- Откуда
- KРЫМ, РОССИЯ
автожир не может быть интересней поскольку ему нужен дополнительный источник тяги, хотя НВ и сам справляется отлично... Не зря "наши" люди заменили красивое слово гиро на жуткий жир... 😉
есть расчеты сжатия потока?
Диалоги об пневмореактивном приводе НВ с газоген. в виде ДВС
Есть опыт, в. т. отечественный, в части дозвуковых пврд missiles.ru :: История ОКБ Бондарюка
Ну и очевидный факт, что при торможении набегающего потока в воздухозаборнике - давление повышается)
- Откуда
- Саратовская обл.
Надо бы от 5 кг\см , чуйка ! 😉
У первых серийных РД, "Нин" и отечественных вариаций на тему, была степень повышения давления около 4.
По результатам дискуссии с telekast , в соседней теме про СПГГ, стало понятно, что для обеспечения высокого массового расхода воздуха в сопле (и соответственно, высокой тяги) микро-ГТД с переразмереным компрессором, и байпасом части воздуха от компрессора в сопло (выходной канал) - это наилучший выбор для основы СУ микровертолета с реактивным винтом, обеспечивающий минимальную удельную массу ("теплая" схема - байпасный воздух от компрессора разбавляет горячий выхлоп ГТД).
Еще одна возможная альтернатива - использование камер сгорания с вращающимся золотником, по циклу Хамфри, но это может потребовать длительной отработки, т.к. в серийном производстве таких нет (в отличии от микро-ГТД).
В свете вышеизложенного, предлагаю обсудить такую концепцию индивидуального микровертолёта в классе до 115 кг:
Одна лопасть, микро-ГТД вращается вместе с ней, размещен у оси вращения, т.е. проблемы с дигателями от центробежной силы, как Милевского В-7 тут не грозят.
Лонжерон в виде двойной трубы, внутренняя термостойкая, внешняя - силовая, в зазоре - прокачка воздуха от компрессора, сопло на конце лопасти.
Лопасть винта - поворотная вокруг лонжерона, общий и циклический шаг от автомата перекоса.
Путевое управление - отбором воздуха от компрессора, с подачей через коаксиальный канал в неподвижную часть аппарата, далее - в противоположно направленные сопла на штанге. Также этим воздухом можно крутить и турбинку генератора, обеспечивая бортовое электропитание и подзарядку батареи. Доп. возможность - снижение тяги на несущем винте, без изменения режима ГТД, путем сброса части воздуха через оба путевых сопла одновременно.
Электрические коммуникации между рамой и вращающимся на винте двигателем - через ВКУ, они есть кольцевые.
Подача топлива из основного бака в расходный - электронасосом, через трубку с вращающимся соединителем, расположенную по оси вращения.
Расходный бак в передней части микро-ГТД, обеспечивает постоянство массы и уравновешивание лопасти винта. Однако, запас топлива в нем можно рассматривать только как аварийный - если его вырабатывать и не пополнять из основного - уравновешивание закончится)
Еще одна возможная альтернатива - использование камер сгорания с вращающимся золотником, по циклу Хамфри, но это может потребовать длительной отработки, т.к. в серийном производстве таких нет (в отличии от микро-ГТД).
В свете вышеизложенного, предлагаю обсудить такую концепцию индивидуального микровертолёта в классе до 115 кг:
Одна лопасть, микро-ГТД вращается вместе с ней, размещен у оси вращения, т.е. проблемы с дигателями от центробежной силы, как Милевского В-7 тут не грозят.
Лонжерон в виде двойной трубы, внутренняя термостойкая, внешняя - силовая, в зазоре - прокачка воздуха от компрессора, сопло на конце лопасти.
Лопасть винта - поворотная вокруг лонжерона, общий и циклический шаг от автомата перекоса.
Путевое управление - отбором воздуха от компрессора, с подачей через коаксиальный канал в неподвижную часть аппарата, далее - в противоположно направленные сопла на штанге. Также этим воздухом можно крутить и турбинку генератора, обеспечивая бортовое электропитание и подзарядку батареи. Доп. возможность - снижение тяги на несущем винте, без изменения режима ГТД, путем сброса части воздуха через оба путевых сопла одновременно.
Электрические коммуникации между рамой и вращающимся на винте двигателем - через ВКУ, они есть кольцевые.
Подача топлива из основного бака в расходный - электронасосом, через трубку с вращающимся соединителем, расположенную по оси вращения.
