Кто может сделать импеллер?

[Антон Алексеев]

...даже наши лопатки делали в "ручную" на фирме которая стоит на уровне ОДК, ОПК и т.п.(не буду называть название, но все её прекрасно знают) и делали они их больше года потому-что запустить их в серию будет стоить миллионы(причём не рублей).
Как-то так...

Да ладно, я всю жизнь такие техпроцессы запускаю, тут запуск в серию ну никак не дороже ляма нерублей будет. Даже включая металлообработку. Просто у трехбуквенных фирм цены завышены.

 

[Malish]

Да ладно, я всю жизнь такие техпроцессы запускаю, тут запуск в серию ну никак не дороже ляма нерублей будет. Даже включая металлообработку. Просто у трехбуквенных фирм цены завышены.

Ну вот Вы и сами это подтвердили... Даже если(по Вашим словам) запуск в серию этих "чудо" лопаток будет стоить около "ляма", а мы планируем продавать примерно 20-25 наборов(КИТов) в год, то срок окупаемости затрат на эти изделия будет выражаться в десятки лет(200-250 лопаток в год).
Сейчас у нас уже есть рассчитанная лопатка в 3D, сделать с неё простую матрицу(в принципе они тоже уже есть) для "ручной" формовки(20 лопаток в месяц) не составит больших затрат и труда. Думаю что те-же Казанские или Луганские изготовители композитных винтов смогут делать для нас эти лопатки(да и ступицы вентиляторов тоже), там для них ничего сложного не будет - по конструкции и процессу изготовления эти лопатки ничем не отличаются от лопасти винта(только в разы меньше). И это будет намного дешевле, зачем городить весь этот "сыр-бор"?
Наш вентилятор и лопатка к нему:

"Болван" новой лопатки сделанный на 3D принтере:

Луганские пропеллеры:

LugaProp Lugansk — Воздушные винты Луганск

 

[Malish]

Нет, я имел ввиду обычный винт.
Мне интересна не копия Оптики, а концепция двухбалочного моноплана и кокпита с максимальным обзором.

Спасибо за доходчивые разъяснения.

Информация к размышлению:
Посмотрите какой большой диаметр вентилятора у Оптики, а всё это потому-что на ней стоит стандартный авиационный(для сертификации) двигатель(Lycoming), а у него максимальные обороты всего 2700об/м.
Если сделать подобный уменьшенного размера самолёт с Вентиляторной СУ и автомобильным ДВС даже в 2 раза меньшего диаметра, то это будет то что Вы хотите:

 

[Anatoliy.]

Коэффициент КПД правильно рассчитанного и сделанного вентилятора в канале(ducted fan) будет около (0,8), а в плохом случае (0,6)

У меня к Вам вопрос про КПД воздушного винта хоть в кольце, хоть в канале, хоть без оных.
Так как я не заканчивал ни одной авиационной академии и даже ни одного авиационного института, то этот вопрс меня сильно интересует.
Как вычисляется этот самый КПД. и что берут за 100 % чтоб в конечном результате получились те 80 % (0,8) и 60 % (0,6) ?
И второй вопрос.
Зависит ли этот КПД от скорости полета?

 

[Malish]

У меня к Вам вопрос про КПД воздушного винта хоть в кольце, хоть в канале, хоть без оных.
Так как я не заканчивал ни одной авиационной академии и даже ни одного авиационного института, то этот вопрс меня сильно интересует.
Как вычисляется этот самый КПД. и что берут за 100 % чтоб в конечном результате получились те 80 % (0,8) и 60 % (0,6) ?
И второй вопрос.
Зависит ли этот КПД от скорости полета?

