Свободно-поршневые генераторы газа и компрессоры.

Владимир Александрович

Дорогу осилит идущий!
Откуда
Москва
Вакуумные бомбы на спирту вообще имеют и открытый объём и никакое сжатие. Тут, относительно топлива, "чем хуже тем лучше". 
        Ну так осталось на порох перейти. Там вообще никакого предварительного сжатия не нужно. Бьем по капсулю и запускаем такт расширения. Просто, но только один такт цикла детонационного горения.  Вылет гильзы - влет другой - удар по капсулю - второй такт расширения.... 
        Сто циклов в минуту и склад патронов на 4 часа работы.
        Вывод - простота двигателя должна быть относительной, а не абсолютной. СПГГ, агрегатированный с расширительной машиной предоставляют нам такую возможность.
      
   
 

georgii-2

ЗРИ В КОРЕНЬ !!!
Ну так осталось на порох перейти. Там вообще никакого предварительного сжатия не нужно. Бьем по капсулю и запускаем такт расширения. Просто, но только один такт цикла детонационного горения.Вылет гильзы - влет другой - удар по капсулю - второй такт расширения....
Сто циклов в минуту и склад патронов на 4 часа работы.
Э-нее, порох и гильзы - из другой оперы.
Точнее будет бумажная лента с капсюлями, помните такую из детства? :)
 

Михал Иваныч

Хочу летать!
Откуда
Краснодар
Надо подумать. Может быть задействовать электронное зажигание с сигналом от датчика Хола.
Датчик Холла, как и банальный кулачок, работает по ПОЛОЖЕНИЮ поршня в цилиндре. В кривошипно-шатунных ДВС это положение задано кинематически, т.е. повторяется через каждый оборот коленвала, при строго определенном положении поршня. В СПД (независимо от способа съема мощности) положение поршня в ВМТ и НМТ не фиксировано, поэтому датчик Холла может примитивно не сработать - не дойдет поршень вместе с датчиком до нужной точки... То же касается и работы клапанов при изменении режима работы СПД. Видимо, нужен какой-то иной подход - по давлению или по скорости поршня при положительнои или отрицательном ускорении.
 

Михал Иваныч

Хочу летать!
Откуда
Краснодар
А насчёт зажигания не заморачивайтесь, 
Зажигание в этом двигателе - дело практически десятое, все равно компрессионного воспламенения не избежать, ну можно калильную свечу поставить для верности. А вот с газораспределением вопрос сложнее. Похоже готовыми "горшками" не отделаться.
 

Владимир Александрович

Дорогу осилит идущий!
Откуда
Москва
В СПД (независимо от способа съема мощности) положение поршня в ВМТ и НМТ не фиксировано, поэтому датчик Холла может примитивно не сработать - не дойдет поршень вместе с датчиком до нужной точки... 
       В неуравновешенном типе СПДГ можно взять за точку отсчета ВМТ/НМТ номинального режима. Здесь ведь нет наддувного компрессора.
       Применение карбюрации, являющейся следствием дросселирования, будет увеличивать рабочий ход поршня (сжимается меньшее количество рабочего тела). Следовательно искра от датчика Хола на штоке всегда будет в один и тот же момент, что в свою очередь через рост давления сгорания приведет к торможению увеличения хода (обратная связь). Следовательно, рабочий ход будет иметь причины сохранять некое устойчивое среднее положение.
 
 

georgii-2

ЗРИ В КОРЕНЬ !!!

Михал Иваныч

Хочу летать!
Откуда
Краснодар
Это пока нет настоящего бесклапанного ПуВРД. 
Клапан в ПуВРД вовсе не обязан быть твердым. Можно предусмотреть запирание встречным поддавливанием из аккумулятора (ресивера). Во всяком случае, частота циклов ПуВРД будет регулироваться так же, как в обычном свистке. Там тоже переключение струи идет поддавливанием из полости. Просто поставьте две полости "свистка" напротив друг друга  - и получите распределение потока на два "рукава", работающих в противофазе. Сам поток можно сформировать за счет эжекции во внешнем контуре... Двустволка с воздушным запиранием. Правда, насчет КПД и прочего - сумневаюсь, очень низкие пика...
 

