Да НЕ НУЖЕН вентилятору изменяемый шаг лопаток - наш самолёт уже это доказал, не меняются обороты вентилятора при увеличении скорости полёта как на винте фиксированного шага. Поэтому и не делают этого на вентиляторах турбовентиляторных двигателей, да и на других вентиляторах тоже.
Кто может сделать импеллер?
- Откуда
- По ту сторону пруда
Учитывая Ваш практический опыт, я полностью ему доверяю. Если Ваши эксперименты с импеллером показали, что ВИШ не нужен, значит так оно и есть.
Если доверяете, то тогда "забудьте" про второй вентилятор тоже. Сейчас я дам вам информацию, которую Вам нужно будет проанализировать и если у Вас есть какие-то знания в аэродинамике, то даже не делая никаких сложных расчётов(просто математика) или экспериментов, Вы тоже придёте к выводу что двойной вентилятор ничего хорошего не даст. Тут просто нужно подумать и используя знания в аэродинамике и в принципе(и законов) работы воздушных винтов, придти к какому-то заключению.
Я прикладываю часть расчёта ЛТХ нашего самолёта где указана скорость воздушного потока в канале на максимальном режиме работы двигателя.
На этом режиме вентилятор вращается со скоростью - 7100 об/м. Диаметр вентилятора - 680 мм. Теперь "прикинте" на какой режим работы должен быть "настроен" задний вентилятор что-бы начать создавать хоть какую-то тягу(на этой скорости "набегающего" на него потока воздуха) и что станет с режимом работы переднего вентилятора, когда задний вентилятор начнёт создавая тягу "протягивать" дополнительный объём воздуха и тем самым увеличит скорость воздушного потока в канале. Так-же учтите что скорость концов лопаток вентилятора на этих оборотах уже около 0.8М
Жду Вашего ответа.
- Откуда
- По ту сторону пруда
Хорошо, давайте считать. Так как я предложил второй вентилятор держать на одном валу с первым, то обороты обоих будут одинаковы: 7100 об/мин = 7100/60 об/сек
Далее, ЕСЛИ я хочу увеличить скорость воздуха на выходе из сопла вдвое, то соответсвенно необходимо уменьшить площадь сечение канала тоже вдвое, то есть диаметр второй крыльчатки будет в "корень из двух" раз меньше: d = 0.68 м / 1.4142 = 0.480837222 м. Округлим до 0.481.
Соответственно, радиус ее будет R = 0.2405 м. Тогда линейная скорость концов лопаток второго пропеллера = 2 * Pi * R * 7100/60 = 2 * 3.141592 * 0.2405 (м) * 7100 /60 (сек) = 178.753 м/сек.
В Махах это будет (179/340) = 0.5268 М.
Далее, нам не нужно просто вращение второй крылчатки. Нужно чтобы она "выгребала" из тоннеля воздух с такой же интенсивностью (в кубометрах / сек) с какой туда нагнетается передним винтом. Здесь уже понадобятся знания в конфигурациях пропеллеров, которых у меня мало. Но зато я знаю, что c конфигурацией вторoй крыльчатки мы можем играть тремя параметрами: ширина лопастей, их количество и угол установки/атаки. Я читал Ваши сообщения по PJ II Dreamer и кажется помню углы вроде около 22-25 градусов. Полагаю, что если на второй крыльчатке поставить угол атаки лопастей в 2 раза больше (45-50) градусов и взять сами лопасти в 2 раза пошире, то вполне возможно, что такая крыльчатка справится. Если не хватает, то можно еще и добавить пару лопастей. В самом худшем и нежелательном раскладе можно посадить второй винт на другой вал и через редуктор/умножитель играться с четвертым параметром - скорость оборотов. Как сами видите, от 0.5268 М до скоростей 0.8 М там запас как минимум 40 %. Но тут я уже не копенгаген ни разу. Вы в этом разбираетесь намного больше меня.
Угол 45 градусов - это конечо смотрится многовато, но не надо забывать, что у вас даже в прямом канале скорость течения воздуха уже около 81 м/с. А в сужающемся в 2 раза скорость потока набегающего на второй винт будет 2 * 81 = 162 м/с. При такой скорости, думаю угол в 45 уже не так дико много. Хотя опять же, я не спец по пропеллерам и их характеристикам.