Любой "агрегат"(будь то винт, вентилятор, ДВС, электромотор, редуктор и т.п.) имеет свой КПД и у всех он будет разный. Например у электромотора он равен 90%(0,9), а у ДВС примерно 60%(0,6)(если я правильно помню) - существует таблица с примерным КПД на каждый вид "агрегата"(механизма). Любой механизм теряет часть энергии(мощности) которую он потребляет и отдаёт(преобразовывает во что-то) всегда меньше. Эти потери присутствуют всегда(трение, теплоотдача и т.п.) поэтому и нельзя создать "вечный двигатель"(по законам физики) - 100% КПД в природе не существует, но к этому все стремятся.
Конечно КПД винта зависит от скорости полёта, поэтому винты и рассчитывают на определённые режимы полёта где КПД будет максимальным. Например винты фиксированного шага(ВФШ) делают "круизными"(для дальних полётов где важна скорость) или "тяговыми"(максимальная тяга на взлётно-посадочных режимах).
Так-же делают винты изменяемого шага(ВИШ), где режим с лучшим КПД "растягивается" путём изменения шага(угла установки) лопасти при изменении(увеличении) скорости полёта. У вентиляторных СУ это выражено в меньшей степени(меньше диаметр, больше обороты) поэтому вентиляторы с изменяемым шагом лопаток обычно не делают.

 

[Anatoliy.]

Эти потери присутствуют всегда(трение, теплоотдача и т.п.) поэтому и нельзя создать "вечный двигатель"(по законам физики) - 100% КПД в природе не существует, но к этому все стремятся.

Мой вопрос как то не нашел ответа в Вашем сообщении.
Откуда взялись те, Вами упомянутые, значения 0,8 и 0,6 в отношении КПД воздушного винта?
Из таблиц?
Всё же не понятно что это за 100 %
Не зная какому мифическому устройству принадлежит стопроцентный КПД невозможно оценить реальный воздушный винт.
И почему

У вентиляторных СУ это выражено в меньшей степени(меньше диаметр, больше обороты) поэтому вентиляторы с изменяемым шагом лопаток обычно не делают.

Меня интересует не ВИШ в качестве вентилятора, а почему у вентилятора что то в меньшей зависимости.
Какими закономерностями, а точнее какими формулами это можно объяснить?
Вот есть некое устройство с вращающимися лопастями. У него конкретно замерена тяга и измерена подходящая мощность.
А дальше что?
Как определить его КПД ?
Удельную тягу можно определить, а КПД как определить?

 

[erisky]

Можете определить через работу ( силы ), работа=сила *перемещение. Отношение полученной работы к приложенной (затраченной ) и будет КПД. В учебниках физики за 9 класс.
Полученную выведите через располагаемую тягу, а приложенная - будет от двигателя.

 

[Anatoliy.]

Можете определить через работу ( силы ), работа=сила *перемещение. Отношение полученной работы к приложенной (затраченной ) и будет КПД. В учебниках физики за 9 класс.
Полученную выведите через располагаемую тягу, а приложенная - будет от двигателя.

Девятый школьный класс я преодолел очень давно, да в институте физику так же давно проходил, и даже сдал экзамен на пять.
Но Вы меня поставили в трудное положение с этим Вашим понятием о КПД.
Вот силу тяги этого устройства с вращающимися лопастями можно измерить очень точно. А на что её надо умножать чтоб получить работу?
Скажем, берем работу по перемещению чего то за время один час слабо мощным приводом на расстояние 10 метров и сравним его с другим устройством, которое с большими потерями и с большей мощностью переместит то что то на те же 10 метров но за 1 минуту. с тем же усилием.
Ну и к какому выводу следует прийти по Вашему?
У какого устройства КПД выше?
Но это слишком отвлеченный пример.
А вот в отношении КПД несущего винта в режиме зависания как быть?
Следуя Вашей логике если нет перемещения вертолета в режиме зависания по правилам учебника 9 класса, то его КПД равен НУЛЮ и можно изготавливать несущий винт настолько дрянным с КПД равным 0 % типа вращающейся оглобли, или вообще не вращающейся и даже можно ничего не привинчиваить к вертолету, чтоб он зависал в воздухе.
Так что ли ?

