Четырёхмоторные самолёты с ДВС. История. Настоящее. Будущее.

[Денис]

Ан-2 ещё трёхлопастной, если я не ошибаюсь?
Это какие года?

Трёхлопастные в разные времена были. ЭтоМвинт АВ-7Н-161 от самолёта Ли-2.

 

[Денис]

Господа, разрешите внести свои "3 копейки" в обсуждении концепции 4-х моторного самолёта. Про "бочку", крылья и прочии атрибуты планера я ни чего не понимаю. У меня вопрос. А почему нельзя сделать 4-х моторник но с тандемными мотогондолами. В каждой мотогондоле устанавливается соответственно пара двигателей с тянущим и толкающим винтами. Мотогондолы крепятся к крылу на небольшом пилоне. В случае отказа одного из двигателей разворачивающий момент будет меньше чем при классической установке моторов на 4-х моторном самолёте. Я имею в виду отказы крайних двигателей. Я тут развлекался прорисовкой моторов, которые ни кому не нужны, у меня получался двигатель по миделю близкий к "Ротакс-912". Если сделать двигатель о 12 поршнях то можно получить 250 сил при умеренной форсировке. Двигатель редукторный, обороты коленвала в 4200, обороты винта как попросите но в диапазоне 2000...2500. Через полый вал редуктора можно провести "требуху" механизма ВИРШ. Двигатель жидкостного охлаждения, это не хорошо, но в существующих условиях России можно надолго встрять с воздушником в доводку, это лет 7...10. Всё оборудование моторных заводов специализирующихся на доводке воздушников в России уничтожено. Малолитражные высокооборотные двигатели проще сделать жидкостниками. При тандемной установке двигателей блок радиаторов можно поставить между двумя смежными двигателями. При установке двигателей на пилоне их будет проще обслуживать технарям. Для наглядности показываю вам прорисовку подобного двигателя, безредукторного, о восьми поршнях, привожу сравнительные габариты с "Ротаксом-914". Это я так, для поддержания диалога и возможности "новых" компоновочных решений. Тут, как говорится, не до жиру. К стати, показанные варианты двигателя могут работать на авиационном керосине или газовом конденсате, это особенности рабочего процесса таких двигателей.

Винты надо будет разносить на не менее чем 2,5 их диаметра, иначе будут большие потери.

 

[Lapshin]

Винты надо будет разносить на не менее чем 2,5 их диаметра, иначе будут большие потери.

На Ту-95 об этом не знали - да и на Камовских вертолетах тоже.

 

[Alex_520]

И Бартини этого тоже видимо не знал, когда проектировал свой ДАР 😂
Только ЗАЧЕМ все эти ухищрения? Чтобы повысить цену самолёта и попутно потерять обдувку крыла наполовину?

Читается про Ил-18. А Вы разве не видите этого?

Каждый читает как может. Я лично понял, что ИЛ-20 был создан в 70-е годы на базе отработанного ИЛ-18...

Выглядеть грубо и быть дешёвым в производстве - две большие разницы. Я вот смотрю на разрез скайвэна и вижу обычные шпангоуты и стрингеры, которых не факт, что найдётся два одинаковых. Вижу гаргроты. Вижу поверхности двойной кривизны. И понимаю, что отдай его УЗГА - получится цена от Svorovski УЗГА. Квазиобтекаемо и псевдодёшево.