А зачем настраивать такую конфигурацию второго винта, что он будет "протягивать дополнительный воздух" ? Bсё, что требуется от второго винта на любых оборотах: eсли первый вентилятор придаёт воздуху скорость V, то второй винт должен брать набегающий на него со скоростью 2*V поток воздуха и выкидывать этот поток дальше из выходного сопла импеллера с той жe самой скоростью 2*V. Разумеется это для случая, когда сопло сужается вдвое.
__________________________________
Пока рылся в интернетах, наткнулся на сборную статью по импеллерам на сайте Science Direct с теоретическими выкладками и формулами для расчётов.
Ducted Fan - an overview | ScienceDirect Topics
Вот цитата оттуда:
Последнее редактирование:
- Откуда
- По ту сторону пруда
Забыл отметить:
То есть не обязательно для двукратного сужения канала устанавливать двойной угол атаки на второй крыльчатке. Можно попробовать установить тот же самый угол, что и у передней, но при этом увеличить число лопастей вдвое. Или поставить угол 35 градусов и то же количество лопастей, но сами лопасти в три раза шире (или в два с половиной). А можно увеличить угол в полтора, ширину в полтора, а количество лопастей - на одно больше. В общем простора для фантазии поиграться много.
Главное -- это найти для второй кpыльчатки такую конфигурацию, чтобы удовлетворяла не раз уже озвученному условию. Если такая конфигурация существует.
Теоретически это наверное не вычисляется.
...в различных сочетаниях.
То есть не обязательно для двукратного сужения канала устанавливать двойной угол атаки на второй крыльчатке. Можно попробовать установить тот же самый угол, что и у передней, но при этом увеличить число лопастей вдвое. Или поставить угол 35 градусов и то же количество лопастей, но сами лопасти в три раза шире (или в два с половиной). А можно увеличить угол в полтора, ширину в полтора, а количество лопастей - на одно больше. В общем простора для фантазии поиграться много.
Главное -- это найти для второй кpыльчатки такую конфигурацию, чтобы удовлетворяла не раз уже озвученному условию. Если такая конфигурация существует.
Теоретически это наверное не вычисляется.
Anatoliy.
Верной дорогой идете товарищи!!!
- Откуда
- Севастополь
Начнем с этой фразы:
1. Какой угол установки лопасти в корневой части и на периферии в переднем вентиляторе (в уже существующем импеллере) и во втором вентиляторе работающем в потоке со скоростью 162 м/с ?
2. Что Вы знаете про индуктивное сопротивление лопастей вентилятора или воздушного винта?
3. Если есть добавочная "дурная" мощность двигателя, то не лучше ли было её, ту мощность, приложить к дополнительным лопастям вентилятора получив большую выгоду по всем статьям?
А далее несколько штрихов:
Теперь вопросы?
1. Какой угол установки лопасти в корневой части и на периферии в переднем вентиляторе (в уже существующем импеллере) и во втором вентиляторе работающем в потоке со скоростью 162 м/с ?
2. Что Вы знаете про индуктивное сопротивление лопастей вентилятора или воздушного винта?
3. Если есть добавочная "дурная" мощность двигателя, то не лучше ли было её, ту мощность, приложить к дополнительным лопастям вентилятора получив большую выгоду по всем статьям?
Про дифференциальный соосный редуктор забыли ?
Посмотрите литературу по пропеллерам. Вырождение пропеллера на скорости.
Пожалуй, здесь будет ответ на вопрос: "Почему не имеет смысла ставить второй пропеллер на выходе из канала". Тем более, разгонять поток, сужая канал.
- Откуда
- По ту сторону пруда
По поводу фактических углов установки лопаток в существующем импеллере лучше поинтересоваться у уважаемого Malish. Что касается второго вентилятора, я в буквально предыдущем своем сообщении сказал что его углы нужно подбирать экспериментально. Поэтому ничего внятного на вторую часть Вашего вопроса и ответить не могу.
Знаю, что оно существует. На этом мои познания заканчиваются.
Лучше или нет - зависит от целей. Насколько я знаю (поправьте если ошибаюсь) воздушные винты, вентиляторы и все другие подобные устройства, создающие тягу за счёт перемещения воздушных масс, не могут двигаться в этой среде быстрее, чем скорость с которой они её перемещают. Поэтому если на выходе импеллер отталкивает воздух со скоростью 90 м/с, то и самолёт с таким импеллером будет летать не быстрее чем 324 км/ч.
Я интересуюсь (на данный момент теоретически) перспективами увеличить скорость воздухопотока. Да, с потерей КПД, но зато с перпективой летать быстрее.
А если цель максимально эффективно (читай: с наибольшим КПД) использовать добавочную мощность но при этом той же самой максимальной скорости, то конечно лучше дополнительные лопасти.