 

[ОСТРОВИТЯНИН]

Толян, ты мне друг по fоруму и я всегда за тебя (больше по политическим мотивам), но опытнее не в теории, а в реалии самодела с импеллерным движителеи под ником Малыш здесь на fоруме нет. У него летающий аппарат. И не доказывай, что он неправильно летает.

 

[Anatoliy.]

Толян, ты мне друг по fоруму и я всегда за тебя (больше по политическим мотивам), но опытнее не в теории, а в реалии самодела под ником Малыш здесь на fоруме нет. У него летающий аппарат. И не доказывай, что он неправильно летает.

Откуда Вы взяли, что я усомнился в опыте Malishа ?
Тут вопрос о том как правильно посчитать КПД устройства с вращающимися лопастями.
Вот попробуйте найти в учебниках по аэродинамике точное определения этого понятия.?
Сколько я не задавал этот вопрос, мне никто не ответил.
А вопрос крайне важен.
Не зная к какому теоретическому 100 %% устройству стремится и относительно чего сравнивать реальный движитель невозможно правильно его сконструировать.
Вот есть два движителя у одного удельная тяга большая, а у другого меньшая.
Но это не дает право считать какой из них более совершенен.
И даже этой характеристики не достаточно, потому, что тот с большей удельной тягой показывает свои свойства при подводимой мощности, например, 100 Ватт, а второй при подводимой мощности в 100 кило Ватт.
У одного диаметр может быть равен 10 сантиметрам, а у второго 10 метрам.

 

[erisky]

Так что ли ?

А, вам не кажется, что вы манипулируете понятиями и режим висения - частный случай?
Именно у "тела-вертолёт" и будет КПД =0 в режиме висения. А вот, относительно воздуха, у воздушного винта и "появится" этот КПД.
Короче - это с какой стороны посмотреть. НО! Я вам не скажу как его искать. Не хотите искать "квадратный корень", тогда поделите "член на многочлен". 🤐

 

[Malish]

Меня интересует не ВИШ в качестве вентилятора, а почему у вентилятора что то в меньшей зависимости.
Какими закономерностями, а точнее какими формулами это можно объяснить?

Не могу я Вам здесь читать лекции, писать формулы и рисовать графики. Но постараюсь в "двух словах" объяснить.
Надеюсь Вы знаете что такое - угол установки лопасти(лопатки)? Так вот, если этот угол выставлен для максимальной подъёмной силы(тяги) лопасти(скажем в 16 градусов) в статическом режиме, то воздушный винт будет "выдавать" максимальную тягу(и КПД), а вектор скорости движения лопасти будет совпадать с вектором потока воздуха относительно хорды лопасти и они будут равны 16 градусам к хорде(лопасти).
Но стоит ЛА начать двигаться, то к вектору скорости вращения лопасти начнёт добавляться вектор набегающего потока воздуха, который будет направлен на 90 градусов к вектору движения лопасти. При складывании этих двух векторов получится реальный вектор потока воздуха относительно хорды лопасти, который уменьшит угол атаки(установочный относительно воздушного потока) лопасти(будет меньше 16 градусов) и это вызовет уменьшение подъёмной силы(тяги и КПД) винта. При дальнейшем увеличении скорости ЛА тяга(и КПД) винта будут продолжать падать, пока тяга винта не станет равной силе воздушного сопротивления самого ЛА и тогда набор скорости прекратится.
В связи с тем что вентилятор в воздушном канале(ducted fan) даже в статике находится под воздействием уже частично набегающего потока воздуха(он сам его создаёт находясь в ограниченном пространстве канала(особенно длинного)), то углы установки лопаток вентилятора изначала делаются больше чем у винта. К тому-же скорость вращения вентилятора значительно больше скорости вращения винта и соответственно скорость движения лопатки(и её вектор) будет больше чем вектор скорости набегающего потока воздуха(по сравнению с векторами винта). Соответственно реальный вектор воздушного потока относительно хорды лопатки будет иметь меньшее значение к углу атаки(уменьшению) лопатки.
Так более понятно?

