Патенты USA , convertiplane

[rtyuiop.400]

Приведите конкретные примеры лёгкого получения удельной тяги в 2,5 - 3 кг/л.с.

Пж-ста
Арго=3.4кг/лс
Оптимист  =2.67 кг/л.с
Феникс =1.6кг/л.с
Этюд =2.83 кг/л.с
А-15=2 кг/л.с

 

[rtyuiop.400]

Анатолий, нас опередили! 😉

 

[Anatoliy]

Есть такая эмпирическая формула расчета воздушных винтов

Если бы Вы знали как я не люблю всякие эмпирические формулы.

При 150 л.с и D 1.5 м получаем 277 кг( уже 1.85кг/л.с, так как невыгодно с большой скоростью отбрасывать мало воздуха)и4300 об/мин, но тут окружные скорости получаются 337м/сек,

Вот это говорит, что та формула что то уже не учитывает. Окружная скорость то близка к скорости звука, а там всякие процессы протекают, нарушая пропорциональное соотношение величин в формуле.

поэтому уменьшаем обороты, но добавляем дополнительные лопасти. 

Как ни странно для Вас, но увеличение количества лопастей или просто увеличение хорды лопастей не приведет к пропорциональному росту тяги воздушного винта. Хотим мы или нет , но тяга воздушного винта зависит от произведения секундной массы отбрасываемого воздуха на скорость отбрасывания воздуха (для свободного винта). А посему совершенно не важно каким образом был организован этот поток воздуха. Есть у нас ометаемая площадь, есть скорость этого воздуха - следовательно есть секундная отбрасываемая масса воздуха. Чем выше скорость воздуха проходящего через плоскость вращения, тем ниже эффективность воздушного винта из за "вредного синуса". А тот эффект Бартини подразумевает дополнительный подсос воздуха как и при соосном несущем винте вертолета, да еще и эффект Коанда на кольцевом обрамлении винтов. Заключив соосные винты в цилиндрический канал мы тем самым  лишаем эту систему бокового подсоса воздуха и просто перемалываем попусту воздух, тратя энергию на сопротивление трения и на тот вредный синус. Правда остается эффект кольцевого обрамления.
Поэтому

но добавляем дополнительные лопасти.

2х277=554. Плюс 20 % Эффект Бартини=665 кг,плюс кольцо-все 750 кг 

Тут ни как не получится притянуть арифметику типа "умножаем на два и получаем результат в два раза больше"
Получится только 1*277 и плюс не более 20%. И это если все очень хорошо вылизать. Хотя по выдержки из поста №417 эта прибавка более скромная - всего 3 - 10%.

 

[Anatoliy]

Пж-ста
Арго=3.4кг/лс
Оптимист=2.67 кг/л.с
Феникс =1.6кг/л.с
Этюд =2.83 кг/л.с
А-15=2 кг/л.с 

За ссылку спасибо.

 

[Anatoliy]

Анатолий, нас опередили!

Вас опередили с первым экземпляром. А меня не опередили, я не прячу лопасти и даже не отбрасываю их. Тем самым я избавлен от очень многих проблем внутри диска.
К тому же как у них так и у нас еще ничего в воздух не поднялось. Можно и посоревноваться.
Но вот меня совершенно не волнуют лавры первенства.
Тут многие потешались над самой идеей "блина" на "голове"
Ну вот тем скептикам повод задуматься, что не только у меня в голове роется такая идея.
Мне это даже на пользу.
А вот с первым проектом, то там такие же мечтатели как и Вы с этими крохотульками в крыльях. Да и сами крылья слишком велики для конвертопланов. Скорее всего это чудо будет иметь укороченный взлет и не более. Или будет сжирать до 40 - 50% горючего для вертикального способа взлета - посадки.
"Нет, нам такой хоккей не нужен".