Расходный бак в передней части микро-ГТД, обеспечивает постоянство массы и уравновешивание лопасти винта. Однако, запас топлива в нем можно рассматривать только как аварийный - если его вырабатывать и не пополнять из основного - уравновешивание закончится)
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Вращать гтд вместе с лопастью смысла нет, кмк. Ну, дополнительные нагрузки и вибрации, то, се. Тем паче, что все равно нужно городить отбор воздуха в неподвижную магистраль управления, так что упростить арматуру не выйдет. Тогда нафига? Одна лопасть тоже сомнительно, тк в нее надо втиснуть газопровод по которому прокачивать сильно много газа. Както прикидывали, в одну лопасть не влезает весь массовый расход, надо две минимум.
Смешивать выхлоп с отобранным из компрессора воздухом невыгодно ввиду разницы их давлений. Выгоднее греть выхлопом отобранный от компрессора воздух в теплообменнике
Причом лучше всего когда массовый расход отобранного воздуха и выхлопа одинаковые, см.Бехли "Компрессорный привод НВ вертолета"
Имху
Отбор воздуха на управление - кратно меньше, чем на основное сопло. А так от гтд до сопла - прямой газоход в лонжерон, потери давления минимальны.
Одиночную лопасть (мы же хотим максимально сократить массу конструкции) - надо чем-то уравновесить, почему бы и не движком.?
Смешение отбора от компрессора с газом после турбины нужно, что бы снизить температуру во внутренней трубе лонжерона. Теплообменник и тут не пройдут по массе, если хотим уложиться в 115кг.
По диаметру газохода в лопасти надо считать, но он же не обязательно должен быть круглым?
Опять, хорду (и толщину профиля лопасти) - наверное, можно и увеличить... Управлять будет тяжелее - так есть схема Камана, с сервозакрылком (а-ля Си Спрайт).
В пределе для микро-ГТД с одноступенчатым компрессором, примерно макс. 4-5 ПИк, допустим, половину перепада сработали на турбине - тогда около 2 атмосфер останется, если труба 50мм длиной 3.5м, а Т 400С - ИИшкой насчитал примерно 500Н тяги с сопла. Хватит этого винт крутить?
Одиночную лопасть (мы же хотим максимально сократить массу конструкции) - надо чем-то уравновесить, почему бы и не движком.?
Смешение отбора от компрессора с газом после турбины нужно, что бы снизить температуру во внутренней трубе лонжерона. Теплообменник и тут не пройдут по массе, если хотим уложиться в 115кг.
По диаметру газохода в лопасти надо считать, но он же не обязательно должен быть круглым?
Опять, хорду (и толщину профиля лопасти) - наверное, можно и увеличить... Управлять будет тяжелее - так есть схема Камана, с сервозакрылком (а-ля Си Спрайт).
В пределе для микро-ГТД с одноступенчатым компрессором, примерно макс. 4-5 ПИк, допустим, половину перепада сработали на турбине - тогда около 2 атмосфер останется, если труба 50мм длиной 3.5м, а Т 400С - ИИшкой насчитал примерно 500Н тяги с сопла. Хватит этого винт крутить?
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
И что? Все равно нужно делать хитрый узел для подачи из вращающегося гтд отобранного воздуха в управляющую магистраль. Те же яйца, только в профиль.
Из чего нужно будет ваять лонжерон - газоход чтобы при нагреве до 400С держал мехнагрузки лопасти? Из сталей типа тех, из которых ваяют лопатки турбин. Масса, цена. Потому то горячий цикл почти нигде не был реализован. Хоть какойто успех смогли добиться лишь на холодном.
По расчитанной температуре и тяге получается массовый расход через сопло будет килограмм. Это чтото типа АИ-9 надо. Его крутить? Серьезно? Посмотрите площадь выхлопа его и прикиньте, какой должен быть лонжерон и лопасть, чтобы в них это сечение +/- запихать.
Хотя 500Н это овердофига для такого малыша.
Имху
Более высокий итоговый эффект, когда гтд с высокими параметрами и небольшим расходом воздуха вращает компрессор (вентилятор) первой ступени. Двухконтурный назвали. После воздух из внешнего смешивается с газами из внутреннего, давления однакие, тепло используется. Конечно газогенератор крутить не надо, жалко его.
Наверное, реактивный привод лопастей лучше делать не на максимальном диаметре, где 180-220м/с, и важен профиль лопасти. Но на меньшем диаметре, где 130-150м/с, уменьшить параметры газа, увеличить расход. И шуметь шайтан-машина будет меньше.
