ЛА с ЦБН движителем и конвертацией исходящией струи

[dok133]

уменьшение диаметра мы можем компенсировать увеличением скорости вращения РК. 

Вот это-то и вызовет рост потребной мощности на взлёте.
Плюс, Вы представляете себе массу того РК и самого компрессора в целом? У вертолётов, даже маленьких одноместников а-ля "летающий стул" диаметр винта 5-8 метров! 2/3 от этой цифры скока будет? КПД же(РК и НВ), в лучшем случае, будет сравним, без учёта потерь в воздушном тракте, а с учётом их у РК он будет ниже.
Вообще, озвучьте, плиз, цель/область применения данного ЛА.

Ну, во-первых, движителя предусмотрено два,( в корпусном варианте с одной силовой установкой). Во-вторых, и это, конечно, очень грубые прикидки, а может, даже, я и заблуждаюсь,(?) сама компановка расположение РК более щадящая к потокам,и полетным условиям. Что косается цели и области применения - создание нового концепта ЛА вертикального взлета/ посадки с конвертацией режимов полета за счет изменения направления исходящих потоков поворотом кольцевого улиткообразного корпуса в сегменте 250 градусов. По идее, мы должны получить наиболее маневренный и легко трансформирующийся ЛА класса конвертопланов.

 

[JohnDoe]

Ну, во-первых, движителя предусмотрено два,( в корпусном варианте с одной силовой установкой).

Ну подЕлите Вы 4 метра поплам, всё одно 2-метровое РК, да ещё закрытого типа будет весить, мама не горюй.

Во-вторых, и это, конечно, очень грубые прикидки, а может, даже, я и заблуждаюсь,(?) сама компановка расположение РК более щадящая к потокам,и полетным условиям.

А это Вы про забор воздуха "сбоку", как на рисунке №2? Тогда Вы исключаете скоростной напор, что не есть хорошо, ИМХУ. Во-вторых, судя по тому же рисунку, забор идёт из-под плоскости крыла, что тоже не радует: понижение давления под крылом - снижение подъёмной силы, разворот потока(возможно, лишь частичный), сходящего с верхней поверхности крыла= примерно то же, причём эти процессы будут неоднородны в зависимости от режима полёта, тяги двигателея/расхода компрессора= может начать "гулять" центр давления.

создание нового концепта ЛА вертикального взлета/ посадки с конвертацией режимов полета за счет изменения направления исходящих потоков поворотом кольцевого улиткообразного корпуса в сегменте 250 градусов.

Как уже было сказанно, ничего нового я лично в этой концепции не наблюдаю. Насчёт манёвренности.... У существующих конвертопланов, СВВП она и так настолько избыточна, что требует применения нехилых(дорогих, тяжёлых и т.д.) систем стабилизации, т.к. данные аппараты, и особенно СВВП, статически неустойчивы на режимах вертикальных взлёта/посадки и переходных. "Арбуз на иголке". В городе такие ЛА эксплуатироваться не смогут однозначно, равно как и с грунтовых площадок, т.е. только бетон, а ещё лучше - броневые листы на ВПП.
ИМХУ.

 

[kamuta]

...Опять попробую объяснить в чем отличие. В межлопаточном канале 2 неподвижные окружные плоскости и активно работает только плоскость лопатки. В канальном,- эти плоскости вращаются вместе с этими окружными плоскостями, тем самым увеличивается активная рабочая плоскость, т.е. получается добовляется что-то наподобие центрифуги (?) ...

Уважаемый dok.1.33, вы сами сказали что принадлежите к старшему поколению, так?  Где тот канал 2 и где "подобие центрифуги"???
Читая старые советские журналы умиляет безупречное качество и информативность эскизов авторов по темам гораздо более сложным чем ваш действительно насос... Рассматривая ваши эскизы приходят в голову только кастрюли и пароходы с гребным колесом - может быть вы попробуете таки изобразить что-то конкретное а не "подобие воображаемой центрифуги"?
Мы с удовольствием подождем, а пока посмотрите пример эскиза ниже...