Можно выглядеть грубо как тот же "аккордеон" и иметь аэродинамическое качество 11 (что для двухмоторного лёгкого самолёта с неубирающимся шасси и подкосным крылом даже очень неплохо). А можно выглядеть как "обмылок" ТВМ-700 с убирающимся шасси и свободнонесущим крылом и иметь аэродинамическое качество МЕНЕЕ 10 единиц.
Силовой набор - прямоугольные рамы в качестве шпангоутов и продольные стрингеры (как на том же АН-2). И продольные гнутые уголковые лонжероны по углам прямоугольных шпангоутов. Ничего сверхестественного! В моей прорисовке гаргротов на крыле и над ним НЕТ, и панели двойной кривизны только в районе носового кока, который будет из радиопрозрачного стеклопластика (под ним будет антенна метеолокатора).
Что вы ещё страшного увидели?
На скоростях до 300 км/час такая конструкция "обмылку" проиграет 1 - 1,5 единицы в качестве планирования. Зато в производстве и в цене изделия заведомо выиграет. Для самолёта, который летает на расстояния от 30 до 500 км вылизывать аэродинамику особого смысла нет. Ему нужна энерговооружённость, хорошее крыло (желательно с простой механизацией, но с большой площадью обдувки) и умеренная удельная нагрузка на площадь крыла (у меня она заложена 125 кг/кв.м, как у того же "аккордеона").
И даже реверсивные воздушные винты НЕ НУЖНЫ! Достаточно двухрежимных ВИШ на две позиции - "ФЛЮГЕР" и "ПОЛЁТ", когда в полёте установочный угол лопастей такого воздушного винта будет настроен на скорость режима максимальной скороподъёмности. И систему автоматического флюгирования (электрическую - на РИТМ-7 гидравлическую не поставишь!), которая будет срабатывать автоматически при падении давления в магистрали подачи топлива к инжекторам. Упало давление в магистрали подачи топлива и стали падать обороты - винт автоматом уйдёт во флюгер. И у пилотов будет лишь четыре РУД-а - рычагов ВИШ не будет. Так меньше возможных ошибок будет и стоимость таких винтов будет как миниму вввтрое-вчетверо дешевле ступинских флюгируемых ВИШ.

 

[KAA]

Господа, разрешите внести свои "3 копейки" в обсуждении концепции 4-х моторного самолёта. Про "бочку", крылья и прочии атрибуты планера я ни чего не понимаю. У меня вопрос. А почему нельзя сделать 4-х моторник но с тандемными мотогондолами. В каждой мотогондоле устанавливается соответственно пара двигателей с тянущим и толкающим винтами. Мотогондолы крепятся к крылу на небольшом пилоне. В случае отказа одного из двигателей разворачивающий момент будет меньше чем при классической установке моторов на 4-х моторном самолёте. Я имею в виду отказы крайних двигателей. Я тут развлекался прорисовкой моторов, которые ни кому не нужны, у меня получался двигатель по миделю близкий к "Ротакс-912". Если сделать двигатель о 12 поршнях то можно получить 250 сил при умеренной форсировке. Двигатель редукторный, обороты коленвала в 4200, обороты винта как попросите но в диапазоне 2000...2500. Через полый вал редуктора можно провести "требуху" механизма ВИРШ. Двигатель жидкостного охлаждения, это не хорошо, но в существующих условиях России можно надолго встрять с воздушником в доводку, это лет 7...10. Всё оборудование моторных заводов специализирующихся на доводке воздушников в России уничтожено. Малолитражные высокооборотные двигатели проще сделать жидкостниками. При тандемной установке двигателей блок радиаторов можно поставить между двумя смежными двигателями. При установке двигателей на пилоне их будет проще обслуживать технарям. Для наглядности показываю вам прорисовку подобного двигателя, безредукторного, о восьми поршнях, привожу сравнительные габариты с "Ротаксом-914". Это я так, для поддержания диалога и возможности "новых" компоновочных решений. Тут, как говорится, не до жиру. К стати, показанные варианты двигателя могут работать на авиационном керосине или газовом конденсате, это особенности рабочего процесса таких двигателей.

В тандемных ВМУ очень сложно обеспечить заднему винту оптимальные параметры на при разных скоростях полёта и оборотах двигателей, а это значит, будут потери КПД заднего винта. По этой причине, тандемные ВМУ давно вышли из употребления.

Для самолёта, который летает на расстояния от 30 до 500 км вылизывать аэродинамику особого смысла нет.

Если насчёт 30 км нет никаких возражений, то при 500, откровенно плевать на неё не стоит. 2,5 ч лёта всёж...

И даже реверсивные воздушные винты НЕ НУЖНЫ! Достаточно двухрежимных ВИШ на две позиции - "ФЛЮГЕР" и "ПОЛЁТ", когда в полёте установочный угол лопастей такого воздушного винта будет настроен на скорость режима максимальной скороподъёмности.

Имея уже ВИШ, целесообразно использовать его возможности по-полной, ибо там до полноценного о1 шаг. В случае электрического- это уже полноценный ВИШ. Не случайно 2-х позиционнные ВИШи быстро уступили место полноценным.