 

[rtyuiop.400]

заключив соосные винты в цилиндрический канал мы тем самым лишаем эту систему бокового подсоса воздуха и просто перемалываем попусту воздух, тратя энергию на сопротивление трения и 

И.. и еще перед войной Бартини обратил внимание, что самой эффективной схемой в отношении затрат мощности и тяги винта является соосный винт в кольцевом канале.  C появлением реактивной авиации, в целях экономичности ,конструкторы начали использовать двухконтурные ТРД, в которых соотношение воздуха не участвующего в сгорании(огибающего первый контур) может быть 11 к 1 и более.  Самый жизнеспособный конвертоплан Харриер состоящий на эксплуатации более 50 лет, оснащен именно двухконтурным ТРД, и часть тяги создает именно струя воздуха. Но во втором контуре не применялось  противоположное вращение лопастей-из за увеличения сложности.
Но на стыке 20-21 веке,  пытаясь увеличить экономичность самолетов,  конструкторы начали разрабатывать во втором контуре именно соосные винтовентиляторы . См фото. Тяга движка 18 тонн. Из них 15.5 тонн за счет соосных винтов. Диаметр винтовентилятора всего 2. 9 м. 30 000 л.с первая ступень, к которой подводится 40% мощности, содержит 8 лопаток, а вторая ступень, получающая 60% мощности, 10 лопаток. Кстати  формула на пред стр, дает примерно такую же тягу если ввести эти данные.

Чем выше скорость воздуха проходящего через плоскость вращения, тем ниже эффективность воздушного винта

Такое ощущение, что даже не читаете написанное мною.
Читайте и вникайте.

В формуле кстати учтено, что тяга зависит линейно от скорости отбрасываемой струи, а энергия квадратично. То есть чем меньше скорость отбрасываемого воздухаи чем больше диаметр, тем больше КПД(для стат тяги).

 

[Anatoliy]

Но на стыке 20-21 веке,пытаясь увеличить экономичность самолетов,конструкторы начали разрабатывать во втором контуре именно соосные винтовентиляторы . См фото. Тяга движка 18 тонн. Из них 15.5 тонн за счет соосных винтов. Диаметр винтовентилятора всего 2. 9 м. 30 000 л.с первая ступень, к которой подводится 40% мощности, содержит 8 лопаток, а вторая ступень, получающая 60% мощности, 10 лопаток. Кстатиформула на пред стр, дает примерно такую же тягу если ввести эти данные.

Вы даже не поверите, но именно этот двигатель я внимательно рассматривал на МАКСе кажется в 2005 года и даже общался с инженерами, которые поставили этот соосный движитель на летающую лабораторию. Естественно мы говорили стоя у этого многолопастника не о погоде и не о красивых девушках. Кстати на самолете стоял только один опытный двигатель на левом крыле как мы видим на фотографии.

Так давайте вместе порадуемся самому лучшему и самому эффективному соосному воздушному винту в трубе и его 8-и лапаткам спереди, 10-и лопаткам сзадУ, а заодно вспомним добрым словом эффект Бартини.
После воздаяния должного смелым начинаниям и последователям эффекта Бартини все же произведем небольшое вычисление, дабы крепко накрепко закрепить веру в самый лучший и самый эффективный соосный перемалыватель воздуха.
Итак, делим рекордную и непревзойденную тягу в 15500 килограмм на бездарно загнанных 30 тысяч отменных коней.
Что получим при делении?      15500 / 30000 = 0,516666666666666666666666666666666666666666667 кг/л.с.
Так поднимем друзья бокалы с солнечным напитком за самый самый из всех самых эффективных воздушных винтов диаметром 2,9 метра. Ура, друзья!!!!!!!

Да куда там  какому то "Арго-2" со своими 3.4 кг/л.с. при диаметре винта 1,48 метра до этого суперового весемнадцатилопоуха.
Даже какой то там "Феникс" трижды опплёвывает того "супера со своей 0,85 метровой винтитёшичкой.
😀 😀 😀

 

[rtyuiop.400]

После воздаяния должного смелым начинаниям и последователям эффекта Бартини все же произведем небольшое вычисление, дабы крепко накрепко закрепить веру в самый лучший и самый эффективный соосный перемалыватель воздуха.
Итак, делим рекордную и непревзойденную тягу в 15500 килограмм на бездарно загнанных 30 тысяч отменных коней.
Что получим при делении?15500 / 30000 = 0,516666666666666666666666666666666666666666667 кг/л.с.
Так поднимем друзья бокалы с солнечным напитком за самый самый из всех самых эффективных воздушных винтов диаметром 2,9 метра. Ура, друзья!!!!!!!

Да куда тамкакому то "Арго-2" со своими 3.4 кг/л.с. при диаметре винта 1,48 метра до этого суперового весемнадцатилопоуха.
Даже какой то там "Феникс" трижды опплёвывает того "супера со своей 0,85 метровой винтитёшичкой.