 

[JohnDoe]

пример эскиза ниже

Джеймс Дайсон(и не он один) наши старые подшивки листает, "творчески перерабатывает", патентует и рубит бабло. :'(
Он взял и "вывернув" кольцо с эскиза выше получил свой вентилятор. Кстати, никто ещё его тягу не померил? Ооооччччень интересно. 😉

 

[kamuta]

Джеймс Дайсон(и не он один) наши старые подшивки листает, "творчески перерабатывает", патентует и рубит бабло. :'(

Это не страшно ведь публикация закрепляет приоритет... Значит и нам их патенты не должны мешать... Кстати - по их законам опубликованное ноу-хау не имеет срока давности в отличие от патента, поэтому для грамотного юриста не будет проблем откусить % от срубленного бабла... 🙂

 

[kamuta]

...Он взял и "вывернув" кольцо с эскиза выше получил свой вентилятор. Кстати, никто ещё его тягу не померил? Ооооччччень интересно. 😉

Там же в журнале есть данные по эффекту Коанда - от струи с тягой килогамм можно "дополнительно" получить подъемную силу до 630г, т.е. для зонтика прирост будет 63%
См. рис. ниже (кстати чем не новый="хорошо забытый старый" движитель для ротора?)

 

[JohnDoe]

@ kamuta
Эта картинка в моей "обойме" уже давно. Идеи множаться и "прорабатываются"(на доступном мне, убогому, уровне) 😉

 

[kamuta]

@ kamuta
Эта картинка в моей "обойме" уже давно. Идеи множаться и "прорабатываются"(на доступном мне, убогому, уровне) 😉

А меня эти картинки и предварительные испытания окончательно убедили что оптимальный СЛА на сегодняшний день это вертолет с реактивным приводом ротора сжатым воздухом...
Преимуществ целая куча:
1. Энергоемкость сж.воздуха в карбоновых баллонах 0.6 МДж/кг больше литий-ионных аккумуляторов 0.38 МДж/кг - то есть имеем достаточную автономность для СЛА типа планера/дельтаплана где досточно просто взлететь и летать целый день по потокам (лапасти ротора при этом легко превращаются в стабилизатор путем поворота по потоку)...
2. Очень простая "трансмиссия" сравнимая по простоте и кпд с электрической - на валу двигателя ставится компрессор и сж.воздух по трубкам идёт в лопасти где дополнительно сжимается центробежной силой, далее в сопло лаваля с рассчетной степенью расширения до атмосферного давления - это дает нам малый шум работы... Или поступает в сопло коанда как на рис. выше что даст дополнительную подъемную силу...
3. Экономичность - то что нужно сейчас для наших стран СНГ - поскольку реактивный привод идёт прямо на ротор большого диаметра, необходимая мощность снижается практически на порядок по сравнению с нынешними автожирами и самолетами, см. рассчет тут http://smotri.herobo.com/taga/check.php
Если для легких самолетов уже достигнут расход топлива 1.8 л/100км то мы можем надеятся на ещё большую экономичность...
4. При применении схем автоматики аналогичных RC моделям (авто стабилизация СЛА, автоматическое изменение шага ротора для авторотации при отказе СУ и т.д.) удастся упростить обучение полетам и само управление...
5. Использование в качестве топлива легких газов - водорода, метана позволит вообще отказаться от ДВС и сжигать его прямо на конце лопасти в сопле лаваля тяга которого возрастает для легких газов... Эффективность реактивных двигателей считается низкой в основном из-за того что военные не экономят топливо а корпорации аэробусов не сильно заинтересованы в их пропаганде своим конкурентам, а также отсутствию работ посвященных выжиманию максимального кпд... Однако известно благодаря космическим успехам о высоком кпд сопла лаваля - значит и тут не всё потеряно и лет через ...дцать реактивный привод будет считаться экономичным...

 

[JohnDoe]

...оптимальный СЛА на сегодняшний день это вертолет с реактивным приводом ротора сжатым воздухом...

Мне тоже "простота" нравится, но....

