вот я как раз компрессор с изотермическим сжатием для этого и делаю.

чтобы потом полученный сжатый азот добавлять
в турбину привода за первую ступень? где газ уже расширился но еще очень горячий,
чтобы за счет увеличения массы рабочего тела поднять давление?
не понимаю. будет ли выигрыш?
затраты на сжатие все равно же будут

 

[RVD]

чтобы потом полученный сжатый азот добавлять
в турбину привода за первую ступень? где газ уже расширился но еще очень горячий,
чтобы за счет увеличения рабочего тела поднять давление?
не понимаю. будет ли выигрыш?
затраты на сжатие все равно же будут

У меня нет ни времени ни желания на пояснения, когда опубликуется материал, тогда и поговорим.

 

[Барада]

ждем материал. очень интересно

 

[surok1]

То что вы Сергей говорите уже пытался в свое время делать Ибадуллаев. Сделать можно, но на этом пути стоят непреодолимые преграды. В существующих двигателях да, в районе ВМТ происходит тепловыделение, тогда как момент требуется в другом, и совмещать эти два фактора на самом деле нет острой необходимости.

Какие-то извините, мантры. - Успокойся. Непреодолимые преграды. Нет необходимости... КПД никому не нужен. Будь проще. Вот тебе чупа-чупс и не отвлекай серьёзных людей.

 

[L270767]

Weiterleitungshinweis

Поршневым конец? Или значительный расход топлива?

 

[JohnDoe]

Weiterleitungshinweis

Поршневым конец? Или значительный расход топлива?

Обычный, давно известный бесклапанный пуврд U-схемы. У нас, например, в Казани, производятся летающие мишени с такими

 

[KarnoKul]

Насчёт коленвала... алюминиевого... идеи лёгкого, полностью алюминиевого двигателя, хотя ряд рациональных решений, пусть и технологических, там есть.

Пример изготовления и "испытания" алюминиевого коленвала. Интересно.
Яндекс — поиск по видео

Ещё бы где увидеть коленвал из магниевого сплава — представляется, что магниевый "ударные нагрузки" держит лучше.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Ещё бы где увидеть коленвал из магниевого сплава — представляется, что магниевый "ударные нагрузки" держит лучше.

Даже не знаю что и сказать. Тянет народ на экстремальные дела.

 

[Антон Алексеев]

Даже не знаю что и сказать. Тянет народ на экстремальные дела.

Они не знают, что такое горящий магний и как он тушиться...

 

[Stak]

Если уж и говорить об использовании воды в качестве компонента моторного топлива то тогда нужно вспомнить про КАС (Карбамид аммиачно-селитренный водный раствор). Данной темой активно занимался Андрей Макаров из Барнаула у него есть хорошие наработки по данной теме.
В 2015 году нам пришлось участвовать в НИРовской теме по силовым установкам для БПЛА. Как я уже писал, на других ветка, победил ЦИАМ со своим электродвигателем с питанием от водородного топливного элемента. Тема эта была в интересах людей в погонах для работы в Сирии. Как там "водородные" БПЛА победили игиловцев вы и без меня знаете. От нас требовались гибридные силовые установки. Я покажу только принципиальные схемы 2-х таких установок, всё равно они не приняты. Первая схема с использованием ПДП-двигателя для снижения уровня вибраций. Естественно инвентор не показан.Посмотреть вложение 528048

Вторая силовая установка предполагала использование КАС в качестве топлива.
....
Вал отбора мощности на технологические нужды, как-то привод насоса подачи КАС и прочие надобности.
Вихревая турбина выбрана по причине относительно не высоких рабочих оборотов. Хотя в качестве турбины могут использоваться обычные парциальные турбины. Подобная силовая установка может послужить генераторной частью в комбинированной авиационной установке с тяговыми электродвигателями.

Судя по второму чертежу, там не только ПДП, но и "Scotch Yoke", вопрос - зачем? Понятно, вибрации меньше, но и ведь конструкция существенно сложнее и главное - дороже в производстве.

