Роторно-лопастной. Не "ножницы", но похоже.

Alex_520

Сменил аватарку - ушёл в малую авиацию
Фотография со снятой половинкой картера в виде тора не от того двигателя, который показан на первых двух фото. Это прототип этого движка для показа макетной комиссии ВИАМ конструкции поршней и их крепления на вал воздушного винта на двух дисках с лабиринтным уплотнением между ними..

В показанном на первом фото в сборе двигателе всего 6 двойных поршней сарделькообразной формы (двухсторонних) и 12 полостей между ними. За один оборот вала воздушного винта (от самолёта ПО-2!!!!) в данном двигателе происходило 12 рабочих циклов. Соответственно приёмистость его составляла ДЕСЯТЫЕ доли секунды, а крутящий момент на валу воздушного винта был такой, что при перегазовке движка с режима МГ до взлётного скрутило сам вал из высокопрочной легированной стали диаметром 38 мм (по кольцевой технологической проточке на нём).
Движок этот работал по четырёхтактному циклу, а газораспределение у него было как у двухтактников - через окна в стенках торообразного бесконечного цилиндра.
По словам одного из авторов этого движка (Бориса Михайловича Манжелевского) на поршнях в принципе даже не надо было делать колец - достаточно было выполнить по их наружной поверхности канавки лабиринтного уплотнения. Бокового контакта между поршнями и зеркалом цилиндра в виде тора НЕ БЫЛО ВООБЩЕ!
Редуктора на этом двигателе не было никакого - наоборот - даже желателен был мультипликатор, для повышения оборотов выходящего вала воздушного винта (максимальные обороты на взлётном режиме не превышали 1200 об/мин.).
Ресурс двигателя определялся не износом поршней и цилиндра и не износом подшипников, а ресурсом двух одинаковых половинок механизма согласования ступенчатого поступательного перемещения по окружности тора В ОДНОМ НАПРАВЛЕНИИ, выполненных на основе планетарного редуктора. Там обычные конструкционные стали в таких малых размерах не выдерживали высоких знакопеременных нагрузок. Поэтому самым малоресурсным узлом этого двигателя оказался механизм согласования перемещения поршней по тору. Который вставлялся внутрь тора с двух сторон с противофазой на 90 градусов. И при его замене достаточно было отвинтить всего 12 болтов (по шесть с каждой стороны тора), чтобы поменять две половинки механизма согласования. Не разбирая самого двигателя. Который был изготовлен авторами на обычных токарном и фрезерном станках ещё в 1954 году. Карбюратор и магнето (на первом снимке их хорошо видно) - стандартные, от существовавших тогда авиационных поршневых двигателей.
Свечей зажигания у него было всего три (хорошо видно по высоковольтным проводам от магнето к свечам). Четыре впускных окна и три выпускных хромированных патрубка.
По словам Бориса Михайловича, этот тип двигателя мог быть легко переделан в дизельный вариант, работающий на авиационном керосине. Смазка нагруженных узлов маслом принудительная. Такой двигатель для авиации мог быть выполнен двух или трёхмодульным, когда на одном выходном валу (ПОЛОМ внутри!!!!) можно было установить два или три аналогичных модуля. Чтобы на взлёте и наборе высоты работали на наивыгоднейшем расчётном номинальном режиме все три модуля, в скоростном горизонтальном полёте - работали бы два модуля, а на патрулировании или барражировании - работал бы лишь один модуль.
Достаточно для начала?
Самое интересное, что патент самих Манжелевских от 1954 года был закрытым (от публикации на 25 лет), а вот описание патентной модели к нему (на имя дочери Бориса Михайловича), выписанное в 1996 году - открытое
1724961222618.png

Просто сброшу ссылку восемнадцатилетней давности с этого же форума, где я впервые описал движок Манжелевских - Роторные двигатели | REAA
 
Последнее редактирование:

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Не хочется в очередной раз повторять многократно жёванное, но видимо придётся:
Самым уязвимым местом данного типа движков является как раз механизм преобразования/синхронизации, что и подтвержденно в постах выше.
Отсутствие, предлагаемое, поршневых колец, и, как следствие, контакта со стенками цилиндра резко повышает теплонапряженность поршней. 50% теплоотдачи от поршня идёт как раз в стенку цилиндра через кольца, это аксиома написанная в книжках по ДВС.
С точки зрения рабочих процессов у роторно-лопастного никаких преимуществ перед "обычным" поршневиком нет.
Достаточно для начала.
Имху
 
  • Мне нравится!
Reactions: BSM

voleg

Я люблю строить самолеты!
Существуют механизмы преобразования синхронизации для таких схем в виде карданных шарниров, там вообще вопросов по надёжности существовать не должно.
Да и охлаждение поршней в такой схеме можно водяное организовать.
 
