Вентиляторные СУ, вентилятор в воздушном канале(ducted fan)

[Артур123]

Я вообще не понимаю к чему тему с металлическими лопатками подняли, что за проблема с композитными лопастями/лопатками? Сейчас наоборот все переходят на композитную конструкцию лопаток и лопастей, а тут один предложил и почему-то многие "подписались" двигаться в обратную сторону... В чём металлическая лопатка или лопасть лучше композитной? Проще в изготовлении? Легче? Прочнее? Не думаю...

🙂 вот для меня проще из люминия,для вас из карбона. вопрос в том имеет ли это решение право на жизнь?

 

[Malish]

🙂 вот для меня проще из люминия,для вас из карбона. вопрос в том имеет ли это решение право на жизнь?

Всё имеет право на жизнь, если это жизненно обосновано - я не думаю что Вы будете сами делать эти лопатки, а на заказ будет дешевле
отдать тем кто занимается изготовлением ВВ - у них технологии и опыт есть...

 

[свободник]

Если брать по кривой #9 и ее пересечение с нижней кривой расхода, то примерно получаем...
...82 кгс...

Я брал не пересечение кривых, а просто максимальное давление умножил на площадь "дырки". На графике это примерно 1660 Па при расходе 45000 кубов/час.
Получил 85 кг тяги. У Вас получилось 82 кг. В принципе сошлось 🙂
Но Вы считали при максимальном расходе воздуха, которое, как мне кажется, актуально для максимальной скорости полёта. А на старте, при нулевой скорости аппарата, наверное нужно ориентироваться на минимальный расход воздуха по графику.
Так же в потоке этого вентилятора находится толстая серединка с неоптикаемыми элементами типа мотора. На сколько можно расчитывать в прибавке тяги, если серединку сделать в виде капли? Если процентов 10 даст, то мои потребности перекроет 🙂

=мотор индукционный,асинхронный ?

Понятия не имею какой там мотор. Меня интересует только ступица с лопостями, как готовое решение, причём самое ответственное во всей этой затее.
Как сделать остальную часть воздуховода и привода, вроде уже понятно. Мотор у меня EA82. Всё мечтаю его куда-нибуть пристроить. Валяется без дела 🙂

 

[henryk]

=мотор индукционный,асинхронный ?
(=высокий КПД и вес ?)

-попытка подобрать эжекционный насадок...

 

[JohnDoe]

Я брал не пересечение кривых, а просто максимальное давление умножил на площадь "дырки". На графике это примерно 1660 Па при расходе 45000 кубов/час.
Получил 85 кг тяги. У Вас получилось 82 кг. В принципе сошлось 🙂
Но Вы считали при максимальном расходе воздуха, которое, как мне кажется, актуально для максимальной скорости полёта. А на старте, при нулевой скорости аппарата, наверное нужно ориентироваться на минимальный расход воздуха по графику.
Так же в потоке этого вентилятора находится толстая серединка с неоптикаемыми элементами типа мотора. На сколько можно расчитывать в прибавке тяги, если серединку сделать в виде капли? Если процентов 10 даст, то мои потребности перекроет 🙂

Расход примерно постоянен, что на стопе, что на максимуме, если шаг лопастей не меняется. Для импеллера важнее именно расход и скорость потока, а не давление. Кок и капля както повлияют на тягу, менее взбаламученный воздух на входе/выходе благотворно повлиять способен. В какой мере сказать не возьмусь. Ну и спрямляющий аппарат не забудьте. Вообще у данного вентилятора есть еще запас по оборотам, окружная всего 122м/сек. Раза в 2 обороты можно поднимать, если не разлетится. Тогда на скорость в 200км/ч можно расчитывать при везении. Но вообщкюе вентмлятор не производит впкчатление ни высокоскоростного, ни высокожффективного. Помнится широкие, короткие лопасти как правило означают невысокий кпд, но малый шум.
Имху

 

[свободник]

...Вообще у данного вентилятора есть еще запас по оборотам, окружная всего 122м/сек. Раза в 2 обороты можно поднимать, если не разлетится. Тогда на скорость в 200км/ч можно расчитывать при везении...

