Электрические самолеты

[KAA]

Меня интересует практический вопрос.
Как измерять или вычислять этот самый КПД воздушного винта.
Есть реальный воздушный винт.
Есть конкретное условия - скорость относительно воздуха вблизи, но в невозмущенном пространстве.
А дальше что делать???
Где взять тот идеальный эталон у которого 100 % КПД ???

У идеального эталона, тяговая мощность движителя (произведение тяги на осевую скорость его движения) равна механической мощности его привода.
Возможно и непосредственное измерение сил, действующих на узлы крепления двигателя или моторамы в полёте, а возможно и исследование геометрически подобных моделей винтов в АТ, что и производилось с соосными винтами (см. отчеты ЦАГИ №25 и559).
И уже в тех экспериментах 43-44 гг. был получен КПД=0,88 при больших значениях отн. поступи = 3-4!

 

[henryk]

с соосными винтами

" Передача вращающего момента на соосные винты самолёта обеспечивается уникальным дифференциальным однорядным планетарным редуктором, к созданию которого непосредственно приложил руку сам Н. Д. Кузнецов. При проектировании и производстве этого редуктора был использован ряд уникальных технических решений, позднее нашедших широкое применение в других типах авиационных двигателей. "

=??? (TU-95)

 

[henryk]

=HYBRID, 500 km...

 

[Anatoliy.]

У идеального эталона, тяговая мощность движителя (произведение тяги на осевую скорость его движения) равна механической мощности его привода.

Если перемножить тягу несущего винта в режиме зависания на его нулевую осевую скорость движения, то получится всегда НУЛЕВАЯ мощность движителя.
Но движитель всё же потребляет мощность.

Так что вопрос с КПД воздушного винта остается пока без четкого определения.

 

[JohnDoe]

Если перемножить тягу несущего винта в режиме зависания на его нулевую осевую скорость движения, то получится всегда НУЛЕВАЯ мощность движителя.
Но движитель всё же потребляет мощность.
Так что вопрос с КПД воздушного винта остается пока без четкого определения.

Может имелась ввиду осевая скорость потока от винта?

 

[henryk]

осевая скорость потока от винта?

" " Передача вращающего момента на соосные винты самолёта обеспечивается уникальным

дифференциальным однорядным планетарным редуктором,
"
-как понимать "УНИКАЛЬНЫЙ однорядный планетарный" ?

 

[Anatoliy.]

Может имелась ввиду осевая скорость потока от винта?

Вот именно так я и представляю себе идеальный воздушный винт.

Для меня идеальный воздушный винт это такое устройство, которое без потерь придает приращение скорости воздуху проходящему через ометаемую площадь.
Но реальный воздушный винт имеет всевозможные потери.
Львиная доля потерь кроется в индуктивном сопротивлении лопастей.
И чем выше набегающая осевая скорость, тем больше угол установки лопастей.
А это приводит к отклонению полной аэродинамической силы на элементах лопастей.
Если на каком либо произвольном элементарном участке лопасти окружная его скорость будет равна осевой скорости набегающего потока, то аэродинамическая сила на этом участке лопасти отклониться на 45 градусов относительно оси вращения.
В этом случае индуктивное сопротивление станет равным силе тяге на том элементарном участке лопасти.
На элементарных участках лопастей расположенных дальше по радиусу индуктивное сопротивление будет уменьшаться по сравнению с величиной тяги, а на участках ближе к оси вращения индуктивное сопротивление будет больше силы тяги.
Но в эту стройную картинку вмешиваются квадрат окружной скорости с величиной хорды элементарных участков лопасти, которые влияют на результирующую силу тяги.
Да еще надо иметь ввиду, что радиус тех элементарных участков лопасти влияет на момент, который в свою очередь отражается на затрачиваемой мощности.
И если добавить еще ко всему этому профильное сопротивление и сопротивление трения поверхности, то картинка складывается весьма сложная.
А у идеального воздушного винта этих заморочек нет.

Что касается тех соосных винтов Ту95, то у него скорость полета равна почти 220 м/с.
И если не превышать скорость звука (примерно 320 м/с) на кончиках лопастей, то окружная скорость кончиков лопастей должна быть не более 250 м/с.
Так вот уже кончики лопастей уже будут иметь индуктивное сопротивление равное силе тяги.
Получается, что если силу тяги кончика лопасти умножить на скорость полета, то это будет почти равно произведению силе индуктивного сопротивления помноженного на окружную скорость того кончика лопасти.
Вот и получается, что самые кончики лопастей уже будут при КПД не выше 50 %.
Все остальные участки лопастей ближе к оси вращения будут иметь уже КПД ниже 50 %.