 

[Anatoliy.]

Именно у "тела-вертолёт" и будет КПД =0 в режиме висения.

Речь идет не о вертолете, а о его несущем винте.
Это разные понятия.

А вот, относительно воздуха, у воздушного винта и "появится" этот КПД.

Он же, КПД,, не просто появляется, а появляется равным какой то конкретной величине.
Ну вот и разъясните как определить КПД в процентах устройства с вращающимися лопастями относительно воздуха?

 

[Anatoliy.]

Не могу я Вам здесь читать лекции, писать формулы и рисовать графики. Но постараюсь в "двух словах" объяснить.
Надеюсь Вы знаете что такое - угол установки лопасти(лопатки)?

Знаю конечно про эти углы установки и углы атаки.
Всё это используется в моей программе расчета воздушного винта.

И про треугольник скорости я в курсе, но это ни коим образом не отвечает на вопрос о конкретном значении в процентах КПД устройства.
КПД устройства (любого) определяется как отношение реальной затрачиваемой мощности реального устройства к затрачиваемой мощности устройства со стопроцентным КПД.
А тут даже предлагают некоторые с умным видом оперировать работами, а не мощностями.
Вот я и спрашиваю что это за зверь такой у которого 100 % КПД?
Надо же как то сравнить своё творение вместе с его всевозможными потерями с неким опорным значением.
Если устройство окажется имеет КПД только 10 % в статике, то это побудит искать причины как увеличить это значение.
Но как узнать (вычислить) сколько процентов получилось в том или ином режиме или конструкции?

 

[Сергей Фролович]

Как то у Вас все в куче, винегрет сплошной.
Может есть смысл хоть минимально разделить задачу по этапам? Отработка конструкции из обычного материала, плюс работа на подвижном стенде, проработка концепции по пластику.
На основе полученных данных проектирование силовой установки под конкретную ситуацию.
Безусловно часть работы Вы уже сделали.
Вопросов будет значительно меньше.

 

[erisky]

Извините за "блуд"!

Речь идет не о вертолете, а о его несущем винте.
Это разные понятия.

Это ваши слова?

Следуя Вашей логике если нет перемещения вертолета в режиме зависания по правилам учебника 9 класса, то его КПД равен НУЛЮ

А, эти?
Вы меняете понятия, как вам на "ум" пришло. Особенно вот это -

А тут даже предлагают некоторые с умным видом оперировать работами, а не мощностями.

Изучите, для начала, принятые понятия "ньютоновской" физики. Кстати, с точки зрения математики, "ньютоновская" физика - это частные случаи термодинамики.
А, чтобы не ущемлять ваше "самолюбие", когда вы сами разберётесь со своей "кашей" в голове, я вам расскажу - как ГРАФИЧЕСКИ!!! доказать, что "преподаватель" глупее ( тупее ) своего "ученика". Всё, пока "молчу".

 

[Anatoliy.]

Как то у Вас все в куче, винегрет сплошной.

Вы кому адресовали своё послание?
Если тому кто просит изготовить вентилятор, то он сам просит кого нибудь это сделать, так как сам не умеет.

Если это послание тому, кто умеет изготавливать вентиляторы, то это ни коим образом не приблизит его к вычислению КПД своего творения чтоб быть удовлетворенным в достижения совершенства по максимуму КПД как объективной оценке.

При чем тут это?

Может есть смысл хоть минимально разделить задачу по этапам? Отработка конструкции из обычного материала, плюс работа на подвижном стенде, проработка концепции по пластику.
На основе полученных данных проектирование силовой установки под конкретную ситуацию.

