Скурпулезно подмечено, а ещё надувных двигателей и прочих надувных проектов.Ошибаетесь! Например в этом столетии, в РФ очень быстро развилось производство надувных амфибийных аэролодок, ну и конвертированных СУ и воздушных винтов к ним. 😉
Follow along with the video below to see how to install our site as a web app on your home screen.
Примечание: This feature may not be available in some browsers.
Скурпулезно подмечено, а ещё надувных двигателей и прочих надувных проектов.Ошибаетесь! Например в этом столетии, в РФ очень быстро развилось производство надувных амфибийных аэролодок, ну и конвертированных СУ и воздушных винтов к ним. 😉
ВВЕДЕНИЕ | 3 |
1 Результаты расчета воздушного винта для двигателя «РИТМ» | 6 |
2 Результаты аэродинамического расчета самолета | 9 |
3 Весовая сводка | 11 |
4 Летно-технические характеристики | 11 |
5 Направление модернизации конструкции самолета ПО-2А с двигателем «РИТМ» для повышения летно-технических характеристик | 12 |
ВЫВОДЫ | 14 |
ЛИТЕРАТУРА | 15 |
|
Рисунок 1 – Вид сельскохозяйственной модификации самолета ПО-2А. |
Характеристики | Размерность | Величина | Примечание |
Длина | м | 8,17 | |
Высота | м | 2,9 | |
Размах верхнего крыла | м | 11,4 | |
Размах нижнего крыла | м | 10,654 | |
Хорда крыла | м | 1,654 | |
Площадь крыла | м2 | 33,15 | |
Профиль крыла | | ЦАГИ-541 | Относительная толщина 0,081 |
Взлетная масса | кг | 1257 | При полном запасе химикатов и топлива |
Масса конструкции | кг | 740 | |
Масса пилота | кг | 80 | |
Запас масла | кг | 15 | |
Запас топлива | кг | 135 | |
Масса целевого оборудования с полным запасом химикатов | кг | 287 | |
|
Рисунок 2 – Поляра самолета ПО-2. |
|
Рисунок 2 – Зависимость Cya (α). |
|
Рисунок 4 – Зависимость Cxa (α). |
- мощность, л.с. …………………….. | 220 |
- частота вращения, об/мин ……….. | 2000 |
- тип ВВ ………………………………. | винт изменяемого шага, типа НЕЖ |
- диаметр ВВ, м ……………………… | 2,4 |
- количество лопастей ………………. | 2 |
- частота вращения, об/мин ………… | 2000 |
- расчетная скорость, км/ч …………. | 180 |
- тип профиля лопасти | Clark-Y |
|
Рисунок 5 – Зависимость хорды лопасти от относительного радиуса сечения. |
|
Рисунок 5 – Зависимость угла установки лопасти от относительного радиуса сечения. |
|
Рисунок 6 – Зависимость силы тяги ВВ от скорости полета. |
|
Рисунок 7 – Зависимость КПД ВВ от скорости полета. |
|
Рисунок 8 – Потребные и располагаемые мощности для различных взлетных масс. |
|
Рисунок 9 – Зависимость максимальной скороподъемности от взлетной массы. |
Характеристики | ПО-2А | ПО-2А с двигателем «РИТМ» | Примечание |
Взлетная масса, кг | 1257 | 1750 | При полном запасе химикатов и топлива |
Масса конструкции, кг | 740 | 740 | |
Масса пилота, кг | 80 | 80 | |
Запас масла, кг | 15 | 15 | |
Запас топлива, кг | 135 | 135 | |
Масса целевого оборудования с запасом химикатов, кг | 287 | 780 | |
Характеристики | ПО-2А | ПО-2А с двигателем «РИТМ» | Примечание |
Максимальная скорость, км/ч | 150 | 174 | |
Экономическая скорость, км/ч | 95 | 105 | |
Максимальная скороподъемность, м/с | 2,3 | 2,53 | |
Скорость сваливания, км/ч | 74 | 91 | Соответствует Сya макс |
Скорость отрыва, км/ч | 81 | 100 | 1,1 от скорости сваливания |
- относительный размах закрылков …….. | 0,608 |
- относительная хорда закрылков ………. | 0,3 |
- угол отклонения закрылков, град …….. | 60 |
