Высокоскоростные и гибридные автожиры

S

slavka33bis

slavka33.150, с твоими теоретическими способностями, в самый раз подсчитать:
Мне нужно будет поднять формулы из "Гидридинамики".
Но, в принципе, сделать можно.
Правда, при реализации "в металле" автору такого чуда придётся смериться с:
- усложнением, и несущей системы, и системы раскрутки в целом;
- возможно, значительно бООльшим весом системы привода ротора;
- вероятностью невозможности использования этой системы в зимнее время (из-за опасности неравномерного обледенения сопел и каналов в лопастях и не только);
И с многими другими минусами и минусиками.
Но есть и плюсы.
Эту систему можно использовать не только для предварительной раскрутки, но и для частичной подкрутки ротора в полёте.
какое давление воздуха надо в лопасти,
Ну не двенадцать атмосфер это точно.
А то, что диаметр канала равен 10 мм - это хорошо.
Если не вдаваться в глубины теории импульса от истекающего из сопла воздуха и скорости его истечения, а в упрощённой форме рассмотреть работу давления воздуха перед сопловым отверстием, то в общих чертах нарисуется следующее.

[highlight]Предупреждаю, что точные расчёты по пневмореактивному приводу ротора я выложу позже.
Мне нужно подготовиться.
Тема, на самом деле, очень интересная. [/highlight]

Если допустить, что давление во внутрилопастной магистрали (и соответственно, перед сопловым отверстием) будет равно 5 атм., а площадь проходного отверстия будет равна 0,5 кв.см., то такое сопло (упрощённотеоритически) может выдать силу, равную произведению давления и площади.
И получается, что сила может быть равна 2,5 кг.
И если умножить эти 2,5 кг на 4 м. (радиус ротора), получаем крутящий момент, равный 10 кг.м..
Если предположить, что с такими параметрами давления и площади отверстия скорости истекающей струи воздуха хватит для вращения ротора на оборотах 200 в минуту, то получается, что эта система будет выдавать 2,8 л.с.
Соответственно, с двух лопастей будет сниматься 6,6 л.с..
А учитывая КПД компрессора, Воздушный Винт может недосчитаться гораздо большего (чем 5,6 л.с.) количества тех лошадей.
Конечно, способность сопла создавать такую же тягу на скорости, соответствующей окружной скорости концов лопастей на требуемых оборотах ротора могут показать только формулы.
Как только я эти формулы выдергну и всё подсчитаю, тогда я и буду готов выложить все необходимые цифры.
И расход воздуха;
И требуемое давление;
И соответственно, мощность, которую будет необходимо отбирать от ДВС для нормальной работы этой системы.
В ближайшее время я начну эти подсчёты.
И начну я их с расчёта требуемой мощности для вращения ротора с Вашими лопастями.
Угол установки Вы уже озвучили. 3 градуса.

           P.S.  И скорее всего, "встретимся" мы с Вами уже в следующем году.
                    :)  Кстати,  С НАСТУПАУЩИМ.   [smiley=beer.gif]
 

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
Но есть и плюсы.
-где-то в прошлом году набрёл на сайт про
ВЕРТОЛЁТ с РЕАКТИВНЫМ ПРИВОДОМ ЛОПАСТЕЙ
с пом СЖАТОГО компрессором воздуха.

=это была разработка группы конструкторов-любителей из ТАГАНРОГА.

покрашенный в белый цвет двухместный вертолёт приводился от РОТАКС мотора...

сейчас не умею найти этот материал...
 
