"Винтовой" вопрос

[Boom]

Комрады, помогите пожалуйста теоретическим советам.

Допустим имеются два совершенно одинаковых по хар-кам дви-ля(вопрос направления вращения относительна смотрящего просьба не учитывать).
Есть три схемы возможной установки установки
А) соосные воздушные винты противоположного вращения(дв-ли тандемом)
Б) воздушные винты вращающееся в противоположном направлении относительна друг друга (дв-ли разнесены, на консолях крыла)
В) воздушные винты вращающиеся в одном направлении относительна друг друга (дв-ли разнесены, на консолях крыла)
[highlight]Плюсы и минусы каждой схемы???[/highlight](взятой в "вакууме", без вводных ттх ла)

Спасибо огромное )

PS
Господам "мне кажется", и их коллегам "лишь бы ляпнуть", прошу воздержатся от комментариев. Спасибо за понимание!

 

[Starteh]

Это смотря какой ЛА, какую концепцию в него закладываете. Если на первом месте безопасность (например, учебный ЛА), то схемы с разнесенными по крыльям моторами независимо от напр. вращения в/в считаю проигрывающими по безопасности другим схемам (где винты по оси или близко от оси самолета). Мотивирую тем, что при отказе одного из моторов на "учебке" или ЛА "пилота выходного дня" не должна быть необходимость в немедленных, однозначных и единственно верных действиях по парированию (очень просто ошибиться).  Такие ЛА должны сами предсказуемо и автоматически продолжать полет на одном движке, требуя минимальных вмешательств.  Если же концепция ЛА другая и управляет им профи, то масса удачных самолетов и с движками по крыльям. Я, когда переделал свою учебную самоделку под два мотора применил схему "оба мотора на пилоне спереди, разнесены немного, оси вращ. В/В смещены (немного разведены в стороны, для уменьшения разворач. момента и лучшего обдува хв.оперения)". Отказ одного переносится без проблем, немного скольжение педалькой убираешь. Минус - два "лба" мотора вне миделя фюза портят аэродинамику. Плюс еще - все просто и доступно в обслуживании.

 

[Замполит...прости господи]

Б) воздушные винты вращающееся в противоположном направлении относительна друг друга (дв-ли разнесены, на консолях крыла)

...это уже лишнее. Французы купились на этом в 30-40гг.

 

[KAA]

Это смотря какой ЛА, какую концепцию в него закладываете.

Верно! Тандемная схема выигрышна для  скоростного с-та,
ВМУ в ряд на крыле -для достижения наилучших ВПХ,причём пртивоположное вращение желательно. Нет свидетельств.что на французских с-тах это было чем-то хуже,кстати и на Р-38 двигатели были ЕМНИП,противоположного вращения!

 

[Замполит...прости господи]

Нет свидетельств.что на французских с-тах это было чем-то хуже,кстати и на Р-38 двигатели были ЕМНИП,противоположного вращения! 

Только вам надо два двигателя ПРОТИВОПОЛОЖНОГО ВРАЩЕНИЯ...и всё  ;D...
Ах да, ещё:
-два генератора противоположного вращения;
-два стартера противоположного вращения;
-два комплекта "зажигания" противоположного вращения;
-два комплекта приборов контроля двигателя противоположного вращения;
-ну и два винта, тоже противоположного вращения...
А в эксплуатации то как удобно...ммммм  ;D Вот всем бы так удобно было бы

 

[aleks]

Только вам надо два двигателя ПРОТИВОПОЛОЖНОГО ВРАЩЕНИЯ...

Нужно только два разных редуктора.
Один шестерёнчатый, другой ремённый.

 

[M.Gennadij]

Только вам надо два двигателя ПРОТИВОПОЛОЖНОГО ВРАЩЕНИЯ

Зависит от двигателя, если конструкция двигателя допускает отбор мощности с обеих сторон, то достаточно развернуть двигатели один, относительно другого на 180 градусов. Если нет, то проще сделать вращение в одну сторону.

Нужно только два разных редуктора.
Один шестерёнчатый, другой ремённый.

