Вентиляторные СУ, вентилятор в воздушном канале(ducted fan)

[свободник]

Думаю что можно сделать входные воздухозаборники в виде NACA и "дно" сделать подвижным что-бы оно поднималось впотай с верхней частью(обшивкой).
Получиться что-то вроде этого(в открытом положении:

Про подвижное дно "впотай" согласен. А вот про воздухозабарник NACA не согласен 🤓
На Вашей картинке совсем не треугольный NACA, а более оквадраченный. Что-то типа такого прямоугольного закрывать/открывать попроще, чем треугольник

Воздухозаборник NACA создали для "непокобелимости" пограничного слоя ФЮЗЕЛЯЖА летательного аппарата. А в самой дырке заборника создаётся лишнее сопротивление и два встречновращающихся вихря. То есть, площадь дырки заборника NACA должна быть больше остальных площадей поперечного сечения тракта вентилятора. Так же эти вихри враждебные вроде как по теории плохо влияют на кпд вентилятора.

 

[Иванов]

Следует учитывать ещё и тот факт, что через такой воздухозаборник необходимо обеспечить не малый РАСХОД.
Для продувания радиатора или вентиляции отсека - это одно дело. А когда нужен расход и минимальные потери в канале, то подобное решение окажется далеко не столь соблазнительным.

Обратите внимание на воздухозаборник F-35. Там постарались даже с фюзеляжа не забирать погранслой в входное отверстие канала.

 

[Malish]

Про подвижное дно "впотай" согласен. А вот про воздухозабарник NACA не согласен 🤓
На Вашей картинке совсем не треугольный NACA, а более оквадраченный. Что-то типа такого прямоугольного закрывать/открывать попроще, чем треугольник
Посмотреть вложение 524265
Воздухозаборник NACA создали для "непокобелимости" пограничного слоя ФЮЗЕЛЯЖА летательного аппарата. А в самой дырке заборника создаётся лишнее сопротивление и два встречновращающихся вихря. То есть, площадь дырки заборника NACA должна быть больше остальных площадей поперечного сечения тракта вентилятора. Так же эти вихри враждебные вроде как по теории плохо влияют на кпд вентилятора.

Следует учитывать ещё и тот факт, что через такой воздухозаборник необходимо обеспечить не малый РАСХОД.
Для продувания радиатора или вентиляции отсека - это одно дело. А когда нужен расход и минимальные потери в канале, то подобное решение окажется далеко не столь соблазнительным.

Обратите внимание на воздухозаборник F-35. Там постарались даже с фюзеляжа не забирать погранслой в входное отверстие канала.

Если Вы читали эту тему внимательно, то должны были заметить что я об этом-же и писал выше - воздухозаборники типа NACA возможно хороши для обдува и вентиляции, но не будут хорошо работать там где нужен большой расход воздуха. И вообще заборник NACA является одним из типов "утопленных" воздухозаборников и это я имел ввиду когда писал что можно сделать воздухозаборник "ТИПА" NACA, т.е. "утопленный", но не обязательно такой-же формы.
И опять вес этот разговор начался с того что нужно иметь "закрывающиеся" заборники для уменьшения сопротивления в полёте с выключенной вентиляторной СУ(для мотопланера). Учитывая что закрывающейся заборник будет использоваться на мотопланере, где не нужны большие скорости полёта, я так-же предложил сделать "выдвигающейся" воздухозаборник(фото Раптора выше) - такой тип заборника должен обеспечить большой расход воздуха. Но это только мои предложения как сделать воздухозаборники "закрывающимися/убирающимися".
Что касается воздухозаборников и пограничного слоя воздуха попадающего в них, то я думаю что для вентилятора в канале(ducted fan) это не так важно, как для
воздухозаборника ТРД. Там чаще всего разделяют вход в воздушный канал двигателя от фюзеляжа больше для того, что-бы вода с фюзеляжа(во время дождя) или лёд(при обледенении) не попадали в двигатель.