- коэффициент лобового сопротивления фюзеляжа прямоугольного сечения | Схф = 0,3; |
- приращение коэффициента лобового сопротивления фюзеляжа при открытой кабине | ΔСхф каб = 0,25; |
- приращение коэффициента сопротивления фюзеляжа при наличии не закапотированных цилиндров двигателя | ΔСхф цил = 0,27; |
- приращение коэффициента лобового сопротивления фюзеляжа при закапотированных цилиндрах двигателя | ΔСхф цил кап = 0,14; |
- вредное сопротивление шасси, м2 | СхшSмш = 0,137; |
- площадь миделевого сечения фюзеляжа ПО-2, м2 | Sмф = 0,82. |
|
Рисунок 10 – Потребные и располагаемые мощности для ПО-2А с двигателем «РИТМ» и его модернизированного варианта. |
Да все это неплохо с мотором , но к чему ставить его на устаревший проект? Думаю, что простое копирование скажем 188 Цессны с таким мотором намного будет верным решением."Назад в будущее!"
Полную версию можно посмотреть во вложенном файле.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
массы полезной нагрузки и изменения летно-технических характеристик сельскохозяйственной модификации самолета ПО–2
при установке двигателя «РИТМ»
ИСТРА 2022 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 31 Результаты расчета воздушного винта для двигателя «РИТМ» 62 Результаты аэродинамического расчета самолета 93 Весовая сводка 114 Летно-технические характеристики 115 Направление модернизации конструкции самолета ПО-2А с двигателем «РИТМ» для повышения летно-технических характеристик 12ВЫВОДЫ 14ЛИТЕРАТУРА 15
ВВЕДЕНИЕ
Приводятся результаты расчета взлетной массы, массы полезной нагрузки и изменения летно – технических характеристик сельскохозяйственной модификации самолета ПО–2А при установке двигателя «РИТМ» производства Истринского ЭМЗ и модернизации фюзеляжа.
Вид сельскохозяйственной модификации самолета ПО-2А [1] приведен на рисунке 1.
По сравнению с базовой учебной версией сельскохозяйственная модификация отличается тем, что вместо задней кабины устанавливается целевое оборудования и за ней располагается третья кабина для перевозки техника самолета.
Рисунок 1 – Вид сельскохозяйственной модификации самолета ПО-2А.
Самолет ПО-2А оснащается поршневым звездообразным пятицилиндровым бензиновым двигателем М-11Г(Д, К) взлетной мощностью 125 л.с. с двухлопастным воздушным винтом (ВВ) фиксированного шага ВД-451 диаметром 2,4 м.
Самолет ПО-2А выполнен по нормальной аэродинамической схеме и является двухместным бипланом деревянной конструкции [1]. Геометрические и массовые характеристики самолета представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Аэродинамические характеристики самолета ПО-2 в основной учебной версии в виде поляры самолета Сya (Cxa) и зависимостей коэффициента подъемной силы Cya (α) и силы лобового сопротивления Cxa (α) от угла атаки α представлены на рисунках 2, 3 и 4.
Характеристики Размерность Величина ПримечаниеДлина м 8,17 Высота м 2,9 Размах верхнего крыла м 11,4 Размах нижнего крыла м 10,654 Хорда крыла м 1,654 Площадь крыла м2 33,15 Профиль крыла ЦАГИ-541 Относительная толщина 0,081Взлетная масса кг 1257 При полном запасе химикатов и топливаМасса конструкции кг 740 Масса пилота кг 80 Запас масла кг 15 Запас топлива кг 135 Масса целевого оборудования с полным запасом химикатов
кг
287
Рисунок 2 – Поляра самолета ПО-2.
Рисунок 2 – Зависимость Cya (α).
Рисунок 4 – Зависимость Cxa (α).