Если бы вы, хоть немного смыслили бы в физике, то знали бы, что винт большого диаметра отбрасывающий бОльшую массу воздуха с малой скоростью, несмотря на свою бОльшую удельной тягу, обеспечит ЛА меньшую возможную скорость, чем винт с меньшей удельной тягой, но с  бОльшей скоростью отбрасывания меньшей массы воздуха(эти винты медленнее теряют тягу по мере роста скорости).  Физика 6 класс. А такие лайнеры не созданы для скоростей 100 км/ч.(ни даже 500км/ч).

Вы эти 15 тонн, можете и с помощью 1000 л.с получить поставив огромную мельницу винт и хвастаться на весь форум, только винт такой, быстро сдохнет по мере набирания скорости
За ваше здоровье.

 

[Anatoliy]

Если бы вы, хоть немного смыслили бы в физике, то знали бы, что винт большого диаметра отбрасывающий бОльшую массу воздуха с малой скоростью, несмотря на свою бОльшую удельной тягу, обеспечит ЛА меньшую возможную скорость, чем винт с меньшей удельной тягой, но сбОльшей скоростью отбрасывания меньшей массы воздуха(эти винты медленнее теряют тягу по мере роста скорости).Физика 6 класс. А такие лайнеры не созданы для скоростей 100 км/ч.(ни даже 500км/ч).

Как ни странно, но в пределах физики 6 класса я еще что то смыслю.
Пока речь шла о статической тяге - рассматривалась скорость отбрасывания воздуха. Как только этот воздушный винт начинает двигаться по направлению оси вращения, то следует заменить понятие "скорость отбрасывания" на "приращение скорости воздуха в плоскости вращения винта". таким образом если воздушный винт движется в пространстве со скоростью скажем 100 метров в секунду (относительно неподвижного воздуха вдали от винта), а воздух проходящий через плоскость винта будет иметь скорость скажем 120 метров в секунду, то в расчет тяги принимают не 100, и не 120 м/с, а (120 - 100) = 20 метров в секунду.
Так вот тот соосный винт для создания тяги равной 15500кг ускоряет воздушный поток на 145,16 м/с. Обращаю внимание к той скорости полета он добавляет 145,16 м/с. Для той конкретной конструкции строго говоря эта скорость на заднем срезе кольцевого канала.
Но это уже выходит за рамки физики 6 класса.

 

[Anatoliy]

только винт такой, [highlight]быстро сдохнет по мере набирания скорости[/highlight]

Интересно, а как Вы объясняете быстрое [highlight]"сдыхание" по мере набирания скорости[/highlight]?
Опять какая нибудь эмпирическая формула, существование какого то странного коэффициента или устоявшееся мнение большинства, что именно так должно и быть?
А может это объясняется более простыми формулами без необъяснимых коэффициентов?
Можно ли этот "симптом смертельной болезни" применить к падению удельной тяги воздушного винта при уменьшении диаметра винта?
И второй "медицинский" вопрос.
А не присутствует ли упомянутый симптом в соосных винтах, тяга которых ну никак не равна сумме двух отдельно взятых воздушных винтов и очень подозрительно падает более чем на 40% ? Вместо двух кратной тяги какие то 1,2 тяги от отдельного взятого винта. :-/
Или опять эмпирическая формула, особый коэффициент имени кого то, или фраза в описании без объяснения?

 

[mz]

http://www.google.com/patents?id=fiQfAAAAEBAJ&pg=PA5&dq=Canard+rotor/wing&hl=en#v=onepage&q=Canard%20rotor%2Fwing&f=false

 

[rtyuiop.400]

в соосных винтах, тяга которых ну никак не равна сумме двух отдельно взятых воздушных винтов и очень подозрительно падает более чем на 40% ? 

Доказательства?

опять эмпирическая формула, особый коэффициент имени кого то, 

Ваша икона номограмма, которую вы суете везде и всюду,  как раз по эмпирическим формулам Жуковского и составлена. Чего то вы скромно об этом умолчали. А может и не знали.

 

[Anatoliy]

Ваша икона номограмма, которую вы суете везде и всюду,как раз по эмпирическим формулам Жуковского и составлена. Чего то вы скромно об этом умолчали. А может и не знали.

Я её обнаружил в какой то книге по вертолетам и очень давно. Откуда уже не помню, но на неё кто то на форуме давал ссылку.
А то что она составлена по эмпирическим формулам, то это Вы погорячились. Все подчиняется простецким формулам:
F*t=mV
N=F*V

Anatoliy писал(а) 22.02.12 :: 19:11:05:
в соосных винтах, тяга которых ну никак не равна сумме двух отдельно взятых воздушных винтов и очень подозрительно падает более чем на 40% ?