2. Очень простая "трансмиссия" - на валу двигателя ставится компрессор и сж.воздух по трубкам идёт в лопасти где дополнительно сжимается центробежной силой...

Это заблуждение. ЦБ-сжатие не бесплатное, оно отбирает мощность у вращающегося ротора, т.е. у реактивного привода, т.е., в конечном итоге, у компрессора. В лучшем, идеальном случае(изоэнтропийное сжатие, отсутствие трения, см. Бехли "реактивный привод НВ вертолёта") скока дунем, столько и получим на выходе. Но вязкостное трение в канале портит всю картину. КПД пневмопривода порядка 50%(если повезёт) :'(
Но эти вопросы лучше обсуждать в вертолётном разделе, есть несколько веток по данной тематике. 😉

 

[kamuta]

...Это заблуждение. ЦБ-сжатие не бесплатное, оно отбирает мощность у вращающегося ротора, т.е. у реактивного привода, т.е., в конечном итоге, у компрессора. В лучшем, идеальном случае(изоэнтропийное сжатие, отсутствие трения, см. Бехли "реактивный привод НВ вертолёта") скока дунем, столько и получим на выходе. Но вязкостное трение в канале портит всю картину. КПД пневмопривода порядка 50%(если повезёт) :'(
Но эти вопросы лучше обсуждать в вертолётном разделе, есть несколько веток по данной тематике. 😉

Чтобы разобраться что заблуждение а что нет, предлагаю обратиться к очень простому "методу парадоксов" - для большей наглядности заменим воздух в трубе-канале ротора на стальные шарики - они равномерно закатываются, ускоряются и выкатываются, т.е. работа действительно производится...
Но посмотрим на наш ротор снаружи - мы увидим маховик из лопастей по которому течет поток металла наружу - предположим этот ТЯЖЕЛЫЙ поток тормозит наш маховик который я кручу пальчиком (представили?), значит если ВДРУГ все шарики испарятся или просто застрянут, то та мифическая тормозящая сила ВДРУГ исчезнет и какая-то другая сила заставит маховик крутиться быстрей, но откуда она возьмется?
Пока не очень верится? Тогда ещё упростим задачу - пусть весь этот вращающийся маховик состоит из жидкости-металла (вращающийся цилиндр со ртутью) и кольцо вокруг него не даёт металлу вытечь - если бы тормозящая поток сила существовала то при снятии кольца вращение маховика резко бы остановилось, вот только остановить его нечем - силы такой нету...
Все подобные задачи были решены ещё при Архимеде любителями строить вечный двигатель, и если вы еще сомневаетесь то не говорите "отбирает мощность" а посчитайте конкретно сколько с разложением сил, работ и т.д. ведь задачка то для 5 класса (прежде чем считать проверьте себя - повесьте дырявую бутылку от пепси на нитку, налейте воды и полюбуйтесь как вытекающая вода тормозит её вращение)... 🙂

P.P.P.P.P.S. для любителей ТЕОРИИ намекаю: работа силы перпендикулярной движению равна нулю...

 

[JohnDoe]

если ВДРУГ все шарики испарятся или просто застрянут, то та мифическая тормозящая сила ВДРУГ исчезнет и какая-то другая сила заставит маховик крутиться быстрей, но откуда она возьмется? 

Вы "нечуствительно забыли" о Вашем "пальчике" которым Вы крутите ротор. Если "шарики" исчезнут ротор станет легче(какая дверь легче/быстрей открывается на одном плече приложения силы, лёгкая или тяжёлая можете проверить сами) работа на перемещение шариков не тратиться(а её кол-во не изменилось)= ротор станет ускоряться. Без всяких чудес.

если бы тормозящая поток сила существовала то при снятии кольца вращение маховика резко бы остановилось

С чего бы это? Маховик ускорится. Причины те же, что и выше.