S

slavka33bis

Для rus-са

Как вариант бортового источника сжатого воздуха можно рассмотреть блок осевого компрессора двигателя ГТД-350.
Он достаточно компактен. (естественно, если этот блок отсоединить от последней центробежной ступени)
Степень сжатия одной ступени равна, примерно 1,3...1,7.
Точно сейчас не вспомню.
А таких ступеней у осевой части этого компрессора 4...6.
Тоже не могу назвать точнее количество.
Единственная проблема - рабочие обороты этого компрессора очень, мягкоговоря, высокие.
Необходим повышающий редуктор.
И желательно не ременной.
Максимальная производительность этого компрессора может достигать, по моему, 1 метр кубический в секунду (несжатого воздуха).
Двигателей таких по стране разбросано очень много.
Особенно в районах авиаремонтных заводов.
Во всяком случае, так было при союзе. Может быть их все уже и растащили.
 

rus

Я люблю строить автожиры!
slavka33.150, до того, как выбрать компрессор надо знать какой производительности нужен компрессор и какого давления. После этого, естественно, надо попробовать раскрутить трубу и добиться оборотов 300. Учитывая, что диаметр лопастей около 8 метров, получим скорость истечения воздуха на концах около 150 м в сек. Умножим на сечение сопла 0.8 см2 и давление истекающего воздуха 5 атм. Итого, приведем все к метрам, получим около 6 м3 в сек.
Теперь можно задуматься, а почему это не используют?
В авиации используют для запуска двигателя сжатый воздух в баллонах, но вес.... Для автожира, в отличии от вертолета, тоже нужен запас для запуска автожира в верх и лети дорогой....
 
S

slavka33bis

а почему на Ротодайне воздух? разве сделать трансмиссию для такого вертолета не проще?
Ротодайн - планировался, ятакдумаю, всё-таки, как вертикально взлетающий тип винтокрыла, который к тому же должен был иметь и другие ЛТХ:
- иметь возможность висеть и лететь в вертолётном режиме работы его НВ;
- при этом, для снижения расхода топлива (для повышения топливной эффективности) во время его полёта на основном для него режиме этот аппарат должен был лететь как автожир, но только уже крылатый.
Повторюсь.
Именно полёт в авторотирующем режиме на довольно приличных скоростях – это и есть основной режим полёта, ради которого этот аппарат и создавался.
Для конструкторов и для заказчиков этого аппарата важен был каждый свободный фунт веса.
Так вот, для РВ и его привода, а так же и для всей трансмиссионной приблуды для привода НВ, ни места, ни свободного веса на этом аппарате не нашлось.
А взлетать и летать в вертолётном режиме он мог и без РВ.
И ещё один немаловажный аргумент.
Это был, всё-таки, эксперимент. Со своими, так желанными для конструкторов, призрачными перспективами.
Но время его всё равно «убило».
И расставило все типы приводов НВ на свои места в рейтинге популярности (востребованности).
Реактивный и пневмореактивный приводы винта конечно время от времени на гаризонте проявляться будут, но только благодаря отдельным энтузиастам, не обделённым, ни временем, НИ ОГРОМНЫМ ЖЕЛАНИЕМ, ни железобетонным терпением, ни свободными деньгами.
При этом, ятакдумаю, более-менее чаще появляться на свет шансы имеет именно пневмореактивный привод.
Пытаться реализовывать такой тип привода будут, в основном, либо микроскопические забугорные КБ, либо конструктора одиночки.
И в России в том числе.
 
я нигде не нашел расходов керосина Ротодайном.
по прикидкам получается 2500 л/ч как-то очень уж не мало...или я ошибаюсь?
Убило его отсутствие финансирования, но ведь тому были причины, могу предположить следующее - слишком высокий уровень шума.
PS а еще если бы атм был редуктор. то снизился б расход топлива, и  было бы гораздо безопаснее - СУ не давила бы людей как на МИ-8 ИМХО
 
S

slavka33bis

добиться оборотов 300
Так значит, Вам нужны триста оборотов!
Ладненько.

Учитывая, что диаметр лопастей около 8 метров, получим скорость истечения воздуха на концах [highlight]около 150 м в сек[/highlight]
Всеволод, это не требуемая скорость истечения струи.
Это только окружная скорость концов лопастей.
Скорость струи, скорее всего, перевалит за звуковую.
И скорее всего, довольно значительно.