Зато тихий - мечта партизана 🙂
Мне больше 3000 об/мин не надо. И скорость 100 км/ч устраивает.
А вот чтобы развалился - совсем не устраивает 🙂

...Помнится широкие, короткие лопасти как правило означают невысокий кпд...

По графикам получается тяга примерно 2 кг/л.с., что очень даже хорошо. Причём, как пишет производитель - это для цилиндрического "обрубленного" воздуховода.

 

[henryk]

но малый шум.

=с шумом борятся с помощью всяких "загагулин" ...

 

[tern]

Максимальная скорость полета не превысит 129 км/ч, может чуть больше если сработать 800Па повышенного давления за счет сужения сопла. Но, скорее всего осетра будет нужно порезать. Больно оптимистично, на мой взляд всё выглядит.

Там ступица вентилятора радиусом чуть ли не половиной радиуса кольца/канала.
Может имеет смысл сузить выходное сопло на 15-20%

 

[Иванов]

Расход примерно постоянен, что на стопе, что на максимуме, если шаг лопастей не меняется. Для импеллера важнее именно расход и скорость потока, а не давление. Кок и капля както повлияют на тягу, менее взбаламученный воздух на входе/выходе благотворно повлиять способен. В какой мере сказать не возьмусь. Ну и спрямляющий аппарат не забудьте. Вообще у данного вентилятора есть еще запас по оборотам, окружная всего 122м/сек. Раза в 2 обороты можно поднимать, если не разлетится. Тогда на скорость в 200км/ч можно расчитывать при везении. Но вообщкюе вентмлятор не производит впкчатление ни высокоскоростного, ни высокожффективного. Помнится широкие, короткие лопасти как правило означают невысокий кпд, но малый шум.
Имху

Соглашусь, в целом, в оценке этого вентилятора.
С поправкой, что скорость потока на выходе - это "вредная" ( необходимая, вынужденная ) составляющая. Она уносит энергию и снижает КПД вентилятора. Расход создаётся перепадом давлений ( на входе и за плоскостью вентилятора ) и ни как иначе... Зависит расход напрямую от площади сечения, но при этом, выгоднее иметь сильно меньшее сечение в плоскости вентилятора, чтобы оптимизировать работу лопаток ( увеличить КПД ). По этому, не особо "экономят" на диаметре ступицы...
Широкие лопасти - этого вентилятора создают поток низкой скорости , но большого расхода. Что и требуется для вентиляционных систем -шум поменьше, продувка получше. Они создают не тягу, а расход в статике. Потому, имеет пологую характеристику по оси расхода. Ему не нужно создавать бОльший ( чем сопротивление в сети ) перепад давления - напор.

В приведённой мной ранее ссылке на ролик канала GetAClass, хорошо показан "дуализм" влияния параметров потока на создание эффективной тяги. Яркий пример компромиссного выбора из двух противоречивых зависимостей. Оптимум - это точка пересечения характеристик этих двух зависимостей, выбранных для конкретной задачи.

Собственно, как я это понимаю, для "тягового" вентилятора требуется создать ( в статике ) перепад давления, соответствующий скоростному напору на расчётной скорости ЛА. И обеспечить массовый расход воздуха, соответствующий сопротивлению ЛА на этой скорости ( тягу ). Только и всего... 😀

 

[свободник]

...для "тягового" вентилятора требуется создать ( в статике ) перепад давления, соответствующий скоростному напору на расчётной скорости ЛА. И обеспечить массовый расход воздуха, соответствующий сопротивлению ЛА на этой скорости ( тягу )...

Взлетная масса 400 кг. Расчётная скорость 100 км/ч. Диаметр воздуховода ограничен <~80 см.
Какой серийный импеллер, доступный в продаже прямо сейчас на территории России можете рекомендовать для решения этой задачи?