- Откуда
- По ту сторону пруда
А если у другого пропеллера лопасти будут установлены с бо́льшим углом/шагом, тогда будет смысл его ставить?
- Откуда
- По ту сторону пруда
В этом я тоже буду доверять опыту Malish.
Давайте рассмотрим вопрос принципиально...
Что создаёт тягу в интересующем нас движителе ( вентилятор в канале )?
Вентилятор или отбрасываемая им струя воздуха,выходящего из канала?
ВАЖНО:
Не "цепляйтесь" за приведенное мной ранее соотношение - "масса х скорость= тяга". Это актуально для реактивного движения. Оно работает только при вводе тепла и/или массы в поток, как в ВРД. В чистом виде, так работает ракетный двигатель - РД.
Для пропеллеров это не работает!
Последнее редактирование:
Да..., садитесь студент, Вам двойка...Хорошо, давайте считать. Так как я предложил второй вентилятор держать на одном валу с первым, то обороты обоих будут одинаковы: 7100 об/мин = 7100/60 об/сек
Далее, ЕСЛИ я хочу увеличить скорость воздуха на выходе из сопла вдвое, то соответсвенно необходимо уменьшить площадь сечение канала тоже вдвое, то есть диаметр второй крыльчатки будет в "корень из двух" раз меньше: d = 0.68 м / 1.4142 = 0.480837222 м. Округлим до 0.481.
Соответственно, радиус ее будет R = 0.2405 м. Тогда линейная скорость концов лопаток второго пропеллера = 2 * Pi * R * 7100/60 = 2 * 3.141592 * 0.2405 (м) * 7100 /60 (сек) = 178.753 м/сек.
В Махах это будет (179/340) = 0.5268 М.
Далее, нам не нужно просто вращение второй крылчатки. Нужно чтобы она "выгребала" из тоннеля воздух с такой же интенсивностью (в кубометрах / сек) с какой туда нагнетается передним винтом. Здесь уже понадобятся знания в конфигурациях пропеллеров, которых у меня мало. Но зато я знаю, что c конфигурацией вторoй крыльчатки мы можем играть тремя параметрами: ширина лопастей, их количество и угол установки/атаки. Я читал Ваши сообщения по PJ II Dreamer и кажется помню углы вроде около 22-25 градусов. Полагаю, что если на второй крыльчатке поставить угол атаки лопастей в 2 раза больше (45-50) градусов и взять сами лопасти в 2 раза пошире, то вполне возможно, что такая крыльчатка справится. Если не хватает, то можно еще и добавить пару лопастей. В самом худшем и нежелательном раскладе можно посадить второй винт на другой вал и через редуктор/умножитель играться с четвертым параметром - скорость оборотов. Как сами видите, от 0.5268 М до скоростей 0.8 М там запас как минимум 40 %. Но тут я уже не копенгаген ни разу. Вы в этом разбираетесь намного больше меня.
Угол 45 градусов - это конечо смотрится многовато, но не надо забывать, что у вас даже в прямом канале скорость течения воздуха уже около 81 м/с. А в сужающемся в 2 раза скорость потока набегающего на второй винт будет 2 * 81 = 162 м/с. При такой скорости, думаю угол в 45 уже не так дико много. Хотя опять же, я не спец по пропеллерам и их характеристикам.
А зачем настраивать такую конфигурацию второго винта, что он будет "протягивать дополнительный воздух" ? Bсё, что требуется от второго винта на любых оборотах: eсли первый вентилятор придаёт воздуху скорость V, то второй винт должен брать набегающий на него со скоростью 2*V поток воздуха и выкидывать этот поток дальше из выходного сопла импеллера с той жe самой скоростью 2*V. Разумеется это для случая, когда сопло сужается вдвое.
__________________________________
Пока рылся в интернетах, наткнулся на сборную статью по импеллерам на сайте Science Direct с теоретическими выкладками и формулами для расчётов.
Ducted Fan - an overview | ScienceDirect Topics
www.sciencedirect.com
Вот цитата оттуда:
Посмотреть вложение 520084
Не буду даже все аспекты Вашего ответа разбирать, ограничусь парой-тройкой основных.
1. Уменьшать диаметр вентилятора, что-бы снизить скорость концов лопаток - это утопия, этим Вы уменьшите тягу вентилятора, тем более уменьшая число М скорости лопаток до 0.5М, Вы так-же уменьшаете КПД вентилятора, для достижения максимального КПД скорость концов лопаток(лопастей ВВ) должна быть как можно ближе к 1М, но не превышать её и это с учётом скорости полёта(набегающего потока воздуха на вентилятор), поэтому обычно в расчёт режима работы вентилятора или ВВ берётся 0,8М.