Итого, приведем все к метрам, [highlight]получим около 6 м3 в сек.[/highlight]
Как Вы получили эти шесть кубометров в секунду?

Всеволод, я Вам предварительно приведу один объективный пример.
У Вас получается 5 атм. при расходе 6 кубов в секунду.
Конечно, может быть Вы и ошиблись, но всё же...
Компрессор, у которого наибольший КПД - это поршневой.
6 кубов в секунду - это 360 кубов в минуту.
Поршневой компрессор с такими значениями расхода и давления приводится во вращение эл.двигателем, мощностью …
Да какая там мощность?
Таких компрессорных установок наверное вообще не существует.
А если и существую, то мощность, потребляемая такой станцией будет равна, примерно ОДНОМУ  МЕГАВАТТУ.
А нам это наде?
Даже если Вы имели ввиду 6 кубов в секунду, именно, не сжатого воздуха, то 1 Мг. ватт делим на 5. Получаем 200 Кл. ватт.
Тоже как-то многовато.
А если Вы имеете ввиду 6 кубов не в секунду, а в минуту – это другое дело.

В общем, ждёмс результата расчётов.
 
S

slavka33bis

я нигде не нашел расходов керосина Ротодайном.по прикидкам получается 2500 л/ч как-то очень уж не мало...или я ошибаюсь?
Там в те времена у них получался расход на пассажиромилю, в районе 12 центов.
У классических вертолётов - если не путаю, 22...25 центов.
Нужно посмотреть сколько стоил керосин в те времена и можно при мерно подсчитать расход в литрах или кг.

Убило его отсутствие [highlight]финансирования[/highlight], но ведь тому были причины, могу предположить следующее - слишком высокий уровень шума.
Правильно.
Заказчикам всегда виднее.
А это и есть естественный отбор.
"Селекция", мать её....

и  было бы гораздо безопаснее - СУ не давила бы людей как на МИ-8 ИМХО
Возможно.
А про Главный Редуктор Вы забыли?
Он ведь то же мог бы при возможности отбифштэксить часть пассажиров.
 
я нигде не нашел расходов керосина Ротодайном.по прикидкам получается 2500 л/ч как-то очень уж не мало...или я ошибаюсь?
Там в те времена у них получался расход на пассажиромилю, в районе 12 центов.
У классических вертолётов - если не путаю, 22...25 центов.
Нужно посмотреть сколько стоил керосин в те времена и можно при мерно подсчитать расход в литрах или кг.

Убило его отсутствие [highlight]финансирования[/highlight], но ведь тому были причины, могу предположить следующее - слишком высокий уровень шума.
Правильно.
Заказчикам всегда виднее.
А это и есть естественный отбор.
"Селекция", мать её....

и  было бы гораздо безопаснее - СУ не давила бы людей как на МИ-8 ИМХО
Возможно.
А про Главный Редуктор Вы забыли?
Он ведь то же мог бы при возможности отбифштэксить часть пассажиров.
возможно потому и нет редуктора... кроме того и сразу нет хвостового винта.
 