Как отработать конструкцию из обычных материалов чтоб перейти к следующему этапу "поедания винегрета"?
Терпеливо выстругивая множество воздушных винтов и испытывая их можно лишь сказать что вот этот вариант получилось лучше чем вот тот вариант. И сколько таких экспериментов проделывать не скажет ни кто пока не опишет математически свойства требуемой конструкции.
Можно же годами "топтаться" в пределах 30 - 40 % КПД не зная, что реально можно достигнуть 70 - 80 % КПД .
Или другая крайность - потеть стругая и стругая винты у который практически достигнут реальный предел, допустим в 89 %, надеясь улучшить КПД ещё на 20 %.

Единственный критерий отлично выполненной работы является оценка конструкции по значению её КПД.
Казалось бы простецкая задача.
Взять измеренную мощность изготовленного воздушного винта со всеми его потерями и разделить на мощность идеального воздушного винта с тем же диаметром и тягой.

Ну и как будет выглядеть этот теоретический идеальный воздушный винт?
Вот это я и спрашиваю.

 

[Anatoliy.]

Извините за "блуд"!

Критиковать проще всего.
А как с ответом на конкретный вопрос про вычисление КПД конкретного воздушного винта?
Или опять отправите изучать термодинамику?

Замечу, запасенная или скрытая энергия, или произведенная работа не поможет вычислить КПД процесса.
Для этого требуется оперировать мощностями конкретной установки сравнивая её с мощностью идеальной установки при тех же внешних параметрах.
Скажем, заливаем в двигатель горючее и сжигаем его с определенной скоростью в двигателе.
Зная скорость выделяемой энергии при сжигании (мощность процесса при сжигании) сравниваем её с мощностью на выходе того двигателя.
Или еще проще, сравниваем мощность на валу электродвигателя с подведенной мощностью к нему с помощью ваттметра.

Вот и продемонстрируйте свои способности что с чем следует сравнить (разделить что на что) когда хотите что либо сказать про воздушный винт с точки зрения его КПД.
Можете прибегнуть к универсальной термодинамике как общему учению из которого вытекает ньютоновская физика.
Это же Ваши слова?

Кстати, с точки зрения математики, "ньютоновская" физика - это частные случаи термодинамики.

 

[Malish]

Может эта информация Вам даст ответ на этот вопрос:

Коэффициент полезного действия винта

poisk-ru.ru

 

[Anatoliy.]

Может эта информация Вам даст ответ на этот вопрос:

Эта ссылка выглядит без формул вот так:

Уже в который раз убеждаюсь, что аэродинамика является совокупностью мнений и предположений мало соседствующих с физикой процессов.
Вот выдержка из Вами приведенного источника "знаний":
"Исходя из изложенного выше, можно сделать вывод, что при расчете винтов СЛС без существенных погрешностей считаем
а для его увеличения следует стремиться к увеличению диаметра винта."

Это как получается, если увеличивать диаметр воздушного винта, то КПД будет не то что стремиться к 100 %, а вообще может превысить эти 100 % при стремлении диаметра к бесконечности.
Какая то ерунда получается.
Вам это не кажется?

И еще.
Вам не показалось странным, что разделив потери воздушного винта по группам опять таки с потолка утверждают, что потери на закручивание потока не превышают 2 % ?
Но тогда какой смысл городить спрямляющие устройства за винтом если по тому же источнику "знаний" приведенном Вами возрастут потери на трение об те лопатки спрямляющего устройства на примерно те же 2 % ?

Заметьте, в том источнике предлагают смириться со сложностью расчетов и просто тщательно лакировать лопасти, чтоб попасть "пальцем в небо", то есть в примерные 2 % потерь на трение.

Вот поэтому конструктора тупо строгают и строгают в темную воздушные винты не понимая смысла самого понятия КПД.
Как можно предлагать для увеличения КПД, нет не удельной тяги, а именно КПД, увеличение диаметра воздушного винта?
Бред какой то, а не аэродинамика.