 

[JohnDoe]

" " Передача вращающего момента на соосные винты самолёта обеспечивается уникальным

дифференциальным однорядным планетарным редуктором,
"
-как понимать "УНИКАЛЬНЫЙ однорядный планетарный" ?

Да фиг его знает. Написать/объявить можно что угодно. "Однорядный" может иметься ввиду, что там есть только одна солнечная шестерня одно водило, одни блок сателлитов и т.д., т.е. синоним "одноступенчатый". Вами показываемый "каспервинговский" соосный редуктор тоже, вроде как, "диффеенциальный", "одноступенчатый" и по своему "уникальный". Так что не переживайте.😉

 

[henryk]

не переживайте.

-да какое там переживание=Богдана редуктор работает лучше,чем надо !

 

[JohnDoe]

-да какое там переживание=Богдана редуктор работает лучше,чем надо !

Вот и ладушки! А вариант с разными, по кол-ву лопастей винтами, не пробовали ещё? 2+3 например.

 

[KAA]

Если перемножить тягу несущего винта в режиме зависания на его нулевую осевую скорость движения, то получится всегда НУЛЕВАЯ мощность движителя.
Но движитель всё же потребляет мощность.
Так что вопрос с КПД воздушного винта остается пока без четкого определения.

Неужто вы не в курсе про "относительный КПД ВВ"? 😵
"Не верю!" (с) Скорее всего жаждете дискуссии.😉
Ну и нас-самолётчиков, он мало интересует. Лишь в редких случаях.

Может имелась ввиду осевая скорость потока от винта?

Нет, именно скорость полета, в соответствии с законами механики.🙂

 

[Anatoliy.]

Неужто вы не в курсе про "относительный КПД ВВ"?

Вы наверное не поверите, но я совершенно не в курсе про какой то "относительный КПД ВВ" .
Для меня всякий КПД это относительная величина.
Академий самолетчиков я не оканчивал, а все премудрости постигал и постигаю по мере возникновения вопросов методом изучения.
Вот и к воздушным (несущим) винтам подошел с детско-наивной чистотой.
Ну не было в моей голове тараканов что изложены во многих учебниках.
Пришлось самому доходить до глубин вопроса на основе базовых законов физики.
Как оценить собственную конструкцию, скажем, несущего винта?
Плох он или хорош и насколько плох или хорош.
Что делать дальше, отказаться, чуток подправить или в корне переработать?
С чем мне сравнивать если нет точно такого же несущего винта?
Оставался единственный вариант, найти тот эталон (идеальный воздушный винт) и сравниваться с ним.
Может свой идеальный воздушный винт я выдумал в разрез с существующими методиками.
Но это мне позволяет очень тонко почувствовать все ньюансы конструирования и приблизить свою конструкцию к идеальному варианту.

 

[Anatoliy.]

Нет, именно скорость полета, в соответствии с законами механики.

По законам Вашей "механники" несущий винт в режиме зависания обладает НУЛЕВЫМ КПД.
Это довольно распространенное заблуждение тех, кто не сильно задумался о физике процесса.
С точки зрения полезной произведенной работы по перемещению тела подвешенного под несущим винтом никакой работы не производится.
Но энергия тратится с определенной скоростью, то есть с некой подводимой мощностью.
Спрашивается, а зачем тогда тратить энергию вертолету если никакой полезной работы не производится.
Выключаем двигатель и приходим к тому же результату - вертолет никуда не перемещается, но зато и энергия попусту не расходуется.

 

[henryk]

не пробовали ещё? 2+3 например.

=3+2 одинакового типа,2-лопастной с большим шагом (желательно поменьше диаметра)=самая большая
Удельная тяга,минимальный шум...

=2+2=в полёте слышны "хлопки" .

3+3 =не лучший вариант,можно голыми руками останавливать !

Dropbox

www.dropbox.com

ЗЫ=древнерусские вертолётчики придумали для сравнивания разных по размерам и мощности ВМУ
"Коэфф. Летучести Винта"=учитывает Удельную Тягу и Удельную Нагрузку.

 

[JohnDoe]

По законам Вашей "механники" несущий винт в режиме зависания обладает НУЛЕВЫМ КПД.
Это довольно распространенное заблуждение тех, кто не сильно задумался о физике процесса.
С точки зрения полезной произведенной работы по перемещению тела подвешенного под несущим винтом никакой работы не производится.
Но энергия тратится с определенной скоростью, то есть с некой подводимой мощностью.
Спрашивается, а зачем тогда тратить энергию вертолету если никакой полезной работы не производится.
Выключаем двигатель и приходим к тому же результату - вертолет никуда не перемещается, но зато и энергия попусту не расходуется.

