Вариатор - редуктор авиадвигателя.

Не верю! Обоснуйте!
Ну, например. Добиться равномерного натяжения нескольких ремней сложно. Какой не то будет провисать. Отдельный натяжитель на каждый - вес и усложнение. Превышение нагрузки ведет к проскальзыванию ремня и ничем не компенсируется, кроме натяжителей.
Ремень вариатора поджимается тарелкой вариатора с центробежными грузами, а в случае изменения нагрузки выше допустимой для сцепления ремня, автоматически понижается передаточное отношение - КПД ремня повышается.
 
Если  сравнивать  вариатор  и  клиноремённый  редуктор  -  нужно  учитывать  что  механизм  изменения  отношения  передачи  -  отбирает  часть  мощности  у  мотора.  Все  эти  центробежные  механизмы  -  сжимают  пружины  не  на  халяву  а  за  счёт  механической  энергии  отобранной  у ... -  дальше  продолжить  фразу  сможете ?  И  плюс  -  дополнительные  центробежные  грузы  -  их  кронштейны  и  тарелки  -  а  также  пружины  -  чтото  весят.  Всё  это  в  сумме  -  даёт  КПД  меньше  а  вес  -  больше  чем  у  простого  редуктора.  Плюс  который  можно  отиграть  на  тяге  -  видимо  оказывается  меньше  описанных  минусов.
 
Цифр, конечно, нет и сомнений больше, чем уверенности. Есть только сведения из тех.лит-ры, что современные вариаторы, особенно с металлопластинчатыми ремнями, имеют КПД, сопоставимый с МКПП. О процентах врать не буду, не помню. Спорить не собираюсь. Но есть один аргумент. Простой многоременный редуктор тоже не бумажный стаканчик. Свое возьмет и по массе и по потерям. Вариатор, в свою очередь, не просто редуктор, а еще, по совместительству и механизм изменения шага, который, как мы знаем, берет на себя и массу и мощность у ... ну, это вы знаете. Причем и в том и в другом случае отбор мощности идет в момент изменения передачи на повышение, в момент ее избытка, а не постоянно. В совокупности применение вариатора не выглядит утопией. Самым смешным будет то, что рано или поздно кто-нибудь кинет ссылочку в эту тему о буржуйских изысках в металле и все скажут: "Да-а! Вон там - а то! А здесь - да ну!..." 🙂
 
Вариатор не заменит ВИШ никогда, т.к. с изменением скорости потока треугольник скоростей на профиле лопасти меняется, вплоть до срыва потока (взл. режим на макс. шаге). Т.е. макс. к.п.д. винта можно получить только поворотом лопасти в положение оптимальное для данной скорости полёта и оборотов винта.
 
Вариатор не заменит ВИШ никогда, т.к. с изменением скорости потока треугольник скоростей на профиле лопасти меняется, вплоть до срыва потока (взл. режим на макс. шаге). Т.е. макс. к.п.д. винта можно получить только поворотом лопасти в положение оптимальное для данной скорости полёта и оборотов винта. 
Не поймите превратно, однако в вашем утверждении заключено противоречие. Исходя из треугольника скоростей (векторов) нужен оптимальный угол установки лопастей. Его изменение выше критического и должно приводить к срыву. Увеличение оборотов в соответствии с  изменением скорости с сохранением оптимального угла атаки позволит срыва избежать. Вариатор делает то же, что и ВИШ, только увеличивая обороты винта, а ВИШ с их сохранением, хотя и снижая при этом под нагрузкой, как раз меняя шаг от оптимального, что уже является компромиссным решением. Возможно ошибаюсь, тема новая пока для меня. Нужен расчет на предельно допустимые обороты винта.

Кстати, вот и ласточка. 🙂http://www.youtube.com/watch?v=8XyOnr4J7_E&feature=endscreen&NR=1
 