1 Результаты расчета воздушного винта для двигателя «РИТМ»
Для определения летно-технических характеристик самолета ПО-2А с двигателем «РИТМ» необходимы аэродинамические характеристики воздушного винта. Для этого был проведен проектировочный и поверочный расчет воздушного винта с помощью методик, представленных в [2].
Двигатель «РИТМ» на взлетном режиме имеет следующие технические характеристики:
- мощность, л.с. …………………….. 220 - частота вращения, об/мин ……….. 2000
Проектировочный и поверочный расчет ВВ выполнялся для следующих исходных данных:
В результате проектировочного расчета были получены геометрические характеристики лопасти ВВ в виде зависимостей хорды лопасти b (rотн) и угла установки сечения лопасти φ (rотн) от величины относительного радиуса сечения (рисунок 5 и 6)
- тип ВВ ………………………………. винт изменяемого
шага, типа НЕЖ- диаметр ВВ, м ……………………… 2,4 - количество лопастей ………………. 2 - частота вращения, об/мин ………… 2000 - расчетная скорость, км/ч …………. 180 - тип профиля лопасти Clark-Y
Рисунок 5 – Зависимость хорды лопасти от относительного радиуса сечения.
В результате поверочного расчета были получены аэродинамические характеристики ВВ в виде зависимостей силы тяги Р (V) и КПД η (V) от скорости горизонтального полета V, представленные на рисунках 6 и 7.
Рисунок 5 – Зависимость угла установки лопасти от относительного радиуса сечения.
Рисунок 6 – Зависимость силы тяги ВВ от скорости полета.
Рисунок 7 – Зависимость КПД ВВ от скорости полета.
2 Результаты аэродинамического расчета самолета
Аэродинамический расчет самолета ПО-2А выполнялся методом мощностей [3]. Целью аэродинамического расчета являлось определение летно – технических характеристик самолета, а также взлетной массы и массы полезной нагрузки при скороподъемности не менее 2,5 м/с. При этом использовалась поляра самолета ПО-2, приведенная на рисунке 2.
На рисунке 8 представлены результаты расчета потребных и располагаемых мощностей горизонтального полета для взлетных масс ПО-2 с двигателем «РИТМ»: 1150 кг, 1250, 1500 кг и 1750 кг.
Анализ результатов расчета показал следующее. С увеличением взлетной массы экономическая скорость, при которой потребная мощность для горизонтального полета является минимальной, увеличивается от 85 до
105 км/ч. При этом максимальный избыток мощности для набора высоты уменьшается и максимальная скороподъемность падает (рисунок 9). Для взлетной массы m0 = 1750 кг максимальная скороподъемность составила
Vy = 2,53 м/с.
В дальнейшем взлетная масса самолета ПО-2А с двигателем «РИТМ» принималась равной m0 = 1750 кг.
Рисунок 8 – Потребные и располагаемые мощности
для различных взлетных масс.
Максимальная скорость полета с увеличением взлетной массы также уменьшается от 178 до 174 км/ч.
Рисунок 9 – Зависимость максимальной скороподъемности
от взлетной массы.
Скорость сваливания для взлетной массы m0 = 1750 кг в условиях МСА на уровне моря составила Vсв = 91 км/ч.
3 Весовая сводка
Сравнительная весовая сводка самолета ПО-2А и ПО-2А с двигателем «РИТМ» представлена в таблице 2.
Таблица 2.
Характеристики ПО-2А ПО-2А с двигателем «РИТМ» ПримечаниеВзлетная масса, кг 1257 1750 При полном запасе химикатов и топливаМасса конструкции, кг 740 740 Масса пилота, кг 80 80 Запас масла, кг 15 15 Запас топлива, кг 135 135 Масса целевого оборудования с запасом химикатов, кг
287
780
4 Летно-технические характеристики
Сравнительные летно-технические характеристики приведены в таблице 3.
