Это всё было о "можно". а теперь о "нужно".
Считается так:
Если ширина захвата 20 метров, то 1 Га - это 500 метров полета. Если 25 метров - то 400 метров. И так далее. Тут просто.
Теперь переводим это в минуты. Допустим, скорость 150 км/ч - делим на 60 минут, получаем 2500 метров в минуту. При ширине захвата 20 метров (500 метров полета на 1 Га) за минуту мы обрабатываем 2500 / 500 = 5 Га. При 25 метров - 6,25 Га. И тут тоже просто.
Теперь идем к "хотелкам" агрономов. Допустим, агроном возжелал лить 10 л/Га. (беру "круглые" числа для наглядности расчетов).
Получается, что за 1 минуту при захвате в 20 метров мы должны вылить 5 х 10 = 50 литров. При захвате в 25 метров - 6.25 х 10 = 62.5 литра. В минуту.
Или, в первом случае, ровно 3 кубометра воды в час, а во втором - 3.750 литра в час.
Почему в литрах в минуту и кубометрах в час? Потому, что в спецификации насосов и так и так иногда пишут.
Теперь, о спецификациях. Максимальный объем прокачиваемой циркуляционным (центробежным, вихревым...) насосом жидкости обычно указывается при условии некого "оптимального" сопротивления "трубопровода". Если копнуть глубже в документацию, то выкопаем такой себе график зависимости производительности насоса от давления (а давление у нас возникнет, если "поджать" трубопроводом выход потока из насоса).
Выглядит график примерно так (данная картинка от "насоса повышения давления", такого, на 90 Ватт, с бронзовой "головой"):
По паспорту это насосы на 20 и 25 л/мин. Но, как видно по графику, такая производительность у них только при нулевом давлении (сопротивлении). Хотя на "нулевом" сопротивлении центробежным насосам работать противопоказано - тогда двигатель потребляет максимальную мощность и вполне может банально сгореть от перегрева.
Фактически, это очень сложная арифметика - просчитать, какое давление получится на выходе насоса с учетом всех дальнейших труб, кранов, длин, сечений, изгибов и шероховатостей внутренних поверхностей.
А получится и не мало. Так как на тот же Бекас никто не будет ставить краны и трубы по штангам с минимальным проходным сечением 1 дюйм, зеркальной внутренней поверхностью и без изгибов.
Еще сложнее на мотодельте, где воду нужно не только перекачивать, но еще и сравнительно высоко поднимать.
Вот и получается на практике, что насос, просто перекачивающий из одной большой трубы в другую большую трубу 3 м3 в час, при установке на реальный самолет выдает неожиданно всего 2- 1.5 м3 в час.
Разговор длинный, с формулами и графиками, и с описанием разницы работы насосов разных типов ("центробежные" насосы имеют огромное количество частных вариантов исполнения в зависимости от своего основного назначения)...
Вот, к примеру, данные по вихревым "Педроллам":
В "Насосных" делах, как видим, при описании "сопротивления" оперируют высотой водяного столба, но сути это не меняет: грубо говоря, если мы полностью перекроем краном исходящий поток насоса, то там создастся давление, соответствующее давлению при нулевой подаче (смотрим график).
Но нужно уловить просто суть явления. Частности - это уже ближе к конкретной реализации.
В данном случае у нас зашел разговор о мощности (потребляемой). Так и продолжим.
Кроме вот этой формулы расчета мощности в данной цитате нам интересен момент с "коэффициентом запаса".
Сейчас расскажу, почему интересен.
Итак, возвращаемся к нашему первоначальному примеру. Где нужно внести 10 л/Га при захвате 20 метров и скорости полета 150 км/ч. Расчет показал, что нам необходима производительность насоса в 3 м3 за час. Возьмем "Педролловский" график и предположение, что мы имеем систему водопровода с адекватными для данного расхода сечениями и небольшим сопротивлением. Судя по графику и таблице, ближе всего у нас насосы pk65 (возможно, будет работать на очень низких сопротивлениях трубопровода) и pk70, pk80 (скорее всего, будут работать) , а также pk100 (точно будет работать).
Так вот, не прибегая к формуле расчета потребляемой мощности ( где у нас есть несколько не очень известных значений типа КПД конкретного насоса на конкретном режима работы), можем приблизительно определить реальную потребляемую мощность мотора насоса на основе мощности мотора реального насоса и коэффициента запаса (который учитывали инженеры при создании этого насоса).
По таблице имеем мощности "заводских" насосов от pk65 до pk100 :
0,5 кВт
0.6 кВт
0,75 кВт
1,1 кВт.
Коэффициент запаса здесь принят 2 , поэтому делим мощности на 2 и получаем примерное представление о том, что нам нужно обеспечить для работы.
Выходит, что нужно нам от 0,25 кВт до 0,55 кВт .
Проверяем это допущение с помощью формулы.
Берем, допустим, средний вариант насоса - pk70, и среднее значение КПД, допустим, 0.6 (давайте сделаем ему такой "комплимент", но, по правде, у вихревых насосов КПД довольно невысокий).
(1000 кг/м3 х 9,8 м/с2 х 3 м3/час х 18м) / (0.6 х 3600) = 245 Ватт.
По нашему грубому предположению на основе коэффициента запаса мы получали 0,6 / 2 = 300 Ватт.
В общем, недалеко от правды.
Да, если вопрос будет, почему в формулу я поставил напор в 18 метров, то отвечу: смотрим на график с таблицей и видим, что это минимально допустимый рабочий напор насоса (это не давление на выходе в форсунки или на "вертушку", а давление на выходе из насоса, в самом начале всего "водопровода" с его внутренними сопротивлениями). Если он будет ниже, то для данного насоса получим перегрузку мотора по мощности и риск выхода его из строя. Хотя... если продлить линию графика, то можно и на 4 м3/час выйти для этого насоса на минимальном давлении.
И какой вывод можно сделать?
Вывод такой: для того, чтобы лить 10 л/га при вышеперечисленных условиях, нам нужно обеспечить питание мотора вихревого насоса где-то в 250 Ватт.
Для 12 Вольт это 21 Ампер получается.
А теперь смотрим предыдущее сообщение с данными о мощности генераторов...
Как уменьшить потребление мощности при сохранении необходимого объема потока? Кроме самого очевидного - установки насоса с высоким КПД, решение будет в использовании насоса, способного работать на как можно более низком давлении и обеспечение работы в условиях низкого давления (минимизация сопротивления водопровода).
Чудеса в природе случаются, конечно, но здесь такое: чем больше воды нужно перекачивать, тем больше мощности требуется затрачивать. Поэтому когда от Ротакса с его генератором просят 12-15 л/Га... то это очень сомнительное предприятие.
Моя аппаратура позволит такое, в принципе. Контроллер для мотора насоса я даю с большим запасом - на 80 Ампер ( в пике до 100 Ампер), а это на 12 вольтах дает около 1000 Ватт. Может и на 24 вольтах работать - тогда 2 кВатта обеспечит.
И бесколлекторные моторчики есть и полукиловаттные и даже киловаттные. Небольшие по размеру моторчики - можно в кулаке спрятать. Но вопрос - это всё запитать в самолете с его реальным генератором...
Для Ротакса реально использовать такой моторчик:
В среднем "скушает" 100 Ватт на максимальной мощности на 12-14 вольтовой бортовой сети. Ну, в крайнем случае, половину производимой генератором мощности.