S

slavka33bis

до того, как выбрать компрессор надо знать какой производительности нужен компрессор и какого давления
Кстати, эти необходимые параметры можно определить экспериментальным путём.
Но для начала, необходимо знать потребную мощность привода.
Находим момент, а из него силу тяги реактивного сопла.
Допустим, если мощность должна быт в раёоне 15 л.с..
То момент и сила тяги струи от одного сопла будут равны 17,9 кг.м. и 4,48 кг соответственно.
А от сюда можно и проплясать.
Тягу можно округлить до 5 кг. Так проще.
Возмите шланг с внутренним диаметром 11...12 мм., посадите на его конце железяку с отверстием, площадью 0,8 кв.см.
Это и будет предпологаемое сопло.
Его необходимо как-то закрепить к измерителю силы веса.
Необходимо установить датчик давления перед самым сопловым отверстием.
Вам будет нужен компрессор с довольно объёмистым ресивером (литров 300...500 или больше. Чем больше тем чищще эксперимент).
Подавая сжатый воздух к соплу замеряйте силу тяги.
И как только эта сила станет равной 5 кг., засекайте значение давления воздуха перед соплом.
Допустим это те же 5 атм..
А дальше Вам необходимо замерить расход воздуха через сопловое отверстие при найденом значении давления.
Замерять можно и в течении секунды или двух. Или 10...20. Зависеть будет от объёма рессивера.
Узнать количество вытесненного воздуха можно методом вытеснения води из перевёрнутого сосуда.
Объём этого сосуда тоже может быть довольно значительным.
Литров 20...50.
Всё будет зависеть от возможностей ваших спонсоров или смекалки Ваших специалистов.
 
S

slavka33bis

В авиации используют для запуска двигателя сжатый воздух в баллонах, но вес.... Для автожира, в отличии от вертолета, тоже нужен запас для запуска автожира в верх и лети дорогой....
Не получится использовать бортовой баллон со сжатым воздухом.
Даже если объём этого баллона будет равен 20 литрам заправленный давлением 150 атм (сколько будет весить такой баллон Вы себе представляете! А к этому будет необходимо прибавить вес бортового авиационного поршневого компрессора с его приводом) это всего лишь 0,6 кубических метра запасённого воздуха давлением 5 атм.
И на сколько секунд Вам хватит этого воздуха?
Допустим с первой попытки взлететь не удалось. А сели Вы, предположим, в какой-нибудь деревушке?
Придётся сидеть с работающим ДВС и тем самым бортовым компрессориком заправлять свой бортовой баллон.
А какое время он будет заправляться не известно, но думаю, что не малое. Может быть и пол часа.
И так после каждой неудавшейся попытки взлёта.
А кому такая тягомотина может пондравиться?
С запасом жидкости на борту для увеличения импульса струи тоже не всё так гладко.
Если это вода, то зимой о полётах на автожире с системой раскрутки ротора, заточенной под использования жидкости можно забыть.
Этот автожир станет только летним.
Даже в этом случае, весёлых минут окружающим пилот сможет подарить не мало.
А если использовать что-то незамерзающее, то
во-первых, сюрпризы зевакам пондравятся ещё меньше
во-вторых, где Вы будете сливать такую жидкость в случае непредвиденной посадки в той же деревушке, из которой мы с Вами уже пытались взлетать?
В общем, жидкость - тоже не серьёзно.
 

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
http://www.technicamolodezhi.ru/rubriki_tm/205/1708

-[ch1077][ch1089][ch1090][ch1100] [ch1095][ch1090][ch1086] [ch1087][ch1086][ch1073][ch1086][ch1083][ch1100][ch1096][ch1077] [ch1085][ch1072] [ch1090][ch1077][ch1084][ch1091] [ch1050][ch1040][ch1048]-002A?
 
S

slavka33bis

А дальше Вам необходимо замерить расход воздуха через сопловое отверстие при найденом значении давления.
Замерять можно . . .
Кстати, замерить расход можно и банальным расходомером газа,
способным работать в поле высокого давления (до 10...15 атм)
 
S

slavka33bis

Для rus-са

Вот выдержка из документа, по этой ссылке
ritinipiv сказал(а):
http://www.aviajournal.com/arhiv/2004/01/08.html
Это о вертолёте с пневмореактивным приводом НВ, сконструированном в Таганроге.

С цифрами, которые я выделил, скорее всего что-то напутано.