Доказательства?

Ещё разок повторю для особо неверующих.

                         СООСНАЯ СХЕМА ДВУХВИНТОВОГО ВЕРТОЛЕТА
Соосная система НВ двухвинтового вертолета состоит из двух винтов одинакового диаметра, расположенных на одной оси и вращающихся в разные стороны. Реактивные моменты верхнего и нижнего винтов взаимно уравновешиваются, благодаря чему от­падает необходимость РВ.

Верхний и нижний винты в соосной схеме разнесены по вертикали для исключения схлестывания лопастей. Верхний винт засасывает воздух из безграничного пространства и создает струю, отбрасываемую на нижний винт. Воздействие спутной струи верхнего винта вызывает уменьшение угла атаки и соответственно, подъемной силы нижнего винта. Вследствие сужения нисходящего потока, отбрасываемого верхним винтом, концевые участки лопастей нижнего винта работают на режимах, аналогичных верхним лопастям, при этом, концевые участки лопастей нижнего винта засасывает некоторое количество воздуха из окружающего пространства. Соосный НВ вовлекает в движение воздушную массу на 20 % большую, чем НВ вертолета одновинтовой схемы. Поскольку воздушный поток верхнего винта закручен в сторону, противоположную вращению нижнего винта, окружные скорости обтекания сечений лопастей нижнего винта возрастают на величину скорости закрутки, что улучшает аэродинамическую эффективность соосной схемы. Аэродинамическая эффективность соосного винта всегда на 3…10 % выше, чем у НВ вертолета одновинтовой схемы.

Диаметр соосного НВ несколько меньше чем одновинтового, поэтому, в режиме висения при равных условиях, соосный вертолет требует на несколько большей мощности двигателей, чем одновинтовой. Практически же отсутствие РВ и хвостовой трансмиссии обеспечивает соосному вертолету значительно меньшую массу собственной конструкции и большую массу полезной нагрузки при равной с сопоставимым одновинтовым вертолетом полетной массе, а отсутствие затрат мощности двигателя на привод РВ (на одновинтовых вертолетах затраты составляют около 10 % от мощности двигателей) – больший статический потолок при одинаковой мощности двигателей и полетной массе. При висении на одинаковой малой высоте от ко­лес шасси до поверхности земли, положительное вли­яние воздушной подушки оказывается меньшим, чем для одновинтового вертолета, что объясняется более высоким расположением в целом соосных НВ, и боль­шим экранирующим влиянием фюзеляжа. В режиме горизонтального полета на высокой скорости соосный НВ имеет большее лобовое сопротивление, чет одновинтовой НВ, что снижает максимальную скорость полета вертолетов соосной схемы.

Это можно найти в разных источниках. Например в этом    http://aeroexpert.com/ru/manual/helicopter-unit/

А теперь, пожалуйста, покажите тот источник знаний, где Вы узрели преимущества соосных воздушных винтов и попытайтесь обосновать  физическими формулами и законами сие явление и получаемую ЯКОБЫ ВЫГОДУ.

 

[rtyuiop.400]

А теперь, пожалуйста, покажите тот источник знаний, где Вы узрели преимущества соосных воздушных винтов

До вас не доходит?

Поскольку воздушный поток верхнего винта закручен в сторону, противоположную вращению нижнего винта, окружные скорости обтекания сечений лопастей нижнего винта возрастают на величину скорости закрутки, что улучшает аэродинамическую эффективность соосной схемы.
Аэродинамическая эффективность соосного винта всегда на 3…10 % выше, чем у НВ вертолета одновинтовой схемы.

 

[mz]

     История ,  SKY CAR  ,  перспективная идея  .

http://www.youtube.com/watch?v=RfH5tNWWDPE&feature=related

 

[Anatoliy]

До вас не доходит?

Вот не знаю как Вам еще пояснить.
Давайте так.
Я думаю, я уверен, что Вы не будете отрицать законы физики. Так вот, тяга воздушного винта определяется По формуле:   F = (m/t)*V   И надо еще учесть что это не идеальный случай, то есть тяга будет несколько ниже этой величины.
Спорить будете? Станете опровергать? Или согласитесь?