Михал Иваныч

Хочу летать!
Откуда
Краснодар
рабочий ход будет иметь причины сохранять некое устойчивое среднее положение. 
Следовательно, продувка и выхлоп через штатные окна все же должны происходить? Ладно, проверим.
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
В конструкции, которую защищаете Вы замкнутого пространства нет, только волновые эффекты с небольшой степенью повышения давления. 
С чего это Вы взяли? Есть там замкнутое пространство! А если и нет, то его несложно организовать, т.к. компрекс имеет по-сути золотниковое газораспределение, только вращаются сами камеры/"цилиндры", а "золотники"/торцевые пластины неподвижны. Сделайте отверстия в пластинах таким образом, чтобы на определённом участке канал был закрыт с обеих концов, и всё. И повышение давления можно получить весьма значительное, резервы есть. Например, можно не ограничиваться лишь динамическим сжатием, а перепускать в нужный момент небольшую часть сжатого воздуха в "горячую", "горелочную" часть канала для создания противодавления/встречной ударной волны и т.д.
 
В колене предполагается резонанс и излишняя энергия выносится с потоком газов через выхлопные патрубки на турбину!   ;) 
Спасибо, интересно. Как я понял это должно работать как маятник, т.е. \\\\\\\\
Соотношение площадей торца колена и выхлопного патрубка должно быть довольно большим для обеспечения оптимального  сжатия в КС ??!   :-?      :IMHO 
 
K

Kimon

Понятие двухконтурности применяется только к ГТД, где есть разные газовоздушные потоки. Оно объясняет [highlight]один из параметров влияния[/highlight]. В общем же случае все сводится к соотношению между располагаемой мощностью и тягой, которую можно получить, распределяя эту мощность на количество отбрасываемого воздуха.
Интересно, а где ж Вы взяли "[highlight]влияние распределённого потока на подъёмную силу[/highlight]" здесь? (смотри фото) :-? На сколько я понимаю, газовый поток от ГТД, полностью уравновешивается в "НОЛЬ", и не только на Ми 8, есть конструкции вертолётов, у которых поток от двигателя направлен прямо противоположно подъёмной силе! И это пренебрегается, как [highlight]влияние на результирующую силу[/highlight] :cool:
Так что, лучше бы Вы удалили определение "двух контурность" из отмеченного определения вертолёта, дабы небыло казусов в дальнейшем. А то, как то некомпетентностью, отдаёт в Ваших рассуждениях...
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Итак, как обещал, вот описание работы(как мне видится) волнового генератора газа(см. рисунок). На рисунке дана развёртка на плоскость, чёрной стрелочкой обозначенно направление вращения, зелёным цветом обозначенны крышки/золотники, остальное должно быть понятно.
Сверху вниз:
1)Труба/канал перекрыта с обоих концов, происходит впрыск топлива и поджиг смеси. Надо сказать, что в данном месте может быть устроенна внешняя КС, что-то вроде форкамеры в крышке, в которую подаётся небольшое кол-во сжатого ранее воздуха из ресивера и топливо, им же эта "форкамера" может и охлаждаться. Но пока будем рассматривать вариант с горением в канале;
2) Идёт процесс горения и сжатия во всё ещё перекрытом канале;
3-4) Трубка/канал подходит к отверстию в золотнике, сообщающим её с ресивером, сжатый воздух перетекает в него;
5) По завершении вытеснения воздуха/уравнивании давления горючих газов и сжимаемого воздуха, при подходе волны давления к левой крышке/золотнику, канал ей перекрывается со стороны выхода воздуха(чтоб было от чего отразиться), одновременно в правой крышке может открыться канал выхлопа;
6-9) Канал открыт с обеих торцов. Выхлопные газы с большой скоростью покидают канал в выхлопную систему, эжектируя новую порцию воздуха. При этом выхлопные газы частично отбирают тепло от стенок канала, снижая подогрев свежего заряда/воздуха. Процесс чем-то схож с прямоточной продувкой в ДВС с ПДП. Выхлоп, имеющий меньшее давление, чем сжаый воздух может быть направленн либо на вспомогательную турбину(например ТКР для наддува), либо в теплообменник встроенный, скажем в тот же ресивер, либо может использоваться для обогрева внешнего корпуса турбины(для снижения теплопотерь в ней), либо комбинацией этих либо других методов;
10) Канал полностью продут и перекрыт справа золотником. Происходит процесс "дозарядки", т.к. справа поток томозиться - повышается давление, а слева ещё поступает свежий воздух, вследствии инерции.
Затем цикл повторяется.
Для привода этого устройства требуется мизерная мощность, главная турбина может работат по воздушному циклу, а он имеет наивысший КПД, можно использоват топлива с содержанием серы(солярка), т.к. в турбину они не попадают, а каналы ротора хорошо продуваются, то коррозия минимальна. Недоиспользованное тепло частично возвращается в цикл= повышение экономичности. Простая, в сравнении с лопаточными машинами, конструкция= снижении стоимости. Теоритически можно получить приличные давления= высокий КПД, особенно для малоразмерных турбоустановок. И т.д. и т.п.
Вот, как-то так. :)
 