 

[Alex_520]

Имея уже ВИШ, целесообразно использовать его возможности по-полной, ибо там до полноценного о1 шаг. В случае электрического- это уже полноценный ВИШ. Не случайно 2-х позиционнные ВИШи быстро уступили место полноценным.

Полноценный ВИШ требует наличия регулятора оборотов.
Даже в электрическом исполнении это приведёт к утяжелению и усложнению конструкции ВИШ (и всего самолёта в целом). Не говоря уж о значительном увеличении цены всего комплекта. И об усложнении оперций для пилота в их эксплуатации.
При двухрежимном же ВИШ цена и масса ЧЕТЫРЕХ комплектов будет меньше, а операции управления такими винтами можно будет свести к дублированию работы автоматики флюгирования переключением двухпозиционного электрического тумблера "ФЛЮГИРОВАНИЕ - ПОЛЁТ" (одного из четырёх).
Полвека летали самолёты на таких же скоростях без ВИШ и особо не страдали.
ВИШ нужен при увеличении диапазона скоростей полёта (от скорости набора высоты до максимальной крейсерской скорости полёта).
В нашем случае это будет от 150 до 250 км/час - то есть 100 км/час всего.
Так что не стоит усложнять самолёт, увеличивая его цену и усложняя пилотам технологию их работы при отказе - сработало автоматическое флюгирование и загорелось сигнальное табло об этом - переключатель перекинул в нужное положение и забыл. Занимайся пилотированием и навигацией.
А сам переключатель флюгирования можно сделать в виде светосигнального табло-кнопки. Загорелось табло - нажал на него пальцем и контролируй переход в режим флюгера. Не перепутаешь двигатели при такой операции (как это было у Багдасарова в Кировограде на АН-24, когда механик стажёр зафлюгировал кнопкой принудительного флюгирования воздушного винта один двигатель, а продублировал флюгирование гидрофлюгером для второго двигателя). И полёт пришлось пилоту-инструкторы завершать уже по планерному, без двигателей. Слава Богу, что всё это произошло при полётах по кругу на траверхе полосы. Высоты хватило....
Так что не стоит усложнять...

"Я так думаю!"(С)

 

[T-101]

А можно выглядеть как "обмылок" ТВМ-700 с убирающимся шасси и свободнонесущим крылом и иметь аэродинамическое качество МЕНЕЕ 10 единиц.

Вот например прародитель этого француза американский Mooney 301 с поршневым движком 360 л.с. вез пилота и пять паксов с крейсером 417 км/ч! Не знаю какое у него аэродинамическое качество, но характеристики очень впечатляют. Удельный расход получается 31 грамм/пакс/км! Космический результат для такого типа самолетов. Да, обмылок, но очень эффективный.

 

[daredevil]

Силовой набор - прямоугольные рамы в качестве шпангоутов и продольные стрингеры (как на том же АН-2). И продольные гнутые уголковые лонжероны по углам

Что ж, если набор на 4 лонжеронах + коробчатое днище и никаких гаргротов (примерно как у Эльбруса) - то это действительно получается технологично. С другой стороны, стоимость фюзеляжа - не такая уж большая доля стоимости самолёта.

и попутно потерять обдувку крыла наполовину?

Я тоже подумал, что тандемы хорошо для крейсера, но плохо для ВПХ.
Для ВПХ, впрочем, лучше гондолы движков под крылом, чем над ним (эффективный размах получается больше) - но тогда проще ротозею попасть под винты.

"бухого" пассажира успеть оттащить назад от воздушных винтов самолёта

Ещё чуть-чуть пространства - и пассажиры смогут гулять спокойно аки стадо оленей. Разве что пальцы и рога будут в зоне риска. Мне жаль, что 2 метра до винтов фактически исключает концепцию ВМУ с баками в виде подвесных контейнеров - но объективно понимаю, что безопасность для самолёта-мула важнее, чем простота обслуживания. При условии, что пусть не за 5 минут, но за полчаса мотор всё-таки можно будет заменить. Уж не знаю, какой разъём должен быть у топливного шланга, чтобы можно было расстыковать-состыковать на морозе (поэтому предложил было делать бак частью "пропульсивного" контейнера). Остальное вряд ли проблематично.

А насчёт качества - чем медленнее, тем проще обеспечить. Но коммерческая скорость обычно выше наивыгоднейшей, не так ли?