 

[Иванов]

Что касается воздухозаборников и пограничного слоя воздуха попадающего в них, то я думаю что для вентилятора в канале(ducted fan) это не так важно, как для
воздухозаборника ТРД. Там чаще всего разделяют вход в воздушный канал двигателя от фюзеляжа больше для того, что-бы вода с фюзеляжа(во время дождя) или лёд(при обледенении) не попадали в двигатель.

Да. это так...
Однако есть геометрическое сечение воздухозаборника, а есть эффективное. Последнее зависит от многих факторов.

В качестве наглядного примера - лемнискатный вход. Он даёт 20-25% ( до 30% ) увеличения статической тяги. Но эта добавка, практически сразу пропадает, как только появляется движение навстречу потоку. На скорости же, эта геометрия входного устройства воздухозаборника даёт значительное сопротивление...

На F-35 потратили какую-то "не приличную" сумму на "разработку" нового типа воздухозаборника... "Это-жж-ж-ж не с проста". Характерной особенностью является "конический наплыв" на входе, на внутренней стороне и треугольный "клык" на внешней стороне.

 

[свободник]

...это я имел ввиду когда писал что можно сделать воздухозаборник "ТИПА" NACA, т.е. "утопленный", но не обязательно такой-же формы...

Да, я достаточно внимательно прочитал Вами написанное, поэтому и выразил сомнения.
Поясню ещё раз. Штуковина именуемая "воздухозаборник NACA", или по заокиянскому "NACA duct" - это не кабы чего утопленное в фюзеляж, а изделие строго определённой формы, пассивный воздухозаборник, позволяющий задувать в салон от набегающего потока, но не оставляющий вихревого следа на поверхности летательного аппарата.
А применительно к вентилятору, бодро сочущему из вне, можно и даже нужно использовать любые другие "утопленные" воздухозаборники простых форм.

 

[Ромашчандр]

Там чаще всего разделяют вход в воздушный канал двигателя от фюзеляжа больше для того, что-бы вода с фюзеляжа(во время дождя) или лёд(при обледенении) не попадали в двигатель

Нет, я читал что отделение погран слоя от воздухазоборрника необходимо для ТРД. Если. Внимательно все миги и сухие, после очередного (2-го или 3-го)поколения отделяют воздухозаборники от фюзеляжа.

https://i.pinimg.com/736x/80/7a/ce/807aceb10c089444336131d14495c094.jpg

https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/3644947/pub_5f9aee1638725f3ad61b0b18_5f9aee229e5bc33f0d165ac9/scale_1200

https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/1821029/pub_5f1bea7498ca962935968d4b_5f1d25db0416415eeeb827ac/scale_1200

 

[Ромашчандр]

С Malish надо согласится henryk'у

Выдвижные воздухозаборники на его мото планере были бы идеальны. Особенно если их обрез можно сделать в месте максимального давления

 

[henryk]

С Malish надо согласится henryk'у

Выдвижные воздухозаборники на его мото планере были бы идеальны. Особенно если их обрез можно сделать в месте максимального давления

-у меня комфортная ситуация=свободная большая поверхность кормы (почти 1,5 кв.м.),
между мотором и соплом...

=там ПОВЫШЕННОЕ давление и можно разместить свыше сотни NACA !

=при сильном желании их можно закрывать "оптом" с помощью эжекционной насадки
(красная).

 

[Malish]

Да, я достаточно внимательно прочитал Вами написанное, поэтому и выразил сомнения.
Поясню ещё раз. Штуковина именуемая "воздухозаборник NACA", или по заокиянскому "NACA duct" - это не кабы чего утопленное в фюзеляж, а изделие строго определённой формы, пассивный воздухозаборник, позволяющий задувать в салон от набегающего потока, но не оставляющий вихревого следа на поверхности летательного аппарата.
А применительно к вентилятору, бодро сочущему из вне, можно и даже нужно использовать любые другие "утопленные" воздухозаборники простых форм.