 

[KAA]

Тяга реактивного двигателя равна произведению секундного массового расхода на разность скоростей истечения газа и полёта.

Если брать по кривой #9 и ее пересечение с нижней кривой расхода, то примерно получаем 65 000 м3/час, или секундный обьемный расход:
65000 / 3600 = 18,056 м3/сек.
Делим секундный обьемный расход на площадь сечения вентилятора получаем скорость потока:
18,056 / (0,25 * pi * 0,8^2) = 35,9 м/сек
Секундный обьемный расход помноженный на уд. плотность воздуха умножаем на скорость потока получаем тягу :
18,056 * 1,24 * 35,9 = 803,78 Ньютон или 82 кгс.

Если продолжить считать....
То при скорости полёта 30 м/с и максимальном расходе, тяговая мощность будет 3,93 кВт. Т.е. КПД ВМУ меньше 20% ? 🤔

 

[JohnDoe]

Там ступица вентилятора радиусом чуть ли не половиной радиуса кольца/канала.
Может имеет смысл сузить выходное сопло на 15-20%

Конечно имеет смысл. Площадь выходного сечения сопла должно быть не больше входного сечения вентилятора минус площадь ступицы/кока, иначе получится расширение канала, падение скорости потока, снижение тяги.
Имху

 

[JohnDoe]

Тяга реактивного двигателя равна произведению секундного массового расхода на разность скоростей истечения газа и полёта.

Если продолжить считать....
То при скорости полёта 30 м/с и максимальном расходе, тяговая мощность будет 3,93 кВт. Т.е. КПД ВМУ меньше 20% ? 🤔

Запросто.

 

[Иванов]

Запросто.

Ну,...это сильно выше, чем у ГТД...

 

[Иванов]

Запросто.

Взлетная масса 400 кг. Расчётная скорость 100 км/ч. Диаметр воздуховода ограничен <~80 см.
Какой серийный импеллер, доступный в продаже прямо сейчас на территории России можете рекомендовать для решения этой задачи?

Ваша задача не имеет решения по всем заданным параметрам, кроме: расчетной скорости, взлетной массы и диаметра...

 

[Malish]

Взлетная масса 400 кг. Расчётная скорость 100 км/ч. Диаметр воздуховода ограничен <~80 см.
Какой серийный импеллер, доступный в продаже прямо сейчас на территории России можете рекомендовать для решения этой задачи?

Нет серийных импеллеров(вентиляторов) для авиационного применения, каждый вентилятор делается под специфический ЛА, я уже об этом
говорил не раз... Вентиляторная СУ это не ГТД которые делают сериями и производитель ЛА просто выбирает себе подходящий 😉

 

[JohnDoe]

Ну,...это сильно выше, чем у ГТД...

Чего "выше, чем у гтд"? Кпд? Дык, гтд тоже бывают разные. Турбовентиляторные вполне себе по кпд годные.

 

[Malish]

Saunders S4-A Jet Hawk II - Minijets

=history...

Покупал я чертежи этого самолёта(сейчас даже не знаю где они), убого был сделан самолёт. Входного канала практически не было, только воздухозаборники, за ними двигатель(роторный от Мазды) и вентилятор с лопатками из листового дюраля - ужас! И летал он(несколько полётов)
так-же, еле держался в воздухе на скорости 100км/ч...

-у Вас рисунок/размеры не сохранился ?

Нашёл чертежи 🙂!
Размер листов не позволяет использовать мой сканер, просто сфотографировал несколько листов с конструкцией вентилятора.
Всего 65 листов - если кому будет интересно посмотреть все(в формате фотографий), то могу постепенно все их переснять и выложить на моей
ветке.

 

[henryk]

Нашёл чертежи 🙂!

-чтобы вознаградить Ваш труд и доброе сердце мне прийдётся жить ещё 100 лет !
(раньше не выплачусь...)

 

[tern]

Всего 65 листов - если кому будет интересно посмотреть все(в формате фотографий), то могу постепенно все их переснять и выложить на моей
ветке.

Было бы интересно посмотреть.