Таблица 3
Видно, что вследствие увеличения взлетной массы и нагрузки на крыло скорость сваливания и взлетная скорость ПО-2А с двигателем «РИТМ» увеличились до Vсв = 91 км/ч, Vотр = 100 км/ч. Также выросли экономическая и максимальная скорость горизонтального полета до Vэк = 105 км/ч,
Характеристики ПО-2А ПО-2А с двигателем «РИТМ» ПримечаниеМаксимальная скорость, км/ч 150 174 Экономическая скорость, км/ч 95 105 Максимальная скороподъемность, м/с
2,3
2,53 Скорость сваливания, км/ч 74 91 Соответствует Сya максСкорость отрыва, км/ч 81 100 1,1 от скорости сваливания
Vмакс = 174 км/ч.
5 Направление модернизации конструкции самолета ПО-2А с двигателем «РИТМ» для повышения летно-технических характеристик
Для уменьшения скорости сваливания самолета с двигателем «РИТМ» возможно применение механизации задней кромки крыла в виде простых закрылков. Расчет аэродинамических характеристик для этого случая проводился при следующих исходных данных:
Результаты расчета показали следующее. Максимальный коэффициент подъемной силы для компоновки с механизацией крыла увеличился с 1,31
- относительный размах закрылков …….. 0,608 - относительная хорда закрылков ………. 0,3 - угол отклонения закрылков, град …….. 60
до 1,9. При этом скорость сваливания уменьшилась до Vсв = 75,9 км/ч., скорость отрыва составила Vотр = 1,1 Vсв = 1,1۰75,9 = 83,5 км/ч.
Компоновка самолета ПО-2А имеет две открытые кабины и двигатель с не закапотированными цилиндрами. При модернизации конструкции самолета путем установки остекленной закрытой кабины и капота двигателя можно уменьшись вредное сопротивление самолета и повысить его летно - технические характеристики.
Согласно [4] коэффициенты сопротивления фюзеляжа, отнесенные к миделю:
- коэффициент лобового сопротивления фюзеляжа прямоугольного сечения Схф = 0,3; - приращение коэффициента лобового сопротивления фюзеляжа при открытой кабине ΔСхф каб = 0,25; - приращение коэффициента сопротивления фюзеляжа при наличии не закапотированных цилиндров двигателя ΔСхф цил = 0,27; - приращение коэффициента лобового сопротивления фюзеляжа при закапотированных цилиндрах двигателя ΔСхф цил кап = 0,14; - вредное сопротивление шасси, м2 СхшSмш = 0,137; - площадь миделевого сечения
фюзеляжа ПО-2, м2
Sмф = 0,82.
Вклад фюзеляжа типа ПО-2А в коэффициент сопротивления самолета при площади крыла S = 33,15 м2 составляет:
СхфSмф/S = ((Схф + ΔСхф каб + ΔСхф цил) ۰ Sмф + СхшSмш) / S =
= ((0,3 + 0,25 +0,27)۰0.82 + 0,137) / 33,15 = 0,0244.
При наличии застекленной кабины и капота цилиндров двигателя:
СхфSмф/S = ((Схф + ΔСхф цил кап) ۰ Sмф + СхшSмш) / S =
= ((0,3 + 0,14)۰0.82 + 0.137) / 33,15 = 0,015.
Уменьшение коэффициента вредного сопротивления самолета за счет закрытой кабины и капотирования двигателя составляет:
ΔСх = 0,0244 – 0,015=0,0094.
На рисунке 10 показаны зависимости потребной и располагаемой мощности для самолета ПО-2А с двигателем «РИТМ» в случае открытой кабины и не закапотированных цилиндров двигателя, и улучшенного варианта с закрытой кабиной и закапотированными цилиндрами двигателя.
Видно, что модернизация самолета ПО-2А с двигателем «РИТМ» за счет закрытой кабины и капотирования цилиндров двигателя позволяет повысить максимальную скороподъемность до Vy = 2,94 м/с и максимальную скорость до Vмакс = 192 км/ч.
Рисунок 10 – Потребные и располагаемые мощности для ПО-2А
с двигателем «РИТМ» и его модернизированного варианта.
ВЫВОДЫ
1 Получена взлетная масса сельскохозяйственного варианта самолета ПО-2А с двигателем «РИТМ» при максимальной скороподъемности Vy = 2,53 м/с. Взлетная масса составила m0 = 1750 кг.