Как я уже говорил, заборник ТИПА NACA(как я писал) не значит что это ТОЧНО NACA, а что-то похожее на него и не обязательно расширяющийся по строго определённой форме, я даже фото самолёта прикрепил что-бы было понятно что я имел ввиду:

Нет, я читал что отделение погран слоя от воздухазоборрника необходимо для ТРД. Если. Внимательно все миги и сухие, после очередного (2-го или 3-го)поколения отделяют воздухозаборники от фюзеляжа.

https://i.pinimg.com/736x/80/7a/ce/807aceb10c089444336131d14495c094.jpg

https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/3644947/pub_5f9aee1638725f3ad61b0b18_5f9aee229e5bc33f0d165ac9/scale_1200

https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/1821029/pub_5f1bea7498ca962935968d4b_5f1d25db0416415eeeb827ac/scale_1200

Про это я тоже писал, что вход воздухозаборника для ТРД разделяют от фюзеляжа не только от попадания в него пограничного, но и не отрицал этого факта тоже и даже пояснил, что по сравнению с ТРД для вентилятора в канале этого делать не нужно.
Как я понимаю, мы здесь обсуждаем вентиляторы(ducted fan) и поэтому нам лучше не ссылаться или брать во внимание то что связано с ТРД.
Я выше выкладывал файл(правда на английском) где чётко написано, что вентилятор в канале нельзя сравнивать или копировать с ТРД и даже с Двухконтурным
ТРД. Там вообще много чего полезного написано, что можно, а что нельзя делать или применять на вентиляторной СУ.

 

[JohnDoe]

Про подвижное дно "впотай" согласен. А вот про воздухозабарник NACA не согласен 🤓
На Вашей картинке совсем не треугольный NACA, а более оквадраченный. Что-то типа такого прямоугольного закрывать/открывать попроще, чем треугольник
Посмотреть вложение 524265
Воздухозаборник NACA создали для "непокобелимости" пограничного слоя ФЮЗЕЛЯЖА летательного аппарата. А в самой дырке заборника создаётся лишнее сопротивление и два встречновращающихся вихря. То есть, площадь дырки заборника NACA должна быть больше остальных площадей поперечного сечения тракта вентилятора. Так же эти вихри враждебные вроде как по теории плохо влияют на кпд вентилятора.

Площадь сечения воздухозабооника ЛЮБОГО венитилятора как правило всегда больше площади сечения самого вентилятора.
Имху

 

[JohnDoe]

Да, я достаточно внимательно прочитал Вами написанное, поэтому и выразил сомнения.
Поясню ещё раз. Штуковина именуемая "воздухозаборник NACA", или по заокиянскому "NACA duct" - это не кабы чего утопленное в фюзеляж, а изделие строго определённой формы, пассивный воздухозаборник, позволяющий задувать в салон от набегающего потока, но не оставляющий вихревого следа на поверхности летательного аппарата.
А применительно к вентилятору, бодро сочущему из вне, можно и даже нужно использовать любые другие "утопленные" воздухозаборники простых форм.

Треугольная форма заборника НАСА ввзвана тем, что на входе в вентилятор желательно иметь наименьшую скорость набегающего потока. Это улучшает кпд. Аналогично с вырождением аинта на скорости. Увелисивпющееся сечение как раз и служит для этого. Уравнение Бернулли, аднака. 😉

 

[Иванов]

Я выше выкладывал файл(правда на английском) где чётко написано, что вентилятор в канале нельзя сравнивать или копировать с ТРД и даже с Двухконтурным
ТРД. Там вообще много чего полезного написано, что можно, а что нельзя делать или применять на вентиляторной СУ.