 

[Alex_520]

Что ж, если набор на 4 лонжеронах + коробчатое днище и никаких гаргротов (примерно как у Эльбруса) - то это действительно получается технологично. С другой стороны, стоимость фюзеляжа - не такая уж большая доля стоимости самолёта.

Стоимость "фарша" и проводки ситстем по фюзеляжу обходятся дороже самого фюзеляжа.

Я тоже подумал, что тандемы хорошо для крейсера, но плохо для ВПХ.

Не только по этой причине. Есши двигатель радиальный как РИТМ-7, то придётся попотеть с системой его охлаждения и настройками воздушного винта, КПД у которого будет заведомо меньше тянущего, т.к. он в закрученном воздушном потоке будет работать.

Для ВПХ, впрочем, лучше гондолы движков под крылом, чем над ним (эффективный размах получается больше) - но тогда проще ротозею попасть под винты.

Покажите мне хотя бы один СОВРЕМЕННЫЙ ВИНТОВОЙ самолёт-моноплан, у которого движки размещались бы в мотогондоле на пилонах под крылом.

Ещё чуть-чуть пространства - и пассажиры смогут гулять спокойно аки стадо оленей. Разве что пальцы и рога будут в зоне риска. Мне жаль, что 2 метра до винтов фактически исключает концепцию ВМУ с баками в виде подвесных контейнеров - но объективно понимаю, что безопасность для самолёта-мула важнее, чем простота обслуживания. При условии, что пусть не за 5 минут, но за полчаса мотор всё-таки можно будет заменить. Уж не знаю, какой разъём должен быть у топливного шланга, чтобы можно было расстыковать-состыковать на морозе (поэтому предложил было делать бак частью "пропульсивного" контейнера). Остальное вряд ли проблематично.

А насчёт качества - чем медленнее, тем проще обеспечить. Но коммерческая скорость обычно выше наивыгоднейшей, не так ли?

На АН-26 разница составляет порядка 40 км/час. Но у него и скорости в горизонте чуть не вдвое больше чем у этого "саквояжа" планируются.. Крейсерская - порядка 220-225 км/час, максимальная в ГП - порядка 260 - 270 км,час. Но на полной "копоти" и соответствующем расходе топлива на четыре движка. Смысла нет гнать скорость на таких коротких перелётах.

Вот например прародитель этого француза американский Mooney 301 с поршневым движком 360 л.с. вез пилота и пять паксов с крейсером 417 км/ч! Не знаю какое у него аэродинамическое качество, но характеристики очень впечатляют. Удельный расход получается 31 грамм/пакс/км! Космический результат для такого типа самолетов. Да, обмылок, но очень эффективный.

Ну очень большие сомнения на эти цифры. Американцы в рекламных буклетах на свою авиатехнику любят завышать данные. Так что "..ты либо длину пойманной рыбы уменьши, либо горящий светильник в её желудке погаси..."(С) - из анекдота 😂

 

[Alexandr Nikolaev]

При взлетной скорости 100 км/час (нагрузка на крыло 125 кГ/кв.м) и крейсерской скорости 180 - 200 км/час, что вполне достаточно (а больше и не получится при такой аэродинамике), ВИШ вообще не нужен.

 

[Alex_520]

Ну так а я про что? Нужен флюгируемый ВФШ.
Не стоит усложнять (утяжелять и удорожать) конструкцию самолёта зря.
Есть предел разумной достаточности...

 

[Alexandr Nikolaev]

Я бы крепко подумал над целесообразностью применения режима флюгер винта для данного проекта. 2 лопасти диаметром 2,5 м поперек потока при отказавшем двигателе. Это на скорости 120-150 км/час при работающих 3-х двигателях. Ну и что? Эти 2 лопасти немного добавят к имеющемуся сопротивлению при такой аэродинамике. Если остается необходимый положительный градиент набора, то почему бы и не упростить/удешевить самолёт?

 

[Alexandr Nikolaev]

Вот если нагрузка на крыло будет 75 кГ/кв.м (как на Ан-2) и убрать все подкосы (вообще все), тогда диапазон скоростей существенно возрастет. И в ВИШ появляется смысл. Тогда и короткие плохие ВПП и экономика применения этого самолёта на перелетах 100-600-1000 км скажут только спасибо разработчикам.