Наверное, реактивный привод лопастей лучше делать не на максимальном диаметре, где 180-220м/с, и важен профиль лопасти. Но на меньшем диаметре, где 130-150м/с, уменьшить параметры газа, увеличить расход. И шуметь шайтан-машина будет меньше.
Последнее редактирование:
А вот тут есть запас, вроде как. ИИшко считает, что для 250кг массы аппарата, хватит и 150Н тяги.
При D = 4 м, хорде 200 мм и NACA 0022:
· Для висения 250 кг потребные обороты: ≈800–850 об/мин (можно до ~750 при C_l\approx1.1).
· Концевая скорость: ≈170–180 м/с, что аэродинамически комфортно.
· Потребная мощность: ≈26–27 кВт.
· Потребная тяга на конце для привода: ≈150 Н; располагаемые 500 Н дают более чем трёхкратный запас.
Принял: тяга на конце лопасти 200 Н, радиус R=2 м (винт D=4 м), температура газа 250 °C = 523 К, профиль NACA 0022, хорда 150 мм, канал газохода не более 50% площади профиля.
· Максимальное сечение газохода:
16.9см^2, труба 46.5мм
· Рекомендуемая горловина сопла:
12–14 см^2, эквивалент трубы диаметром 39–42мм
· Расход газа:
0.45–0.48 кг/с
· Давление перед соплом:
1.9–2.1 бар абс.
· Полный перепад от входа в лопасть до атмосферы:
1.0–1.3 бар
Если использовать всё сечение 16.9 см² как сопло, получится 0.52 кг/с при 1.73 бар абс., но из-за околозвукового течения в длинном канале потери могут стать заметно больше. Поэтому практичнее сузить именно сопло до ~12–14 см², а сам газоход держать близким к максимально допустимым 17 см².
· Максимальное сечение газохода:
16.9см^2, труба 46.5мм
· Рекомендуемая горловина сопла:
12–14 см^2, эквивалент трубы диаметром 39–42мм
· Расход газа:
0.45–0.48 кг/с
· Давление перед соплом:
1.9–2.1 бар абс.
· Полный перепад от входа в лопасть до атмосферы:
1.0–1.3 бар
Если использовать всё сечение 16.9 см² как сопло, получится 0.52 кг/с при 1.73 бар абс., но из-за околозвукового течения в длинном канале потери могут стать заметно больше. Поэтому практичнее сузить именно сопло до ~12–14 см², а сам газоход держать близким к максимально допустимым 17 см².
Последнее редактирование:
Спасибо, я в курсе. Но в микро-ГТД второй вал и отдельный КНД от отдельной турбины - это слишком сложно.
Остаётся только вариант переразмерить компрессор, срабатывая на нем всю мощность турбины, и избыточный воздух смешивать с выхлопом, охлаждая его.
И что плохого в том, что бы крутить ГТД, расположенный у оси вращения винта? На малом радиусе перегрузки незначительные.
Одно дело вращающийся узел под холодный газ и малый расход, и совсем другое - под "теплый" и под весь расход (0.5 кг/с при 250С по крайнему рассчету) .
Сколько нужно тяги для надежного управления по курсу на плече 1.5м, 10Н хватит?
Винт то реактивный, момента сам по себе не создаёт.
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Чем больше разница скоростей движения сопла и истечения газа из него тем больше потерь уносимых струей(кинетические). Именно поэтому нет тихоходных бипланов, дельталетов и пр с реактивными. Ну, тока экзотика какаянить.
Поэтому и предложение сделать медленнее сопло, с меньшими параметрами газа, но большим расходом. Кончик лопасти не загрязнять всякими соплами и расширениями.
Больший расход = большее сечение трубы, это раз. И большая размерность компрессора, это два.
Параметры (температура) ограничены термостойкостью конструкции лонжерона, сильно задрать ее нельзя.
Увеличение давления - тоже не помогает сократить массовый расход, только позволяет уменьшить сечение трубы лонжерона, практически не влияя на тягу.
И сопло без расширения, по прикидке получилось что оптимально просто сужающееся.
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Оптимальная скорость реактивной струи это скорость звука в газе соответствующей температуры. Достигается при пдощади сечения равном критическому. Сделаете сопло пошире - ухудшите тягу. Только и всего. Сопло на конце лопасти может в теории перенаправить в тягу концевой вихрь, снизить индуктивное сопротивление, этакий реактивный винглет.)))
Имху