Привожу цитату перевода из указанной книги.
*( Если не ошибаюсь, это замечательная работа для моделистов, позволяющая рассчитать импеллер для модели-копии реактивного самолёта с ПРАВИЛЬНЫМ подбором электромотора под крыльчатку определённого диаметра, чтобы не испытывать недостатка в тяге. По расчёту, приведённому в этом издании, те параметры, которыке обещают продавцы импеллерных установок для моделей, имеют в реальности, недостаток в тяге, примерно на 30-40% )

Цитата:
"Исследования, которые в конечном итоге привели к созданию этой книги, убедили нас в том, что конструкция вентилятора с пропульсивным каналом
- это в первую очередь конструкция воздуховода и только во вторую очередь конструкция ротора вентилятора. Мы увидели, что, если мы проектируем для
увеличения массового расхода, нагрузка на вентилятор будет умеренной, а конструкция вентилятора, следовательно, гибкой и щадящей.
Не так с воздуховодом. В частности, входное отверстие имеет решающее значение, и его форма, по крайней мере, так же важна, как и его
размеры (гораздо более важные в статических условиях, как мы увидим). Поэтому мы
не можем не впадать в уныние, когда видим, как дизайнеры, имеющие полный доступ к литературе, концентрируются
на оптимизации ротора вентилятора, пренебрегая конструкцией впуска."

Кстати, на самолёте PJ-II конструкция входа и канала, наименее загромождённая из всех рассмотренных аналогичных самолётов с Мото-Вентиляторной Установкой. Канал достаточно прямой и не закрыт различными объёмными элементами конструкции. Чего нельзя сказать о его "соплеменниках"...

 

[Malish]

Ну если уже начали цитировать литературу по вентиляторам, то я постараюсь перевести работу о которой я написал в предыдущем посту. Сразу оговорюсь, перевести всё за раз не смогу(займёт много времени), так-что буду переводить по понемногу. Надеюсь что эта часть издания позволит многим понять что такое
вентилятор в канале(ducted fan) и принципы его работы и возможности. Название этой части:


Ducted Fan Design Issues and Errors
"Проектирование(разработка) вентилятора в канале(ducted fan), ошибки и выводы(заключения)"

No discussion of ducted fans is complete without the obligatory horror story about so-and-so
who tried to use a ducted fan on his design "and it simply didn’t work." The authors would be
the last to claim that there are no disappointing designs out there—in fact, they are the reason
for this book. But all the failures that we have seen resulted from neglect of the basic laws of
physics or from a misapplication of this technology. Designing effective ducted fans is not rocket
science, but it does require attention to the fundamentals. Here are the errors we found in our
survey.
"Не один разговор о вентиляторе в канале(ducted fan) не заканчивается без какой-нибудь страшной истории, где кто-то попробовал использовать вентилятор в
своём проекте "и это просто не сработало". Авторы этой работы в свою очередь и выпустили эту книгу, что-бы показать что нет совсем плохих результатов у тех кто пробовал это сделать. В основном все неудачи(с вентиляторами) которые мы видели, были результатом пренебрежения законов физики или неправильным использованием технологий. Создание эффективного вентилятора(ducted fan) - это не "космические технологии и знания", но требует знаний и соблюдение их
основных правил. Здесь мы укажем на основные ошибки которые были допущены в их создании."