4 двигателя своим весом прекрасно разгружают лонжерон крыла от изгиба. Подкос крыла не нужен.

 

[Alex_520]

Уменьшение удельной нагрузки на площадь крыла почти вдвое увеличит площадь и массу крыла и оперения, т.е. снизит коммерческую загру́зку при зафиксированной взлетной массе (по параметру удельной мощности). А применение свободнонесущего крыла приведет к необходимости иметь центроплан с горбатым его обтекателем с двойной кривизной. Крыло по массе будет тяжелее (опять же за счёт уменьшения коммерческой загрузки).
Шасси при отсутствии подкосов получит малую ширину колеи, что уменьшит допустимую составляющую бокового ветра на взлете и посадке. И т.д. и т.п.
Вопрос - как все это отразится то на цене самолёта и производительности его работы?
Все взаимосвязано, увы!
И ещё - как вы предлагаете самолёты с Чукотки, Камчатки, Якутии и Сахалина гонять на капремонта на АРЗ в Беларуси - своим ходом по 35-40 часов летного времени в один конец, выбивая ресурсы двигателей и планера? Или проще погрузить самолёт в разобранном виде в стандартный 40-кафутовый морской контейнер и отправить его на АРЗ по железной дороге? Соответственно все размеры самолёта должны позволять загрузить его в разобранном виде в этот самый морской контейнер. И это тоже желательно изначально учесть ещё на стадии проектирования самолёта.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

если ПДП имеет два коленвала - как он может быть безредукторным: валы ведь надо синхронизировать?

Я показал конструкцию 4-х тактного ПДП двигателя с боковой камерой сгорания, общей для 2-х поршней, и балансирной системой. При балансирной системе КШМ применяется один коленвал. По данной схеме выполнен первый в истории двигатель для дирижабля "Россия", двигатель спроектирован и изготовлен ещё в 19 веке Огнеславом Костовичем. Варианты такого двигателя производились в Петербурге и устанавливались на лодки. Англичане выпускали такие дизеля под маркой "Каллок", дизель был весьма успешным.

 

[Alexandr Nikolaev]

Думаю, что разумно взять в качестве прототипа не Аккорд, а тем более не Скайвен, а Ан-14 Пчелка.
У Ан-14 всего 2 двигателя. но по 300 л.с. И винты диаметром 2.9 м (тяга в 4 степени от диаметра винта). Тем не менее, Антонов О.К. ограничил макс. взлетный вес Ан-14 3600 кг. Для обеспечения необходимой взлетной тяговооруженности. Подкос крыла пришлось поставить из-за чудовищного удлинения крыла. Тем не менее, Кмакс Ан-14 чуть лучше Кмакс Ан-2. Но такое удлинение там не для этого.

 

[slav]

Я бы крепко подумал над целесообразностью применения режима флюгер винта для данного проекта.

Тогда надо надёжно исключить авторотацию винта, при отказе двигателя !? 🙄

 

[Alexandr Nikolaev]

И ещё - как вы предлагаете самолёты с Чукотки, Камчатки, Якутии и Сахалина гонять на капремонта на АРЗ в Беларуси - своим ходом по 35-40 часов летного времени в один конец, выбивая ресурсы двигателей и планера? Или проще погрузить самолёт в разобранном виде в стандартный 40-кафутовый морской контейнер и отправить его на АРЗ по железной дороге? Соответственно все размеры самолёта должны позволять загрузить его в разобранном виде в этот самый морской контейнер. И это тоже желательно изначально учесть ещё на стадии проектирования самолёта.

Согласен. Самолёт должен разбираться на агрегаты длиной до 12 м.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Тогда надо надёжно исключить авторотацию винта, при отказе двигателя !?

Но это ведь не турбовинтовой двигатель со свободной турбиной. Раскрутить остановившийся в полёте поршневой мотор от набегающего потока воздуха, как это?

 

[Alexandr Nikolaev]

Стоимость "фарша" и проводки ситстем по фюзеляжу обходятся дороже самого фюзеляжа.

Вот именно поэтому дюралевые панели двойной кривизны фюзеляжа меня совершенно не смущают. "Просто надо уметь их готовить". Конечно, все должно быть в разумных пределах.