"          Силовая установка включает двигатель РМЗ-500 мощностью 50 л. с. Это аналог двигателя Rotax 503, но изготовленный на Рыбинском моторном заводе из импортных комплектующих. К двигателю присоединен центробежный вентилятор с рабочим колесом диаметром 450 мм. Он обеспечивает давление воздуха [highlight]1000 кг/м2[/highlight] при расходе воздуха до 3 м3 /с. Выходной патрубок центробежного компрессора направлен в сторону втулки ротора. За двигателем крепится хвостовая балка с рулем направления, имеющим горизонтальную ось вращения, так что при его наклоне создается боковая сила от потока воздуха, отбрасываемого несущим винтом.

                  Несущий винт – двухлопастный. Лопасти клееной конструкции изготовлены из стеклоугле-пластика с пенопластовым заполнителем в матрице. Внутри каждой лопасти имеется два продольных канала, на конце лопасти – сопло, через которое вытекает воздух со скоростью до [highlight]150 м/с.[/highlight] Бросается в глаза большая толщина лопасти – 17%, хотя используется традиционный вертолетный профиль серии NACA-230. Управление вертолета балансирное, а его особенностью является оригинальная втулка со сферическим шарниром и механизмом распределения воздуха в лопасти. Ось подвески лопастей легко отклоняется в сферическом шарнире на угол 15? вправо и влево и вперед-назад, но не проворачивается. Управление по высоте осуществляется за счет изменения оборотов двигателя и как следствие – оборотов винта и его тяги. Есть в конструкции и другие «изюминки», обо всем в заметке не напишешь, это не технический отчет. Кого заинтересует идея создания сверхлегкого вертолета, могут сами встретиться с разработчиками, чтобы предложить им свою помощь, свой опыт и сотрудничество. Собственно, с этой целью так подробно и описана конструкция вертолета.

                    Летно-технические характеристики вертолета
Максимальная дальность, км                                         100
Максимальная крейсерская скорость, км/ч                    70
Ограничения по ветру, м/с                                            7
                     Геометрические характеристики
Длина, м                                                                      4,0
Ширина, м                                                                    1,7
Высота, м                                                                     2,3
Ширина кабины, м                                                        0,76
Диаметр несущего винта, м                                           10,2
Хорда лопасти, м                                                         0,5
                      Массовые характеристики
Взлетная масса, кг                                                      280
Полезная нагрузка с пилотом, кг                                  100
Масса топлива, кг                                                        15
Сухой вес вертолета, кг                                              165
Силовая установка
Двигатель      РМЗ-500


Владимир Данилюк (Москва)"
 

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
замерить расход можно и банальным расходомером газа,
способным работать в поле высокого давления (до 10...15 атм) 
-такая мысь приснилась в НОВОМ ГОДУ:

через лопасти прогонять жидкий азот\дешёвка\
по пути будет нагреваться,кипеть и образовать газовый,ок.700раз больше.

давление паров азота при комн.темп.=ок.23атм.

жидкий можно долго хранить в лёгком термосе,
он не опасен.

http://perendev-power.com/Ln2%20motor.htm
-primier s rotornym motorom...
 

rus

Я люблю строить автожиры!
henryk, если пустить жидкий азот по алюминиевому ротору, то очень быстро ротор треснет от мороза.
Данилюк (Москва), вероятно, работает в МАИ и там сейчас очень талантливые ребята строят несколько автожиров. Это не те автожиры, что демонстрирует МАИ на выставках!
На форуме этом они постоянно бывают и думаю раскажут что-либо.
slavka33.150, вы не забывайте, что автожир раскручивает ротор на начальном этапе всего за 20 - 30 секунт, а потом он уже летит. Маевцы после своих испытаний пошли несколько другим и правильным путем, цифры приведены ими верные: компрессор дает 10 атм. производительностью 3 м3 в сек.
Пневмотяга равна произведению давления на срезе умноженное на площадь сечения среза, следовательно можно увеличить сечение и уменьшить давление струи воздуха. Поэтому компрессор вертолета подает воздух трубой огромного сечения.
 
Вверх