Copying Turbojet Inlets
The most common error is simply neglect of basic propulsion physics, which gets that topic its
own chapter in this work. As shown more fully in that chapter, achieving the potential low speed
benefit of a ducted fan in real life requires that the flow into the fan be accelerated. This requires
a contracting inlet. What typically happens instead is that the designer copies the ducts and
shrouds used in high speed turbojet-propelled aircraft, which have an entirely different purpose.
Because of the high speeds at which those aircraft operate, flow into the first compressor stage
of the gas turbine must be decelerated, or the first stage compressor blade tips would go
supersonic, giving rise to heavy losses.
Another even more compelling reason for these expanding inlets is static pressure recovery. As
the flow decelerates, some of its dynamic pressure is converted to static pressure, so the
compressor “sees” inlet pressure that is higher than atmospheric. This reduces the amount of
work done by the compressor, dramatically improving the overall efficiency of the turbojet. Of
course none of this appies to us, and if we copy these installations we end up with mass flow
reduction at cruise, that is the fan processes less air than if it were simply left out in the breeze.
Small wonder there have been disappointments.
"Копирование входных каналов ТРД:
Самая частая ошибка это просто не соблюдение основных законов физики и аэродинамики, что в свою очередь будет рассмотрено в отдельном параграфе нашей работы. Чтобы вентилятор работал эффективно на малых скоростях, воздушная масса должна ускориться при подходе к вентилятору и это значит что входной канал должен немного сужаться к вентилятору. Но как часто случается, конструктор копирует входной канал ЛА с ТРД, где канал наоборот расширяется к компрессору, что-бы уменьшить скорость воздушной массы до входа в компрессор. Так-же при уменьшении скорости воздушного потока увеличивается статическое давление, что помогает компрессору работать более эффективно. В случае с вентилятором, всё это наоборот очень плохо сказывается на его работе, так как масса воздушного потока проходящего через вентилятор уменьшится тоже и соответственно его тяга."

Продолжение следует...

 

[henryk]

В основном все неудачи(с вентиляторами) которые мы видели, были результатом пренебрежения законов физики или неправильным использованием технологий.

" What interests us here is the effect on the efficiency of the propeller of ingesting boundary layer air, that is air that is moving at less than free stream velocity. Interestingly, the efficiency of the propeller increases. " <120 % !

F=m * a ...

 

[Malish]

" What interests us here is the effect on the efficiency of the propeller of ingesting boundary layer air, that is air that is moving at less than free stream velocity. Interestingly, the efficiency of the propeller increases. " <120 % !

F=m * a ...

Я смотрю Вы уже прочитали до конца, но мне переводить этот параграф работы займёт несколько дней(времени на всё не хватает). Но коль Вы уже написали, но не перевели, то мне придётся сделать перевод этого феномена сейчас:
"Что заинтересовало нас здесь это эффект на эффективность пропеллера от попадания на него пограничного слоя воздуха, этот слой воздуха который движется медленнее чем окружающий воздух. И что интересно это делает пропеллер более эффективным"
Полный перевод этого абзаца сделаю позже...

 

[henryk]

перевод этого феномена сейчас:

=да,средняя скорость пограничного потока в около двух раз меньше ,
стало быть=ускорение настолько-же больше=отсюда и навар !

(даже стремятся зделать его потолще...)

 

[KAA]

То есть, площадь дырки заборника NACA должна быть больше остальных площадей поперечного сечения тракта вентилятора. Так же эти вихри враждебные вроде как по теории плохо влияют на кпд вентилятора.

Эти вихри там работают как торнадо, который всасывает в себя воздух со страшной силой.

 

[свободник]

Эти вихри там работают как торнадо, который всасывает в себя воздух со страшной силой.

Всё верно. Всасывают с прилежащей поверхности летательного аппарата. А на входе в сам вентиляторный тракт, эти вихри создают сопротивление.

 

[Иванов]

Перевести автоматическим переводчиком - дело не сложное... 7 страниц переводится и читается за 20 минут.
Важнее понимание комментариев к тезисам, которые даны в этой статье. Там много упрощений, которые сделаны для лучшего восприятия основных принципов ( чтобы не было "каши" в голове, после прочтения).
Есть и спорные утверждения, с которыми нужно разбираться... Но, это тонкости и "нюансы" для конкретных конструкций.
В целом, это отличная статья.

 

[henryk]

Эти вихри там работают как торнадо, который всасывает в себя воздух со страшной силой.

-слово " всасывает" желательно писать в кавычках...в природе не существует сил притяжения
частиц возждуха,не за что их притягтвать !

кстати,
в торнадо скорость доходит до 400 км/ч (вроде-бы дует сильно?)

=на моделях торнадо (тороидный вихрь) перегрузки молекул до нескольких тысяч "Ж" !!!

=а максимальная скорость ветра может быть почти 2000 км/ч ...