  • Ничего себе!
Reactions: BSM

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Существуют механизмы преобразования синхронизации для таких схем в виде карданных шарниров, там вообще вопросов по надёжности существовать не должно.
Да и охлаждение поршней в такой схеме можно водяное организовать.
Много чего напридумывали. Можно вспомнить механизм часов в которых маятник, или баланс совершают колебательные движения от пружины. Если наоборот пальцем качать маятник, или балансир то пружина будет заводиться. Имеем механизм преобразования и синхронизации, только "несколько" сложноватый. ;)
Но это а принципе не имеет смысла и преимуществ перед обычным поршневиком с кшм.
Давайте посмотрим так:
РЛД- ножницы. По сути это ПДПшник и можно из ПДПшника взять кинематику, благо имеется вариантов в количестве. Но ПДП перед обычным поршневиком имеет только компоновочные преимущества, да и то не перед всяким. Ну, средняя скорость поршня вдвое ниже ещё.
Теперь возьмём и оставим качаться только один "нож"-поршень РЛД. его ход увеличиться вдвое, но колво работы останется тем же. Зато можно вкрячить обычный кшм. Получиться такой хитрый "боксер" двойного действия со всеми декларируемым плюсами РЛД, но без гиммороя с механизмом преобразования и синхронизации. А уж в сравнении с РЛД в котором поршни "играют в догонялки"(Виноградов, Ё-мобиль и пр) так вообще верх рациональности. Чтобы его не колбасило ставим два бублика касающиеся в противофазе. Получаем аналог восьмицилиндрового "нормального" поршневика. Все. Можно патентовать.:cool:
Имху
 

voleg

Я люблю строить самолеты!
нужно учитывать, что данная схема кардинально упрощает систему впуска-выпуска.
 

Alex_520

Сменил аватарку - ушёл в малую авиацию
Существуют механизмы преобразования синхронизации для таких схем в виде карданных шарниров, там вообще вопросов по надёжности существовать не должно.
Да и охлаждение поршней в такой схеме можно водяное организовать.
Вы внимательно читали мой пост?
В движке Манжелевского были зверские ЗНАКОПЕРЕМЕННЫЕ крутящие моменты на выходном валу. Стальной вал из высокопрочной легированной стали диаметром 38 мм при перегазовке просто-напросто скрутило от них. Снимались эти моменты аж 12-ю ползунами, сидящими на осях сателлитных шестерён. И это был самый малоресурсный и самый нагруженный узел этого двигателя.
А вы предлагаете эту проблему решать всего ЧЕТЫРЬМЯ подшипниками скольжения на крестовине кардана. Вам ЭТО не кажется странным?
А насчёт водяного охлаждения вы правы.
У Манжелевского уже был проект авиационного двигателя мощностью за 1000 л.с. (на замену АШ-62ИР на АН-2) с жидкостным охлаждением (гликолевым) удельной массой МЕНЕЕ 0,5 кг/л.с. (!!!). Только вот изготовить его на заводе не позволил Павел Соловьёв (про его движки Д-30 и ПС-90 слышали?). "Главный конструктор на заводе должен быть ОДИН! И у нас в Перми - это Я!" - это его ответ Манжелевскому...
 