Вложения

Владимир Александрович

Дорогу осилит идущий!
Откуда
Москва
Интересно, а где ж Вы взяли "влияние распределённого потока на подъёмную силу" здесь? (смотри фото)
       Приехали!!! Теория лопасти несущего винта созвучна теории крыла, но чтобы было проще и понятнее,  посчитайте по дисковой теории несущего винта расход воздуха через ометаемый диск на режиме висения скажем у Ми-8. Вот этот расход, будучи распределенным на каждую лопасть или ее элемент (с учетом оборотов НВ) и покажет вам  распределенный поток в вертикальном направлении и подъемную силу тяги приходящийся на одну лопасть или ее элемент.

На сколько я понимаю, газовый поток от ГТД, полностью уравновешивается в "НОЛЬ", и не только на Ми 8, есть конструкции вертолётов, у которых поток от двигателя направлен прямо противоположно подъёмной силе! И это пренебрегается, как влияние на результирующую силу. 
       Не путайте себя и других. Что значит "газовый поток от ГТД, полностью уравновешивается в "НОЛЬ"..." Он что там на весах гирями уравновешивается что ли? Надо выражаться принятым в теории техническим языком. Вы хотели сказать, что в свободной турбине вертолетного ГТД  происходит полное расширение газового потока и поэтому на выходе из выхлопного устройства (не сопла) практически нет тяги. Вот теперь правильно. Действительно ее там нет, но расход газа, проходящего через двигатель, ведь остался. А что такое степень двухконтурности (кстати это слово пишется вместе, также как двухтактный, четырехтактный)  - это отношение расхода через второй контур к расходу через первый.  Мы его здесь применили, чтобы связать логикой разные типы "ГТД+В" и показать принципиальную разницу между ними в преобразовании мощности в тягу.  Практически понятие степень двухконтурности всегда применяется в теории ДТРД, потому что оба контура конструктивно компонуются в одном двигательном агрегате.

      Увы, но в заключении вынужден ответить Вашей же высокомерной фразой: "Так что, лучше бы Вы удалили определение "полностью уравновешивается в "НОЛЬ" из отмеченного определения вертолёта, дабы небыло казусов в дальнейшем. А то, как то некомпетентностью, отдаёт в Ваших рассуждениях... "

      Надо быть более ответственным в том, что говоришь и пишешь, тем более когда совсем не владеешь теориией.
   
 