Хотел было Вам выложить развернутое объяснение, но понял, что Вы мне все равно не поверите,так как я не Жуковский, не Бернули и даже не Сикорский.
Давайте обратимся за советом к практикам. Что они скажут?
Значит "Камов" выстругал соосный вертолет Ка-50
Его параметры: на борту два двигателя по 1618 кВт, диаметр несущего винта 14,5 метра, максимальный взлетный вес 10800 кг и максимальная скорость 310 км/час.
А простой "двоечник" который решил не заморачиваться соосной системой "Миль" выковал молотком Ми-24, то же военный вертолет. И как подобает "двоечнику" списал некоторые параметры у "отличника Камова". Ну все списать не получилось, но вот по двигателям он точь в точь списал.
Смотрим параметры Ми-24:  на борту те же два двигателя по 1620 кВт, диаметр несущего винта 18,8 метра, максимальный взлетный вес 11500 кг и максимальная скорость 330 км/час.

Теперь анализируем.
Хоть и диаметр соосной системы меньше чем одновинтового НВ, но скорость то же меньше. Видать сопротивление соосной системы больше чем у одиночного винта.
Но так это и говорится в той ссылки, что я привел в посте №432.
И все же несмотря на то, что в Ми-24 тратится порядка 10% мощности на рулевой винт, Ка-50 чуток легче на взлете и чуток медленнее летает.
Делаем заключительный вывод.
Соосный винт вертолета Ка-50 при прикладывании одной и той же мощности как у одновинтового вертолета Ми-24 оказался примерно на уровне по параметрам. Единственный плюс это уменьшение диаметра несущей системы в 18,8 / 14,5 = 1,297 раз .

Теперь вытащим из пыли мою любимую икону (номограмму).
Возьмем для упрощения такие примерные параметру. Диаметры НВ такие же как и у рассматриваемых вертолетов. Мощность принимаем одну и туже равную 3000 л.с. (на сравниваемых вертолетах мощность 4000 л.с. Но это не на несущей системе, а мощность двигателя).
Водим пальчиком по номограмме и получаем тягу одиночного винта с диаметром 18,8 метра равную чуть больше 10000 килограммов (может даже и 11500 кг, поле номограммы закончилось).
Теперь повторяем эту же операцию с диаметром 14,5 метров. Но подводим мощность в два раза меньшую - 1500 л.с. Получаем тягу 5500 кг.
Задумываемся. Если один маленький  винт пожирая 1500 коней дает тягу 5500 кг, то два должны дать в два раза больше. То есть 11000 кг. А на деле только 10800. Получилось как бы равенство, но только большой геморой со сложностью соосной системы.
Ну и где же тот супер-пупер выигрыш соосной системы в смысле удельной тяги?
Природу и физику Вам не получится одурачить.

 

[rtyuiop.400]

Соосный винт вертолета Ка-50 при прикладывании одной и той же мощности как у одновинтового вертолета Ми-24 оказался примерно на уровне по параметрам. Единственный плюс это уменьшение диаметра несущей системы в 18,8 / 14,5 = 1,297 раз .

Вы наверное не в курсе, что:
Высота на которой может висеть Ка-50 равна 4300 м
У МИ-24 2000 м

Разница статического потолка в два раза о чем говорит???? Практический потолок также выше

Во вторых КА-50 может достигать  в ГП 390 км/ч(ограничена инструкцией -315км/ч)
МИ-24 320 км/ч

 

[rtyuiop.400]

А теперь, пожалуйста, покажите тот источник знаний, где Вы узрели преимущества соосных воздушных винтов и попытайтесь обосноватьфизическими формулами и законами сие явление и получаемую ЯКОБЫ ВЫГОДУ. 

 

[Anatoliy]

Вы наверное не в курсе, что:

Интернет это такая штука, что когда ищешь параметры вертолетов, то становишься в курсе всех их параметров.
Но получается так, что два отдельно взятых и не влияющих друг на друга воздушных винта всегда имеют суммарную тягу большую, чем соосно поставленные эти воздушные винта. И разница тем больше, чем выше  приращение скорости воздуха в плоскости заднего винта.
А вот диаметр можно сократить, и это в определенных случаях становится приоритетным. Потому и существуют соосные воздушные винты.
Но возвращаясь к тем "баранам" - конвертопланам у которых воздушные винты двойного назначения имеют диаметры меньше чем у вертолетов мы должны согласится, что получается уж слишком невыгодная конструкция с точки зрения заливаемого горючего и непомерно мощных двигателей.

 

[rtyuiop.400]

Ну вообще то ссосники в наспех нарисованном мною конвертоплане больше для ликвидации реактивного момента и снижения лобового сопротивления конструкции в крейсере