  • Мне нравится!
Reactions: BSM

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
нужно учитывать, что данная схема кардинально упрощает систему впуска-выпуска.
Дык, и в 2Т чего проще, что обычном, что ПДПшном, три окошка, а то и два, поршнем открываются/закрываются. В 4Т можно гильзовым/шторковым озадачиться. Но дело не в этом. Дело в том, что ни по рабпроцессу, ни по прочим показателям, кроме компоновочных, РЛД никаких плюсов перед классикой не имеет. Для фанатов можно в мною описанный РЛД приколхозить БСМ. На вскидку, не вижу препятствий.
 

voleg

Я люблю строить самолеты!
Вы внимательно читали мой пост?
В движке Манжелевского были зверские ЗНАКОПЕРЕМЕННЫЕ крутящие моменты на выходном валу. Стальной вал из высокопрочной легированной стали диаметром 38 мм при перегазовке просто-напросто скрутило от них. Снимались эти моменты аж 12-ю ползунами, сидящими на осях сателлитных шестерён. И это был самый малоресурсный и самый нагруженный узел этого двигателя.
А вы предлагаете эту проблему решать всего ЧЕТЫРЬМЯ подшипниками скольжения на крестовине кардана. Вам ЭТО не кажется странным?
А насчёт водяного охлаждения вы правы.
У Манжелевского уже был проект авиационного двигателя мощностью за 1000 л.с. (на замену АШ-62ИР на АН-2) с жидкостным охлаждением (гликолевым) удельной массой МЕНЕЕ 0,5 кг/л.с. (!!!). Только вот изготовить его на заводе не позволил Павел Соловьёв (про его движки Д-30 и ПС-90 слышали?). "Главный конструктор на заводе должен быть ОДИН! И у нас в Перми - это Я!" - это его ответ Манжелевскому...
и что мешает сделать крестовины кардана из стальной высокопрочной легированной стали диаметром 38 мм КАЖДУЮ? а вал кардана сделать из стальной высокопрочной легированной трубы диаметром 100 мм и стенкой 20 мм?
 

Alex_520

Сменил аватарку - ушёл в малую авиацию
Чтобы вы понимали КАКИЕ нагрузки возникают при работе "роторно-лопастного" двигателя Манжелевского просто посмотрите на это фото
1725984384936.png
1725985237201.png

Это двигатель, который первоначально прочили устанавливать на Ё-мобиль от Прохорова. Его ожидаемая мощность была всего 45 кВт (60 л.с.).
Зацените размеры блока согласования движения поршней в тороидальном цилиндре (слева) в сравнении с поршневой группой (справа). Но увы! Что-то пошло не так, и от этого двигателя вынуждены были отказаться.
В двигателе Манжелевского мощностью в 100 л.с. вместо этого монстрообразного механизма согласования движения поршней были два симметричных механизма на основе планетарного редуктора, которые вписывались внутрь тороидального цилиндра с двух сторон и работали со сдвигом по фазе на 90 градусов. И всё работало на прототипе - есть протокол его стендовых испытаний в ВИАМ имени Баранова.
В последующем проекте Борис Михайлович заменил ползуны на серьги. Патентом это было оформлено уже его дочерью в 1996 году (отец уже умер, а она хотела продать или отдать в хорошие руки его проект).
Вот как-то так...
 

voleg

Я люблю строить самолеты!
а вы понимаете о каком механизме передачи и согласования я говорю?
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Это двигатель, который первоначально прочили устанавливать на Ё-мобиль от Прохорова. Его ожидаемая мощность была всего 45 кВт (60 л.с.)
Никогда этот двигатель не устанавливался на Ё-мобиль. Первоначально там был гтду капстон 30с. Потом двиг Вайбер, потом РЛД Виноградова/Фролова, в итоге должен был быть древний Фиат на 1,4.
РЛД полная шляпа. Что доказывается двумя постами. Выше
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Зацените размеры блока согласования движения поршней в тороидальном цилиндре (слева) в сравнении с поршневой группой (справа).
Ничего сверхъестественного. "Обычный," Ванкель был бы по меньшей мере не габаритный. А КПД и прочем проигрышь. Как максимум - паритет. Перспектив не имеет. Вообще.
Имху
 

Alex_520

Сменил аватарку - ушёл в малую авиацию
Вы пишете о карданном механизме.
Только пока что я не понимаю за счёт чего с помощью карданного механизма можно обеспечить попеременно поступательное движение ВСЕХ поршней В ОДНУ СТОРОНУ с периодической остановкой каждой из двух групп поршней? Не разъясните?
С помощью механизма согласования Манжелевского каждая из двух групп поршней тороидального двигателя двигалась ступенчато шагами в одном направлении с промежуточными остановками в момент воспламенения, сгорания и расширения топливо-воздушной смеси. В это время движется вторая группа поршней до момента их остановки. После чего первая группа поршней начинает своё поступательное движение по орбите тороидального цилиндра.
 