Владимир Александрович

Дорогу осилит идущий!
Откуда
Москва
Итак, как обещал, вот описание работы(как мне видится) волнового генератора газа(см. рисунок).
    Я пока оставляю в стороне вопрос о герметизации торцов. Предположим, что герметизация обеспечена.
     В начальный момент Вы зажгли свечей смесь с предварительно впрыснутым топливом. В замкнутом объеме растет давление до максимума и смесь сгорает полностью. Расширения пока нет, но интенсивный теплообмен между газом и воздухом, не участвовавшем в горении, произойдет вместе с частичным перемешиванием.
     Я убежден, что с открытием окна выпуска воздуха, вместе с воздухом успеет выйти и часть газа, как при продувке двухтакного двигателя. В принципе это не страшно, если эта смесь пойдет в агрегат расширения как рабочее тело. Будет некий аналог СПГГ.
     Получается, что после закрытия выпускного окна, энергия газа, оставшегося в объеме канала полностью будет истрачена на эжекционное втягивание свежей порции воздуха.
     Цикл логичен и как начальная идея проходит. Требуется провести расчеты и посмотреть, что получается в них, а потом уже разрабатывать технические вопросы.
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Я пока оставляю в стороне вопрос о герметизации торцов. Предположим, что герметизация обеспечена.
Ессно, абсолютной герметичности не будет, некие потери будут присутствовать. Но оные есть практически везде, в том же ГТД на перетекание тратится весьма не малое кол-во газа, в двухтактниках массово применялись/применяются золотники и никого это особо не пугает. Если процент потерь укладывается в некий допуск, то и ладно.
Я убежден, что с открытием окна выпуска воздуха, вместе с воздухом успеет выйти и часть газа, как при продувке двухтакного двигателя. В принципе это не страшно, если эта смесь пойдет в агрегат расширения как рабочее тело. Будет некий аналог СПГГ.
Это можно минимизировать(если хочется иметь на выходе как можно более чистый воздух, например, для последующего его использования для наддува/обогрева кабины ЛА) устроив резонаторные камеры, проимерно так, как делается резонансный выхлоп на ДВС, тот же приём можно использовать и для возврата всасываемого воздуха из выхлопного тракта. Однорежимность можно преодолеть применив раздвижное/телескопическое колено, заплатив усложнением конструкции. Опять же может быт разная реализация. В озвученном выше - фактически цикл Отто(сгорание при постоянном объёме), но можно сгорание организовать и на расширении(цикл Дизеля), да и цикл Тринклера тоже возможен. С внешней КС может получиться классический цикл Брайтона. :)
Получается, что после закрытия выпускного окна, энергия газа, оставшегося в объеме канала полностью будет истрачена на эжекционное втягивание свежей порции воздуха.
Это в идеале, но данную конструкцию к нему можно подвести относительно близко.
Цикл логичен и как начальная идея проходит. Требуется провести расчеты и посмотреть, что получается в них, а потом уже разрабатывать технические вопросы.
Вот с расчётами пока не очень. :( Готовых методик, как я понимаю, нет. Пока освежаю теорию ДВС/ГТД/етц. пытаюсь прикинуть, как это всё дело считать. Хотя бы в первом приближении. Был бы весьма признателен за помощь в данном вопросе.
 

И.Мазур

Я люблю строить самолеты!
Извините что вмешался в дискуссию, у меня тут назрели некоторые вопросы и предложения. Интересно никто не пробовал сделать СПДК на основе РЛД (например двухсекционный, с перекрёстными рабочими и компрессионными полостями) . И кроме того, если в трубу вдувать смесь метана (ацетилена и т.д.) с воздухом в детонационной пропорции и периодически поджигать, то на другом её конце получим с той же периодичностью высокое давление, которое можно дополнительно увеличить конусным сужением. Это давление направить в ресивер напрямую, без клапанов, а чтобы оно не вылетало обратно (между периодами), сделать несколько таких труб бьющих в одно отверствие. На подобном принципе есть ряд задумок аналогов турбо, реактивным и другим двигателям, в том числе и для прямого получения электроэнергии (типа МГД генератора), возможно, и с полным (не считая потерь) внутренним теплообменом.      
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Интересно никто не пробовал сделать СПДК на основе РЛД
Здесь на форуме есть участник из Болгарии под ником EX-62. Он как раз занимается разработкой биротативного РПД-газогенератора для ранцевого вертолёта. Пошукайте по форуму или ему напишите.
И кроме того, если в трубу вдувать смесь метана (ацетилена и т.д.) с воздухом в детонационной пропорции и периодически поджигать, то на другом её конце получим с той же периодичностью высокое давление, которое можно дополнительно увеличить конусным сужением. Это давление направить в ресивер напрямую, без клапанов, а чтобы оно не вылетало обратно (между периодами), сделать несколько таких труб бьющих в одно отверствие. На подобном принципе есть ряд задумок аналогов турбо, реактивным и другим двигателям, в том числе и для прямого получения электроэнергии (типа МГД генератора), возможно, и с полным (не считая потерь) внутренним теплообменом. 
Это ровно то, что я и предлагал ;) Без МГД правда(на этот счёт есть другие мысли), т.к. для МГД нужно добавлять в газы щёлочные металлы(натрий, калий) без этого КПД слишком уныл. :( Хотя.... время идёт, может уже что новенькое придумали.
 
Вверх