Анатолий, термин "КПД" означает "коэффициент ПОЛЕЗНОГО действия". В режиме висения, на холостом ходу и т.п. ситуациях ничего именно ПОЛЕЗНОГО не производится, хотя "действие" есть(винт крутится, двигатель хлебает горючее) потому и КПД - нулевой. По определению.
А когда двигатель выключен он уже никаких ДЕЙСТВИЙ не производит, и потому говорить о "полезности" такого режима не приходится. Тоже по определению.
ИМХУ

 

[JohnDoe]

=3+2 одинакового диаметра,2-лопастной с большим шагом=самая большая
Удельная тяга,минимальный шум...

=2+2=в полёте слышны "хлопки" .

Во! ☝️ Всё как я предполагал и говорил. ГТД-шный подход дал результат.😎

 

[henryk]

А когда двигатель выключен он уже никаких ДЕЙСТВИЙ не производит, и потому говорить о "полезности" такого режима не приходится.

=и да и нет!
=как полетит самолётка когда от сильных вибраций ВМУ отлетит своим ходом ???

Он-то даже и выключённый очень полезен !!!

" Всё как я предполагал и говорил. "
=да,в отличии от излюбленного всеми нами Анатолии...

 

[Anatoliy.]

В режиме висения, на холостом ходу и т.п. ситуациях ничего именно ПОЛЕЗНОГО не производится, хотя "действие" есть(винт крутится, двигатель хлебает горючее) потому и КПД - нулевой.

Меня не интересует КПД по перемещению вертолета в пространстве, о чем Вы попытались выссказаться .
С чем сравнить вертолет по КПД в таком случае?
С другим вертолетом или пароходом?

Но меня интересует только одна часть из того зависшего вертолета, а именно несущий винт.
И каждый несущий винт для осуществления своей прямой функции (создания подъемной силы) отличается от такого же несущего винта того же диаметра по подводимой мощности.
Когда есть два несущих винта с равными диаметрами и равной подъемной силой, то тогда их можно сравнивать друг с другом.
Один лучше другого по потребляемой мощности. Даже можно вычислить на сколько процентов он лучше.
Если в эти рассуждения втулить понятие КПД, то возникнет курьезная ситуация когда попытаются сравнить два воздушный винта из которых один лучше другого, скажем, в два раза. В этом случае КПД "лучшего" воздушного винта будет аж 200 %.
Ну и какая польза будет от этого если худший воздушный винт из той пары был не просто худшим, а отвратительно бездарным, а тот якобы лучший воздушный винт был хреновый, вот только лучше бездарщины в два раза.

А задача состоит в другом.
Где предел совершенства?
До какой конкретной величины можно снизить потребную мощность?
Как будет выглядеть тот предельно лучший вариант?

За счет чего создается подъемная сила несущего винта?
За счет придания некой секундно отбрасываемой массе воздуха некой скорости.
У всех несущих винтов равного диаметра и равной подъемной силы это соотношение равное.
Так вот, для этой производимой функции подводят много мощности к хреновому несущему винту, разумную мощность для средненького несущего винта и наименьшую мощность для лучшего несущего винта.

 

[Anatoliy.]

древнерусские вертолётчики придумали для сравнивания разных по размерам и мощности ВМУ
"Коэфф. Летучести Винта"=учитывает Удельную Тягу и Удельную Нагрузку.

Я уже несколько раз математически раскрывал Вам формулу этого дебильного коэффициента летучести, который сводился к КПД относительно идеального воздушного винта помноженного на плотность воздуха уже не помню в какой степени, да еще и выраженного в несистемных единицах исчисления.
И там же показал предел этого коэффициента выше которого не возможно подняться.
Но в Польше все процессы протекают неким чудодейственным образом, и даже Ваш любимый коэффициент летучести там в Польше превышает дозволенные физикой границы.
Это свидетельствует только о том, что в Польше разучились пользоваться головой.
Как Вы умудрились растерять способности применять элементарные знания по математике и физике после получения образования.
Любой школьник с этим справиться бы на раз - два.

 

[henryk]

какое там переживание=Богдана

=по построенному Богданом аэродромчику колесят огромадные машины=привезли ИЛ-18 !

и его владелец,Мариан...

кстати,перед постройкой на "взлётном поле" было болото !