Не обязательно. Можно сделать один с планетарным зацеплением, а другой на цилиндрических шестернях, но я думаю, что смысла в этом нет.  Два двигателя с соосными винтами тяги будут давать меньше, чем два разнесённых  двигателя (при одинаковом диаметре винтов). 

 

[JohnDoe]

Схема №1. Достоинства: большая суммарная тяга(при правильной реализации) примерно на 10%, меньшее лобовое сопротивление(мидель двух движков поставленных "плечом к плечу" вдове выше, чем у них же, поставленных тандемом), меньшая масса(одна моторама вместо двух, меньшая длина топливопроводов, проводки управления и т.д). Недостатки: более сложная кинематика(редуктор и пр.), сложнее расчёты/изготовление/обслуживание винтов/редукторов/движков, меньшая безопасность при отказе одного двигателя вынуждающая городить системы разобщения со всеми вытекающими.
Схема №2. Достоинства: Обдув крыла струёй от ВВ - улучшение ВПС(опять же при грамотном проектировании/расчёте), взаимная компенсация опрокидывающего момента ДВС/винтов, простота, безопасность при отказе одного движка. Недостатки: больший "лоб" чем в №1, больше масса, больше протяжённость проводки/топливопроводов, невзаимозаменяемость винтов и т.д.
Схема №3 Достоинства: те же, что и в №2 за исключением компенсации моментов, взаимозаменяемость ВВ и пр. Недостатки: опрокидывающие моменты складываются, при достаточно большом плече их парирование потребует определённых затрат/усилий, остальное как и у №2, за исключением взаимозаменяемости ВМГ.
ИМХУ.

 

[KAA]

Ах да, ещё:
-два генератора противоположного вращения;
-два стартера противоположного вращения;
-два комплекта "зажигания" противоположного вращения;
-два комплекта приборов контроля двигателя противоположного вращения;
-ну и два винта, тоже противоположного вращения...
А в эксплуатации то как удобно...ммммм Вот всем бы так удобно было бы 

Генераторам-то направление вращения пофиг.
Приборам -тем более!
Зажиганиям-зачастую тоже!
Винты-это в порядке вещей.
Стартеры-это да,проблема.
Но если человек будет применять на двигателе бесколлекторные стартер-генераторы,то и тут проблем нет! : Мы ж не знаем,на каком техническом уровне он проект реализовывать собирается!
Проблем в технической эксплуатации в мирное время немного,в лётной-одни преимущества.

 

[Boom]

Starteh Спасибо! Замечательный у вас аппарат получился. Особенно сурово и по-спортански выглядит на заснеженном фоне. Респект!

JohnDoe Большое спасибо за столь детальный ответ. Он многое прояснил.[smiley=tekst-toppie.gif]

Проблем в технической эксплуатации в мирное время немного,в лётной-одни преимущества.

Расшифруйте пожалуйста. Раза три прочёл - суть не понял. Спасибо! Кстати, вы о какой именно схеме говорите?

Замполит...прости господи, aleks, M.Gennadij Спасибо парни! [smiley=thumbsup.gif]

 

[FlyCat]

Еще один вариант компоновки пропустили. Двигатели и редукторы одинаковые.

http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1188595819

http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1294561080

 

[DIR]

+1
Сessna-337, тоже давно уже не парится по этому поводу. В крейсере может лететь на одном оставшемся из двух двигателей в случае отказа. При этом на поведении самолета это заметно не сказывается.

 

[Boom]

FlyC, DIR Спасибо! Но не пропустили а намеренно умолчали ))) В принципе две другие схемы(разнос дв-лей по консолям) были даны с целью диагонального сравнения. Склоняемся больше к первой схеме.

[highlight]Кто что слышал о работа Великого Роберто Бартини? [/highlight]Интересует его ВМГ, но без использования кольца

 

[M.Gennadij]

Схема №1. Достоинства: большая суммарная тяга(при правильной реализации) примерно на 10%

В конкретном случае это не так. Если сравнивать двигатель с одним винтом и соосными, то тяга действительно будет больше с соосными. Но если сравнить два двигателя работающие на соосные винты и два разнесённых, то тяга будет больше на разнесённых, причём значительно.

 

[Boom]

M.Gennadij Это Ваша догадка, или есть документальные сведения?