КПД вариатора не меньше чем клиноременного редуктора с несколькими ремнями потому, что даже площадь трения у вариаторного ремня не превышает площадь трения у ремней клиноременного редуктора с несколькими ремнями, к тому же в нашем случае площадь трения вариаторного ремня можно уменьшить (правда не радикально) вследствии уже высказанного выше SNMON-ом о невозможности равномерной натяжки всех ремней одновременно. Этой проблемы нет у вариатора, даже если это двухременной вариатор но с объединённым регулятором и нагрузочной муфтой.
Утверждение. что на работу центробежного механизма как-то: сжатие возвратной пружины, поворот или перемещение грузиков ит.д. и т.п. затрачивается мощность двигателя - технически не обосновано, так как мощность нужна только на раскрутку дополнительной массы , а остальное всё происходит внутри системы(двигатель - ведущий механизм вариатора) это как в невесомости нужна энергия для разгона а потом затрат энергии нет. Забирает мощность только  ремень так как он отводит энергию двигателя вне системы (двигатель - ведущий механизм вариатора).
Вариатор не заменит ВИШ никогда,
Это и не утверждалось, но всё же видимо вы невнимательно прочитали мой предыдущий пост о ВИШ-ах и ВРШ-ах. Я не стал очень подробно на этом останавливаться т.к. это очень подробно есть описано в соответствующей литературе.
Лопасти этих винтов как правило (за редким исключением) изготавливаются под крейсерский режим ЛА. Но так как на старте из-за большого сопротивления вращению двигатель не в состоянии раскрутиться до оборотов максимальной мощности, то уменьшая угол атаки лопастей воздушного винта уменьшают сопротивление вращению, давая возможность двигателю выйти на обороты максимальной мощности (КПД воздушного винта при этом падает) но меньше, чем растёт мощность двигателя (наверное вы в курсе, что зависимость мощности двигателя от оборотов коленвала не является линейной) - этим добиваются роста КПД винтомотоной установки а не винта. Но как вы заметили, в этом случае нужно чтобы мощность двигателя была больше чем она нужна для взлёта этого ЛА, т.к. избыток мощности должен компенсировать падение КПД винта при повороте лопастей на угол меньше чем угол на который они расчитаны. При применении вариатора. не нужна избыточная мощность потому, что КПД винта и максимальная мощность двигателя достигаются одновременно. Во время полёта происходит то же самое: с ВИШ-ем приходится увеличивать угол установки лопасти чтобы получить  скорость большую крейсерской (КПД винта опять падает), а прирост скорости обеспечивается за счёт всё того же избытка мощности.
С вариатором просто изменяется редукция именно на столько на сколько уменьшилось сопротивление вращению , а значит для поддержания крейсерской скорости нужно сбавить газ.
Если нужна скорость больше крейсерской, то просто за счёт "освободившейся" мощности изменится редукция и ВВ будет вращаться с большими оборотами, но с максимальным КПД.
Подведём итог полемики:
С вариатором не нужна избыточная мощность для взлёта (достаточно той, что нужна для полёта с крейсерской скоростью) т.к. благодаря изменению редукции КПД винтомоторной установки выше чем с ВИШ-ем или ВРШ-ем.
Избыточную мощность не нужно "кормить".
ВВ на много легче и дешевле.
Съэкономленного, на узле управления поворотом лопастей, и самом воздушном винте веса, вполне хватает на компенсацию разности веса вариатора и других видов редукторов.
Я говорю о СЛА (предупреждаю чтобы не возникло желание сравнивать возможный вес вариатора на аэробусе с существующим там редуктором)   
 
А если говорить о срыве потока на максимальном шаге. так это тоже из-за невнимательного чтения предыдущих постов и не только моих.
При режиме близком к срыву, у воздушного винта растёт сопротивление вращению и довольно сильно, для этого и существует вариатор, и его регулировка на старте.
Значит, при правильной регулировке, вариатор будет обеспечивать такую редукцию, при которой винт не будет выходить на критический режим при максимальной мощности на взлёте.
На "Гидре" мы пробовали ставить совершенно разные воздушные винты и при этом под каждый конкретный винт регулировали центробежный регулятор (процесс очень простой и занимает не более пятнадцати минут).
Данные о тяге, в статье опубликованной в МК не совсем точные.
Потому, что не учитывалось сопротивление на сдвиг самой "Гидры".
Ещё один момент который нужно пояснить: - это то, что ремень советского производства, выдерживал мощность развиваемую двигателем РМЗ-640 даже при оборотах 5000 в мин. , не более двадцати секунд а потом шла пробуксовка со всеми вытекающими из этого результатами. Качество ремней советских не нужно даже объяснять....
Ремень работал устойчиво если обороты двигателя не превышали 4200.
Ремни которые применяют сейчас передают без проблем не то что 28л.с. а и 100л.с.
Вот и получается что результат с современными ремнями был бы несравненно веселее.
На самом деле можно применять вариатор Бурана в чистом виде, но в таком случае будет лишний вес даже потому, что в ЛА, о которых мы говорим, не нужен такой большой диапазон изменения редукции (за некоторым исключением). Значит можно уменьшить диаметр шкивов и соответственно уменьшить ход центробежного регулятора, а значит "съэкономить" ещё немного граммов - килограммов.
Теперь о надёжности: вариаторный ремень совершенно легко поддаётся визуальному контролю его состояния. Центробежный механизм , при его должном содержании, не клинит и не выходит из строя очень, очень, очень долго.
Поскольку ЛА часто занимаются люди у которых руки из плеч и мозги в голове а не в ж....е, то уверен в том, что они найдут варианты облегчить, "унадёжить", упростить и удешевить констукцию.
 