И по второй установке вопрос - какой получили (или планировали) удельный расход КАС, в кг/л.с*час , если не секрет?
Т.к. в литературе КПД вихревых турбин приводится порядка 30% , в лучшем случае.

 

[kamuta]

Естественно инвентор не показан.

не понял - кто не показан? (англ. inventor это изобретатель)

Дизельный цикл это одно. Я сторонник камер термолиза, по типу камер парогазовых торпед, и турбин работающих на продуктах термолиза.

С камерами парогазовых торпед всё ясно - они только поглощают энергию (любую)... Если КАС это топливо и даже работает в дизеле, то как регулировать мощность? Камера термолиза не может взорваться? Или подавать КАС форсункой?

 

[Stak]

В этой теме было много обоснованной критики двухтактных ПДП, в частности от Алексей Костенко (А.Г.К) .
Большая часть упомянутых проблем (закоксовка и залегание первого кольца выпускного поршня из-за омывания газами, повышенный износ колец при прохождения ими окон в цилиндре, накопление нагара на кромках окон и связанный с эти повышенный износ поршневой от локального перегрева цилиндра в зоне выпускных окон) - вызвана наличием окон в цилиндре.

Однако, т.к. ПДП схема терпима к увеличению массы поршня (т.к. силы инерции сбалансированы) - кажется неплохим решением разместить тарельчатые клапаны непосредственно на поршне, и производить продувку через них. В этом случае - компрессионные кольца не пересекают окна, т.е. большая часть описанных проблем снимается. Особенно хорошо это сочетается с различными БШМ (кривошипно-кулисный механизм, например) - т.к. в поршне появляется возможность использовать для размещения клапанов пространство, ранее занимаемое пальцем и шатуном.

Другой возможный вариант - гильзовое газораспределение - тоже может помочь, но только для первой проблемы.

Третий вариант - "...В начале 90-х мы получили авторское на золотниковую систему ГРМ для 2-х тактных ПДП-двигателей. Авторское есть в сети. Целью было избежать омывание колец горячими газами и уменьшить размеры и вес поршня. Алексей Костенко (А.Г.К)"

схема для первого варианта (недоработанная, механизм привода клапана - с ударом (=наклёп), что определено плохо - надо придумать что-то получше с безударными взаимодействием)

 

[Stak]

В этой теме было много обоснованной критики двухтактных ПДП, в частности от Алексей Костенко (А.Г.К) .
Большая часть упомянутых проблем (закоксовка и залегание первого кольца выпускного поршня из-за омывания газами, повышенный износ колец при прохождения ими окон в цилиндре, накопление нагара на кромках окон и связанный с эти повышенный износ поршневой от локального перегрева цилиндра в зоне выпускных окон) - вызвана наличием окон в цилиндре.

Однако, т.к. ПДП схема терпима к увеличению массы поршня (т.к. силы инерции сбалансированы) - кажется неплохим решением разместить тарельчатые клапаны непосредственно на поршне, и производить продувку через них. В этом случае - компрессионные кольца не пересекают окна, т.е. большая часть описанных проблем снимается. Особенно хорошо это сочетается с различными БШМ (кривошипно-кулисный механизм, например) - т.к. в поршне появляется возможность использовать для размещения клапанов пространство, ранее занимаемое пальцем и шатуном.

Другой возможный вариант - гильзовое газораспределение - тоже может помочь, но только для первой проблемы.

Третий вариант - "...В начале 90-х мы получили авторское на золотниковую систему ГРМ для 2-х тактных ПДП-двигателей. Авторское есть в сети. Целью было избежать омывание колец горячими газами и уменьшить размеры и вес поршня. Алексей Костенко (А.Г.К)"


схема для первого варианта (недоработанная, механизм привода клапана - с ударом (=наклёп), что определено плохо - надо придумать что-то получше с безударными взаимодействием)

Еща парочка вариантов, по п1 и п2