 

[Anatoliy]

......... Но если сравнить два двигателя работающие на соосные винты и два разнесённых, то тяга будет больше на разнесённых, причём значительно. 

M.Gennadij Это Ваша догадка, или есть документальные сведения? 

Что бы разобраться с этим вопросом надо вспомнить, что всякий воздушный винт отбрасывает воздух. Если умножить секундную массу отбрасываемого воздуха на скорость которую дополнительно получает этот отбрасываемый воздух, то получится теоретическая сила тяги винта. В действительности тяга будет всегда ниже за счет многочисленных потерь и для простоты в расчетах применяют КПД винта, который практически учитывает те потери.
Заднему винту в соосной системе приходится работать в струе воздуха с большей скоростью чем переднему винту. Следовательно углы установки лопасти заднего винта будут больше чем у переднего для условия получения такой же силы тяги как для переднего винта. Теперь нужно учесть, что при увеличении угла установки лопасти растет составляющая от аэродинамической силы лежащая в плоскости вращения, а это увеличивает потребную мощность для вращения. Но двигатели то одинаковые. Значит надо уменьшить угол установки заднего винта и естественно снизить его тягу.
Это уже не говоря об увеличении сопротивления при увеличении скорости воздуха в плоскости вращения заднего винта. А там уже зависимость квадратичная от скорости воздуха.

 

[KAA]

KAA писал(а) Сегодня :: 14:42:

Проблем в технической эксплуатации в мирное время немного,в лётной-одни преимущества.
Расшифруйте пожалуйста. Раза три прочёл - суть не понял. Спасибо! Кстати, вы о какой именно схеме говорите

Я имел в виду схему с двигателями в ряд на крыле,но с противоположным вращением.

 

[M.Gennadij]

M.Gennadij Это Ваша догадка, или есть документальные сведения? 

Что бы разобраться с этим вопросом надо вспомнить, что всякий воздушный винт отбрасывает воздух. Если умножить секундную массу отбрасываемого воздуха на скорость которую дополнительно получает этот отбрасываемый воздух, то получится теоретическая сила тяги винта.

Тяга винта равна изменению импульса отбрасываемой среды за единицу времени, т.е. пропорциональна массе среды и приращению скорости за единицу времени. Мощность, которую необходимо затратить пропорциональна массе среды и приращению скорости в квадрате за единицу времени. Следовательно при одинаковой мощности тяга движителя будет тем больше, чем больше отбрасываемая масса. В случае с разнесёнными винтами масса отбрасываемой среды будет больше в два раза.

 

[Anatoliy]

В случае с разнесёнными винтами масса отбрасываемой среды будет больше в два раза. 

Можно продолжить.
Чем больше площадь ометаемая воздушным винтом при одном и том же приращении скорости отбрасывания, тем больше тяга. Зависимость прямопропорциональная. Если увеличить ометаемую площадь в два раза (в рассматриваемом случае - два воздушных винта), а скорость приращения отбрасывания уменьшить в два раза, то сила тяги останется той же (очень грубо, не учитывая изменение потерь).
А вот потребная мощность снизится в два раза (опять таки очень грубо). Поэтому несущие винты вертолетов стараются сделать максимально большего диаметра.

 

[JohnDoe]

В конкретном случае это не так. Если сравнивать двигатель с одним винтом и соосными, то тяга действительно будет больше с соосными. Но если сравнить два двигателя работающие на соосные винты и два разнесённых, то тяга будет больше на разнесённых, причём значительно. 

В конкретном случае нигде не оговрена конструкция, посему я предположил, что движки будут завязанны на один редуктор вращающий соосные винты. Теоритически разницы между двумя кинематически связанными/синхронизированными двигателями, работающими на одну нагрузку и одним двигателем удвоенной мощности нет. Исходя из этого посыла я и говорил про увеличение тяги. Что до практической реализации, то я специально в скобочках оговроился:

(при правильной реализации)

Если же движки предполагаются работающими независимо, то тут я с Вашими доводами пожалуй соглашусь, хотя в этом случае ни к чему так заморачиваться, ИМХУ, но у людей могут быть свои резоны, так что луцце я помолчу.