Т.е. макс. к.п.д. винта можно получить только поворотом лопасти в положение оптимальное для данной скорости полёта и оборотов винта.
Не винта  а винтомоторной установки - это совсем не одно и то же
 
Пример применения редуктора с некоторыми цифрами. Правда с винтом тут не все в порядке, методика выбора какая-то особенная, да и форма лопастей не оптимальная.
 

Вложения

  • Gidra.djvu
    Gidra.djvu
    83,1 КБ · Просмотры: 113
Ссылка не открывается, но это и не так страшно.
Если там изложены те данные, что были в МК 11. 1990, то я и так могу объяснить всё что изображено и что написано, т.к. это моя статья. (правда есть некорректные корректировки редактором - не вникнув и не поняв о чём речь, он сморозил какую-то куролесицу, но это не касается вариатора а расчёта винта на конкретной заготовке.. - это отдельная тема )
 
Винтомоторная установка, что на фото, снята с предыдущих аэросаней сделанных мной.
Винт не оптимален по ширине лопасти, и по многим другим факторам, но не смотря на то, что винт не гармонировал ни с какой стороны, результат в цифрах виден. Если бы на тот момент установить винт который был бы ближе по своим параметрам к требуемым характеристикам техники в целом, то могу вас уверить, что результат не сильно бы отличался. Сначала ставились винты всего 1м20см в диаметре, тяга на старте, не зависимо от шага винта, получалась в пределах 65кг (плюс тяга на компенсацию усилия сдвига самой техники). Когда поставили винт большего диаметра, то тяга была получена 85кг (плюс всё та же компенсация сопротивления сдвига) Это при том, что ремень не мог передать мощность которую развивал двигатель на оборотах выше 4200. К тому же и двигатель был очень БУ-шным. 
 
Предыдущие мои аэросани были одноместными и полностью самодельными, но тоже исполнены в виде лодки, только на много уже, короче и ниже по бортам.
С этой же винтомоторной установкой они легко набирали скорость 120км.час, и дальше приходилось сбрасывать обороты двигателя, т. к. управляемость и устойчивость ухудшались по техническим причинам (ВВ тогда стоял диаметром 1м20см и с шагом 0,6 м)
 
С  Гидрой -  незачёт.
( Снегоходом  из  статьи  в  М. К.  )

В  статье  -  написано  что  вся  эта  чудо  машина  развивала  максимум  75 - 85 кгс  статической  тяги.

У  нас  на  дельтике  Буран  с  редуктором  -  вот  таким :
( Добавлю  -  передаточное  отношение  у  нас - 1 : 2,25  ) 


«reduktor_Buran.»

Выдавал  около  105 - 110  кгс  статической  тяги.

И  если  на  него  поставить  вариатор  от  Бурана  -  то  и  получится  85  кгс  -  из  за  потерь.  Вот  и  всё.

Сейчас  тут  начнутся  ссылки  на  плохой  ремень... 
На  у  нас  винт  был  поганый...

Не  принимается.
Вариатор  у  Вас  толку  не  дал.

Докажите  обратное  на  практике.  В  смысле  -  поставьте  импортный  ремень  -  правильный  винт  и  получите  больше  чем  мы  с  простым  редуктором.

Думаю  -  ничего  из  затеи  с  вариатором  не  получится.

Кстати  -  наш  результат  вполне  ординарный.
Это  многие  думаю  подтвердят.

Фото  с  винтом  и  трубой  в  комплекте :


«Дельталёт»

Я  читал  про  применение  на  дельталёте  вариатора  и  мотора  от  снегохода. Но  там  мотор  был  Ротакс  618 -  или  что то  в  этом  роде.  Тоесть  мощнее  чем  582  Ротакс.

Им  потерять  15 - 20  сил  -  было  не  критично.  Зато  можно  было  гибко  адаптировать  большой  тихоходный  пропеллер  к  сильно  быстроходному  мотору.  Это  немного  иной  случай...  Они  воевали  не  за  скорость  а  за  скороподъёмность...  С  мотором  -  явно  на  вырост  -  относительно  их  ЛА.
 
Выдавал  около  105 - 110  кгс  статической  тяги.
145!
С  Гидрой -  незачёт.
При всём уважении к КВАДРАТОВУ, летал долго и не жаловался,
но по правде сказать, просто пользовал, то, что придумали ДРУГИЕ (ПЕТРОВИЧ ЯНЦЕВ и Гидраэр).

Не могу не упомянуть имён А. Кареткина и всех, кто тогда "сочинял" эти аппараты.
С превеликим уважением, снимаю шляпу......
 
A36FLY  -  я  комментировал  статью  " Гидра "  аэроход " -  пдф  которой  выложили  выше  и  обсуждали.