voleg

Я люблю строить самолеты!
Вы пишете о карданном механизме.
Только пока что я не понимаю за счёт чего с помощью карданного механизма можно обеспечить попеременно поступательное движение ВСЕХ поршней В ОДНУ СТОРОНУ с периодической остановкой каждой из двух групп поршней? Не разъясните?
С помощью механизма согласования Манжелевского каждая из двух групп поршней тороидального двигателя двигалась ступенчато шагами в одном направлении с промежуточными остановками в момент воспламенения, сгорания и расширения топливо-воздушной смеси. В это время движется вторая группа поршней до момента их остановки. После чего первая группа поршней начинает своё поступательное движение по орбите тороидального цилиндра.
я пишу о карданном мехаизме с шарнирами Гука.
Остановка поршней вовсе не обязательное условие, согласующий механизм должен обеспечивать неравномерность скорости движения поршневых групп относительно друг друга, которая и обеспечивает попеременное сближение и удаление поршней друг от друга.
Шарнир Гука обеспечивает именно такое изменение скорости выходного вала при равномерном вращении входного при наличии угла между валами.
В указанном механизме используется второй шарнир Гука внутри первого шарнира увеличивающий неравномерность скорости между группами поршней. Крестовина первого шарнира представляет собой кольцо с шейками крестовины.
Входной вал первого шарнира соединён с 1 поршневой группой, выходной вал первого шарнира расположен под углом к входному, является входным для второго шарнира, выходной вал второго шарнира соосен с входным валом первого шарнира, проходит внутри него и соединяется со второй группой поршней.
В габаритах тора двигателя, такая карданная передача способна передавать крутящий момент на порядок превышающий тот, который он вообще в принципе может создать. К примеру кардан с фланцем(не валом) диаметром 180 мм и диаметром шеек крестовины в 32 мм рассчитан на работу с крутящим моментом 7500 ньютон на метр
 
Последнее редактирование:

Alex_520

Сменил аватарку - ушёл в малую авиацию
Если не будет остановок одной из групп поршней с чёткой фиксацией их в конкретном месте цилиндра в момент воспламенения топливо-воздушной смеси, то каким образом можно будет обеспечить наполнение "цилиндров" топливо-воздушной смесью и её последующего сжатия с одновременным закрытием окон газораспределения?
 

voleg

Я люблю строить самолеты!
Если не будет остановок одной из групп поршней с чёткой фиксацией их в конкретном месте цилиндра в момент воспламенения топливо-воздушной смеси, то каким образом можно будет обеспечить наполнение "цилиндров" топливо-воздушной смесью и её последующего сжатия с одновременным закрытием окон газораспределения?
вы это серьёзно?
 
После чего первая группа поршней начинает своё поступательное движение по орбите тороидального цилиндра.
Основная проблема таких двигателей это тороидальный цилиндр. Делали подобные двигатели во времена 2-й мировой немцы, обожглись, делал Манжелевский, тоже что-то пошло не так. Мне пришлось наблюдать за РПД с несколько изменённой камерой двигателя Р.А. Григорьянца. У него поршни имели уплотнительные кольца, двигатель был разновидностью роторного с заявленным детонационным рабочим процессом. Я разработчикам сказал что их двигатель будет работать на холостых, при работе под нагрузкой его заклинит. От меня потребовали официальной записи в журнале испытаний моего прогноза. Я это сделал. Двигатель работал на холостых по нормальной схеме без детонационного процесса. Двигатель перевели на полную мощность в режим детонационной работы. Один раз он всё таки сдетонировал. Разорвало в лаборатории глушитель-приёмник ВГ и по вышибало стёкла в лаборатории, двигатель заклинил. Вскрытие показало что задрало рабочую поверхность тора. Проблема таких двигателей в торовой рабочей камере, для её обработки нужны высокоточные станки. Такой двигатель сделать можно но он будет одноразовым и мало ресурсным. Поэтому Соловьёв был полностью прав когда поставил крест на этот проект. Причина проста, стоимость жизненного цикла того-же 1000-сильного ТВД гораздо ниже чем любого роторного двигателя или поршневого аналогичной мощности. Поршневые и роторные двигатели это машины трения с повышенными износами, более низким моторесурсом чем ТВД. Роторники, особенно с тороидальными камерами, могут найти применение в мало ресурсных силовых установках для тех же ударных БПЛА. Ремонтировать гораздо проще и дешевле классический поршневик. Кап ремонт роторника с тороидальной камерой это тот ещё треш. Так что основными факторами поставившими крест на тороидальных роторных двигателях являются технологичность производства и ремонта и стоимость всего этого безобразия. Просто конструкторы попали в плен своей идеи, такое бывает. Тут главное грамотно составить ТЭО и увидеть все сложности и трудности в данной теме. Большинство изобретателей этого не делают потому что не знают как это делается. Подобных "недооценённых" разработок много во всех отраслях.
 