прежде чем считать проверьте себя - повесьте дырявую бутылку от пепси на нитку, налейте воды и полюбуйтесь как вытекающая вода тормозит её вращение

Тут Вы опять же "забыли" про силу тяжести, которая совершает работу над жидкостью.
Вот Вам ссылочка, найдёте там много интересного.
Да, для нелюбителей теории сообщаю:
1) Скорость истечения газа из сопла не может превышать местной скорости звука(на срезе сопла);
2) Если скорость истечения равна поступательной скорости сопла(в нашем случае окружной скорости законцовки лопасти) тяга равна нулю, как и КПД;
2а) Наиболее выгодным/экономичным считается режим, при котором скорость истечения вдвое превышает поступательную скорость;
3) Окружная скорость законцовки лопасти вертолёта выбирается обычно 210-250 м/с;
3а) При горизонтальном полёте скорость полёта ЛА складывается со скоростью наступающей лопасти и вычитается из скорости отступающей;
Но я всё ж таки предлагаю с данной беседой покинуть сию ветку, дабы не захламлять её оффтопиком. Топикстартер может обидеться, да и не вежливо это. 😉

 

[slav]

Скорость истечения газа из сопла не может превышать местной скорости звука(на срезе сопла

  Ну да ,берём давление и температуру,там ,перед срезом и считаём энту скорость!  😉

 

[JohnDoe]

Ну да ,берём давление и температуру,там ,перед срезом и считаём энту скорость!

Давление лишнее. Скорость звука зависит только от температуры. 😉

 

[slavka33bis]

Вячеслав, на сколько я помню и от плотности среды, в которой звуковая волна распространяется.
А значит и от давления, но только косвенно. (конечно, в отношении только газообразной среды)

Я не ошибся?

 

[slav]

Можно поэкпериментировать(теоретически) с конвертацией потока(прямо на роторе) вниз и против вращения у этого ротора?!  :-?

http://alev-firm.ru/new/sites/default/files/ing24_0.jpg

 

[slavka33bis]

Комута, ну и замесили Вы тут тесто из идей!!!  ;D ;D

Кстати, как продвигаются работы над "дельтакрылом  вертикального взлета"?

 

[JohnDoe]

Я не ошибся?

"По порядку величины скорость звука в газах близка к средней скорости теплового движения молекул и в приближении постоянства показателя адиабаты пропорциональна квадратному корню из абсолютной температуры."
См. "Скорость звука" 😉
Меня тоже сбивал тот факт, что в более плотной среде скорость звука выше(вода, сталь, етц.) чем в воздухе. Пока носом не ткнули. 🙂

 

[JohnDoe]

Можно поэкпериментировать(теоретически) с конвертацией потока(прямо на роторе) вниз и против вращения у этого ротора?!

А зачем? Потери будут выше, ИМХУ. Или Вы про что? Поясните, плиз.

 

[slav]

Поясните, плиз

Ну получится почти турбина герона,только сопла не строго по плоскости вращения!  🙂 Прямо по теме топика!

 

[kamuta]

...
Да, для нелюбителей теории сообщаю:
1) Скорость истечения газа из сопла не может превышать местной скорости звука(на срезе сопла);
2) Если скорость истечения равна поступательной скорости сопла(в нашем случае окружной скорости законцовки лопасти) тяга равна нулю, как и КПД;
...

1) из википедии: "на сужающемся, докритическом участке сопла лаваля движение газа происходит с дозвуковыми скоростями. В самом узком, критическом сечении сопла локальная скорость газа достигает звуковой. На расширяющемся, закритическом участке, газовый поток движется со сверхзвуковыми скоростями" http://ru.wikipedia.org/wiki/Сопло_Лаваля
Вы в курсе что ракеты таки летают?
2) миф который часто тут вижу...

Тем приятней что практика опровергает большинство из "реактивных мифов"... Меня например особо порадовал экспериментальный факт, подсказанный летавшим, что вопреки расхожему мнению газ в сопле вовсе не обязательно должен быть нагрет до 3000К для хорошей тяги - более того, добавив в струю сжатого воздуха 1% ацетилена я получил всего лишь 5% увеличение оборотов с начальных 500 и то только после того как сопло разогрелось до красна...