А  145  кгс  Вы  получили  на  простом  клиноремённом  редукторе  на  дельталёте  фирмы  " Гидраэр "  ?  Я  верно  понял ?  Ну  у  Вас  наверно  мотор  был  здорово  нашаманен. 
У  нас  мотор  немного  приведен  в  соответствие  -  но  Буранчик  практически  без  особых  переделок.

Думаю  что  все  поняли  что  помянутый  мной  снегоход  " Гидра " (  из  статьи ) - и  дельталёт " Гидраэр "  это  две  разных  истории.

И  история  про  Гидраэр  -  получается  в  мою  пользу.  Тоесть  против  Гидры  и  её  вариатора.
 
Им потерять 15 - 20 сил - было некритично. ... ...Они воевали не за скорость а за скороподъёмность...
В войне за скороподъемность некритично потерять 20л.с? То есть, номинальный режим может быть на уровне крейсерского и все равно давать отличную скороподъемность? Я правильно понял? :-?
 
КПД вариатора не меньше чем клиноременного редуктора с несколькими ремнями потому, что даже площадь трения у вариаторного ремня не превышает площадь трения у ремней клиноременного редуктора с несколькими ремнями, к тому же в нашем случае площадь трения вариаторного ремня можно уменьшить (правда не радикально) вследствии уже высказанного выше SNMON-ом о невозможности равномерной натяжки всех ремней одновременно. Этой проблемы нет у вариатора, даже если это двухременной вариатор но с объединённым регулятором и нагрузочной муфтой.
1. Зачем применять редуктор с несколькими ремнями,когда есть поликлиновые?
2. КПД клиноремённого вриатора ниже,из-за большой жёсткости ремня. На его изгиб и тратится мощность. Прилегание к шкивам хуже,проскальзывание- больше. (это мои соображения)
При режиме близком к срыву, у воздушного винта растёт сопротивление вращению и довольно сильно, для этого и существует вариатор, и его регулировка на старте.
Срыв потока в корневых сечениях лопасти может иметь место при нулевой и некоторой ,меньшей расчётной скорости. Уменьшение частоты вращения не избавит от этого срыва,но снизит тягу винта.
Если нужна скорость больше крейсерской, то просто за счёт "освободившейся" мощности изменится редукция и ВВ будет вращаться с большими оборотами, но с максимальным КПД.
А разве в обычном случае не так?
Проблема в том,чтобы раскрутить двигатель на взлёте до максимальной мощности.
По видимому,вариатор может частично решить эту задачу.
Есть только сведения из тех.лит-ры, что современные вариаторы, особенно с металлопластинчатыми ремнями, имеют КПД, сопоставимый с МКПП.
Читал и я такое,но речь сейчас-о простейшем,ременном... 😉
 
На его изгиб и тратится мощность.
Сложить пополам в любом месте, за исключением 4-5 см у края, чего и не бывает, можно двумя пальцами. Ремень снегохода с дв. 100л.с. На такие жертвы пойти можно. 😉

Уменьшение частоты вращения не избавит от этого срыва,но снизит тягу винта
Срыва быть не должно. В данном случае предполагается работа винта на режимах близких к оптимальным, благодаря вариатору. И если двигатель выдает максимум, а срыва нет, что снизит тягу?

Проблема в том,чтобы раскрутить двигатель на взлёте до максимальной мощности.
По видимому,вариатор может частично решить эту задачу.
И не только на взлете.

Читал и я такое,но речь сейчас-о простейшем,ременном...
О простейшем в данном контексте говорить не приходится. Вариатор, применительно к СЛА - выход на другой уровень. Никто не станет всеръез говорить о совмещении ременного редуктора и ВИШ. Вариатор - особая тема.
 
Когда  я  писал  про  вариатор  на  некоем  моторе  Ротакс  -  который  более  мощен  чем  синяя  башка  -  давайте  понимать  что  я  подразумевал  мотор  -  примерно  с  такими  характеристиками :


«Rotax 618.»

Такой  мотор  даст  под  200  кгс  тяги.

Если  его  поставить  к  примеру  на  наш  дельтик  с  крылом  Харьков 17  -  дельтик  будет  летать  ногами  в  небо. Ибо  не  скоростное  крыло  -  разогнаться  не  даст.

Вот  примерно  в  таком  случае  буржуи  чего то  химичили  с  вариатором.  Что  у  них  получилось  я  толком  не  понял.
Там  была  длинная  полемика  по  французски...  Ссылку  к  сожалению  потерял  при  крахе  жосткого  диска.

По  моему  -  у  них  были  серьёзные  потери  КПД -  что  впрочем  не  мешало  летать  со  скоростью  -  километров  100  в  час.  За  счёт  ломового  мотора.

Но  думаю  что  всё  это  было  далеко  от  оптимального  использования  ВМУ.

Наверно  как то  так....
 
Назад
Вверх