2. Установив углы лопаток второго вентилятора в два раза больше чем первого приведёт к тому, что в начале "раскрутки" вентиляторов(когда скорость воздушного потока будет меньше скорости на которую "настроен" второй вентилятор, то его лопатки будут работать в режиме срыва и вместо тяги они создадут сопротивление(или в лучшем случае вентилятор будет слишком "тяжёлым") и мощности двигателя не хватит что-бы "раскрутить" эту установку до нужных оборотов и естественно не будет нужной тяги. И даже если(что не реально) двигатель "найдёт в себе силы" как-то "раскрутить" эту установку до расчётных оборотов и скорость потока воздуха в канале увеличится до скорости на которую рассчитан второй вентилятор, то первый вентилятор уже "упрётся" и перестанет создавать тягу, а скорее всего даже "тормозить". И в итоге что? Эта силовая установка работать не будет...
3. Уменьшив в два раза площадь канала, но увеличив скорость потока в два раза Вы дополнительной тяги не получите т.к. его объём(и соответственно масса) останутся прежними, а это значит что и тяга не увеличится. Как я уже раньше говорил - тяга вентилятора это производная перемещения массы(воздуха) в единицу времени(кг. в сек.(кгс)).
4. Не забывайте так-же про мощность которая нужна для работы вентилятора. Если Вы надеетесь получить большую тягу, то придётся увеличивать мощность двигателя на такую-же величину в %. Так-же следует учесть что вентилятор тоже имеет свой КПД и добавление второго вентилятора только понизит КПД этой установки. А если ещё туда добавить редуктор для второго вентилятора(как Вы сказали), то их общий КПД вообще "упадёт" ниже 0.5(менее 50%) со всеми вытекающими отсюда последствиями.
В общем идеальный импеллер - с прямым приводом, без редуктора, в середине-конце канала, с выпрямителем потока и без доп вентиляторов...
А вот кстати возвращаясь к турбовентиляторным двигателям , у них бешено количество лопастей, которые даже перекрывают друг друга.
А как вы определили сколько вам лопастей надо.
А вот кстати возвращаясь к турбовентиляторным двигателям , у них бешено количество лопастей, которые даже перекрывают друг друга.
А как вы определили сколько вам лопастей надо.
Добрый день Генрих, что-то давненько от Вас не было слышно. Я помню про Ваш соосный дифференциальный редуктор и до сих пор не могу понять, как он может увеличить тягу, кроме как выступая вместо спрямляющего аппарата? То есть увеличением тяги примерно на 10%...
Про "идеальный" вентилятор/импеллер Вы написали верно. По поводу количества лопаток вентилятора турбовентиляторного двигателя, тут всё зависит от мощности подаваемой на вентилятор, а турбина такого двигателя(ТРД) производит многие тысячи ЛС и естественно нужно гораздо большее количество лопаток что-бы "утилизировать" эту мощность. Количество лопаток вентилятора зависит от нескольких параметров и вычисляется по формулам:
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Если я правильно помню, то потребная мощность с увеличением скорости растёт в кубе. Те для увеличения скорости потока вдвое нужно затратить мощности в 8 раз больше. Одно это убивает идею второго, "ускорительного" импеллера.
Имху
Имху
- Откуда
- По ту сторону пруда
Если перекрыть выход из канала, а воздушный поток создаваемый вентилятором перенаправить перпендикулярно оси канала в 2 противоположные стороны (через какие-либо отверстия в стенках канала), то навряд ли такое устройство будет создавать тягу. Поэтому я думаю, что тягу создаёт отбрасываемая вентилятором струя воздуха, выходящего из канала.
- Откуда
- По ту сторону пруда
А вот это уже аргумент, с которым сложно спорить, если он верен. Не подскажете, из каких источников это соотношение?
Да, Вы правы.
Поэтому и кончилась эра скоростных самолётов с поршневыми двигателями - уже не возможно было создать подходящий(по весу и мощности) поршневой двигатель который бы мог "выдавать" такую мощность, которая позволила-бы самолёту развивать бОльшие скорости. Так как сопротивление растёт в квадрате от скорости, а потребная мощность двигателя(что-бы это сопротивление преодолеть) растёт в кубе, то самолёт с таким "громадным" и тяжёлым двигателем уже не смог даже летать...