2 Максимальная масса целевой нагрузки ПО-2 с двигателем «РИТМ» в виде целевого оборудования для опрыскивания и запаса химикатов составила
mцо = 780 кг.
3 Получены ЛТХ ПО-2 с двигателем «РИТМ» на уровне моря в МСА: экономическая скорость полета Vэк = 105 км/ч; максимальная скорость полета
Vмакс = 174 км/ч; максимальная скороподъемность Vy = 2,53 м/с; скорость отрыва Vотр = 100 км/ч.
4 Применение механизации задней кромки крыла в виде простых закрылков позволяет уменьшить скорость отрыва до Vотр = 83,5 км/ч.
5 Получены ЛТХ ПО-2 с двигателем «РИТМ» при модернизации фюзеляжа за счет остекления кабины и капотирования цилиндров двигателя: максимальная скорость полета Vмакс = 192 км/ч; максимальная скороподъемность Vy = 2,94 м/с.
ЛИТЕРАТУРА
1 Липатов В.М. Самолет ПО-2 и его модификации. М:. РедИздат. аэрофлота, 1951 г.
2 Александров В.Л. Воздушные винты. М:. ГосИздОборонПром, 1951 г.
3 Остославский И.В. Аэродинамика самолета. М:. ГосИздОборонПром,
1951 г.
4 Вуд К.Д. Техническая аэродинамика. ЦАГИ, 1938 г.
Организовать производство ПО-2, зэками, прямо на месте лесоповала, - возможно ( под это была спроектирована его конструкция ). Организовать масштабное производство аналога "Цессны-188" - не реально даже в условиях имеющихся авиазаводов...Да все это неплохо с мотором , но к чему ставить его на устаревший проект? Думаю, что простое копирование скажем 188 Цессны с таким мотором намного будет верным решением.
Да нынче и зеков таких не найдёшь , что бы рубанком могли работать.......... 🤣Организовать производство ПО-2, зэками, прямо на месте лесоповала, - возможно ( под это была спроектирована его конструкция ). Организовать масштабное производство аналога "Цессны-188" - не реально даже в условиях имеющихся авиазаводов...
Конечно, это я "утрирую"...
Боюсь вы абсолютно правы, даже если бы на самом верху сказали, хотим цессну 188 серией, то все равно не реально.Организовать масштабное производство аналога "Цессны-188" - не реально даже в условиях имеющихся авиазаводов...
Конечно, это я "утрирую"...
И автоматически нарваться на "неудовольствие" Чемезова и Мантурова. А оно Э.Б. Бабенко и Ю.Д. Баженову нужно? Ну и потом МВЭН ведь прекратил своё существование, по какой причине всем известно.Лучше б ЛТХ Т-500 с этим мотором просчитали! Или Фермер-2
А где вы такую необходимость нашли? Йнеобходимости работы на авиакеросине и газоконденсате,
В Вашем анализе отсутствует один важный параметр. Ось пропеллера должна быть на 250 мм выше чем у Лайкоминга. То есть, просто так одну ВМУ на другую не поменяешь.Добрый день!
А это обращайтесь в вышестоящие инстанции которые разрабатывают технические требования. Или вы думаете что "хороводы" вокруг RED-03 так, от нефиг делать. Вы хоть поинтересуйтесь сколько нефтеперерабатывающих заводов в России способны производить авиабензин. Также поинтересуйтесь почему производители автобензина не гарантируют беспроблемную работу авиамоторов на авто бензине и снимают с себя ответственность. Авиационным "рашенпартизанам" действительно не нужна многотопливность авиадвигателей.А где вы такую необходимость нашли? Й
Больше, чем производителей авиадвигателей в РФ. Проблема - надуманная, будет спрос - нефтехимики перенастроят свои установки.сколько нефтеперерабатывающих заводов в России способны производить авиабензин.
Спрос есть, который покрывается за счёт завоза авиабензина из той же Польши, а вот перенастройки что е то не наблюдается.нефтехимики перенастроят свои установки.