Alex_520

Сменил аватарку - ушёл в малую авиацию
По поводу тороидального цилиндра чуток...
В те годы, когда Борис Михайлович с отцом делали свой двигатель, станков с ЧПУ ещё не было. Но был паровозостроительный завод имени Шпагина в Перми (на котором работал всю жизнь Михаил Ефимович) и завод авиационных моторов имени Свердлова (ныне - "Пермские Моторы") на котором всю жизнь проработал Борис Михайлович. Так вот они эти тороидальные цилиндры сначала отливали (из чугуна!) в земляные формы, а потом обрабатывали их сами на обычных токарных станках (без ЧПУ. И жалоб на сложность изготовления я от них не слышал.
Свой реально работающий макет двигателя (без системы охлаждения вообще!) они сделали только для того, чтобы доказать спецам-двигателистам из Воронежа, что движок такой конструкции принципиально работать сможет. На поршнях (сардельках) были чугунные кольца, которые в процессе ДВУХ С ПОЛОВИНОЙ ЧАСОВ НЕПРЕРЫВНОЙ РАБОТЫ (без системы охлаждения!) на стенде в ВИАМ двигателистами-спецами института в итоге разрушились и на всей поверхности торового цилиндра появились кольцевые задиры глубиной до 2,5 мм. Но и после этого двигатель ещё ЗАПУСКАЛСЯ (правда уже хуже!), и работал. По словам Бориса Михайловича кольца этому двигателю вообще не нужны - достаточно бы было на поршнях сделать лабиринтное уплотнение. Бокового трения о стенки цилиндра у поршней нет! Нужно только подобрать пары трения с примерно одинаковыми коэффициентами расширения при нагреве. Это его слова...
Сегодня подобный движок мог бы работать и на тяжёлых БПЛА (где ресурса работы в 300 часов за глаза!), а далее (по мере накопления опыта его работы в эксплуатации) - в малой авиации. Где сегодня ни Рыбинск, ни Питер ничего достойного до сих пор так и не сертифицировали. И опытные ЛМС "Байкал" и новосибирский клон АН-2 с ГТД летают на импортных ТВД.
Вот как-то так, примерно!
Я не двигателист, я простой эксплуатационник. И сужу лишь по своему опыту работы в авиации. И по словами авторов этого двигателя...
Нынешний Главный конструктор на "Пермских Моторах" в приватной беседе по поводу этого движка из заводского музея сказал примерно то же самое что и вы - "Не занимайтесь хернёй! Стройте ТВД..." :LOL: :ROFLMAO: :giggle:
 
"Не занимайтесь хернёй! Стройте ТВД...
И он был абсолютно прав. Машина трения она и есть машина трения. Ну и потом неравномерное расширение анизотропного материала корпуса при нагреве ещё ни кто не отменял. Лабиринтное уплотнение тоже со временем за коксуется, так что не нужно выёживаться. Я спросил у Григорьянца, зачем он делает такие сложные вещи. Он мне ответил, чтобы затем преодолевать эти сложности. Если человек в душе мазохист то подобные конструкции самое то. По подобным поводам говорил А.А. Микулин, что не нужно преодолевать силы, их нужно устранять. Как говорится, городильня она и есть городильня.
 
Вверх